单搭拉剪胶焊接头的应力和刚度分析

胶焊复合连接技术兼具胶接和点焊的优点,它因提高结构强度和刚度而使车辆轻量化成为可能.以胶接理论为基础,考虑了被粘体剪切应变,将焊点视为大剪切弹性模量胶粘剂,胶层和焊点沿其厚度方向的剪应力不变,建立了胶焊单搭拉剪接头的线弹性应力解析模型.在应力模型基础上,将接头各组成部分看作是独立承载的拉伸和剪切弹簧单元,得到了其刚度解析模型.应力模型中的正应力和剪应力与有限元解吻合得较好,证明理论模型正确,参数研究中确定了影响胶焊单搭接头应力分布特征的关键耦合参数.     

多焊点情况下胶焊单搭接头的静力分析

以胶接分析为基础,将焊点视为大剪切弹性模量胶粘荆,假设被粘体切应力沿厚度线性分布,胶层和焊点切应力沿厚度方向不变,建立了多焊点情况下胶焊单搭拉剪接头的线弹性应力解析模型.计算结果表明:被粘体正应力和胶层切应力解析解与有限元模型吻合得较好.对焊距的参数研究表明:胶焊单搭拉剪接头连接区纵向正应力和切应力随焊距减少而分布更均匀,峰值切应力下降,与前人的试验结果一致.     

复合材料层合板单搭胶接力学性能检测技术与分析

胶接工艺缺陷对单搭胶接接头的拉伸剪切性能有着重要的影响。为了研究不同单搭接胶接层厚度对不同材质复合材料层合板胶接性能的影响规律,通过喷水穿透法超声C扫描对试样的剪切区域进行无损检测,并分别采用1mm、2mm、4mm的胶层厚度,以碳纤维/玻璃纤维复合材料层合板为被粘物,进行单搭胶接拉伸剪切性能试验。检测及试验结果表明:当胶层厚度h1mm时,对于相同材料的被粘物,胶层厚度越大,试件胶接接头剪切强度越小;相同的粘接剂厚度,以碳纤维增强复合材料板为被粘物的试件胶接接头剪切强度大于以玻纤增强复合材料板为被粘物的试件胶接接头强度;胶粘剂与碳纤维被粘物表面的润湿效果要优于胶粘剂与玻纤被粘物表面的润湿效果。     

板厚、温度和速度对单搭接胶接接头强度的影响

为了探讨单搭接胶接接头结构的破坏机理，采用Hopkinson拉杆实验技术，研究了板厚、温度和速度(试样端部的最大速度)对单搭接胶接接头强度的影响。实验结果表明，板越厚、温度越低、速度越大，接头的强度越大。运用有限元方法分析了胶层的应力分布，通过引入剥离应力对试样强度的影响因子，研究发现板越厚、温度越低、速度越大，剥离应力对接头强度的影响越小。     

LY12复合型断裂的实验研究

应用有限元方法和断裂实验对铝合金ＬＹ１２在Ｉ＋Ⅱ型复合载荷作用下的弹塑性断裂行为进行了研究，给出了复合型弹塑性断裂的Ｊ积分准则，结果表明：（１）不同复合型下启裂Ｊ积分值满足ＪＩｉ／ＪＩｃ＋ＪⅡｉ／ＪⅡｃ＝１，ＪＭＣ＝ＪＩｉ＋ＪⅡｉ的关系，随Ⅱ型分量增加，启裂的Ｊ积分值ＪＭＣ增加ＪＩＣ为ＪＩＣ的两部；（２）ＪＭＣ值与复合比满足ＪＭＣ＝Ｋ＾２Ｉ．ＪＩＣ／（Ｋ＾２１＋αＫ＾２ＩＩ）＋αＫ＾２Ｉ．ＪＩＣ／     

周期激励下单搭接接头强度与振动特性研究

主要研究汽车轻量化粘接结构在周期性振动载荷激励下强度与振动属性的改变。首先,利用实验手段,研究了振动载荷对单搭接接头疲劳特性的影响,分析了疲劳后接头的强度及模态频率的变化;其次,通过仿真分析方法,建立了基于经典双线性内聚力模型(Cohesive Zone Model)的单搭接接头静态及动态仿真模型,对胶接接头的模态频率、振型及加载开裂过程中胶层单元失效扩展进行模拟,与此同时,探讨了疲劳载荷对胶层内聚力模型的弱化效应。最后,利用SEM电镜分析手段,从微观上分析了粘接接头疲劳损伤及断裂机理。     

单搭接胶接接头弹性应力的二维分析方法

提出一种能得到单搭接胶接接头二维弹性应力解析解的的一般分析方法.该方法从纵向正应力沿厚度线性分布的理论假设出发,用完整的几何方程与本构方程,在考虑了被粘物与胶层的剪应力和剥离正应力沿厚度的变化,而且严格满足包括搭接区端头胶层剪应力为零的所有边界条件下,能够准确地预测接头任意点的应力状态,并适用于被粘物/胶层几何和材料属性的任何组合.通过与以往的解析解和有限元分析结果对比表明:不仅胶层平均剪应力最大值发生在距胶层端头很近的位置处,而且平均剥离正应力最大值位置也距离接头端头很近.这与以往绝大多数理论解预测"胶层剪应力和剥离正应力最大值都发生在端头处"的结论不同;该解析解有很好的精度和较广的适用范围.     

胶接体系的胶接强度、粘结能及损伤破坏研究

胶接是指一种用粘合剂实现连接和固持的方法,胶接形式的金属薄板在汽车工业,建筑业以及航空航天领域有着广泛的应用.论文采用有限元模拟方法,研究了该胶接体系在受载状态下的滑剪破坏行为,重点关注了胶层粘结能,搭接长度,胶层厚度对胶接接头承载能力的影响,同时初步探讨了胶层的界面损伤情况.胶层粘结能的提高能够显著提高接头的承载能力.此承载能力受搭接长度和胶层粘结能的共同影响,较大的粘结能情况下,提高搭接长度能够显著提高接头的承载能力.胶层厚度对接头的承载能力也存在影响,在论文考虑的厚度范围内,提高厚度能够增强接头的承载能力.最后初步考虑了接头在达到载荷峰值时刻的胶层损伤情况.     

反平面扩展裂纹的J积分与COD

给出一个以任意速率扩展的反平面裂纹与路径无关的Ｊ积分，证明Ｊ积分扩展裂纹尖端的张开位移（动态ＣＯＤ）之间有的简单的关系，Ｊ积分与能量释放率，动应力强度因子之间也有简单关系，利用这些关系，给出了动态ＣＯＤ与动应力强度因子之间的关系式。     

转镜式高速相机扫描速度及其不均匀性测量

介绍了高速相机扫描速度不均匀性产生的原因、扫描速度测量的方法，简要地介绍了测量系统的工作原理，测时精度达到３ｎｓ，测速精度达到 ３，最后给出了测量 ＧＳＪ型和ＳＪＺ－１５型相机的结果。     

一个解剖基人本下肢的生物动力模型：第二部分：数值结果

表述人体下肢生物动力模型的数值技术,数值结果并将其与献进行比较,模型显示：当人体下肢小腿受冲击外载荷作用时,在膝关节处所产生的４个主要韧带张力以及膝关节处的咬合接触力,在大腿固定不动（或运动受到约束）的情况下,要远大于大腿未受约束的情况下,要远大于大腿未受约束的情形,这与医学常识是吻合的。     

两种典型螺栓连接结构的刚度特性比较研究

针对法兰对接和径向套接两种典型舱段螺栓连接形式,基于有限元静刚度计算、动力学简化建模、冲击响应特性分析及结构冲击试验,系统研究了两种连接形式的轴向刚度特性及其对动力学冲击响应的影响.有限元静刚度分析揭示了法兰对接与径向套接的轴向拉压刚度分别是非对称的和对称的,而法兰对接的平均刚度更大.之后,为两种连接形式建立了统一的动力学模型,证明非对称的轴向拉压刚度导致结构在受到横向载荷作用时会产生附加的耦合轴向振动,并且利用高精度幂函数拟合刚度跳变,得到耦合轴向振动频率是弯曲振动频率的二倍的结论.最后,通过冲击动力学试验证明了法兰对接存在二倍频的耦合轴向振动,而径向套接则不存在该耦合振动.径向套接虽然一阶频率较低,但阻尼效果更好.     

节理岩体体积节理数Jv的新计算公式

岩体体积节理数Jv的定义，按照《工程岩体分级标准》采用节理间距或频率较为恰当；本文研究了岩体内发育一组、二组、三组贯通性节理的情况下，Jv定义的适宜性，指出节理正交的情况下Jv的适宜性最好，推导出Jv的修正系数为K1=|sin(n1,n2[DD(-1][HT5SS]^[HT][][DD)])||cos(n1×n2,n3[DD(-1][HT5SS]^[HT][][DD)])|，研究表明：节理夹角越小，对Jv的影响越大；通过连通率等效途径，断续节理岩体的Jv计算公式为Jv=K1•∑[DD(][]i[DD)]Si•ni(i3)。运用该公式可实现工程岩体裂隙发育程度的科学评价。     

Dynamic recursive decoupling method for closed-loop flexible mechanical systems

In this paper, a new method for the dynamic analysis of a closed-loop flexible kinematic mechanical system is presented. The kinematic and force models are developed using absolute reference, joint relative, and elastic coordinates as well as joint reaction forces. This recursive formulation leads to a system of loosely coupled equations of motion. In a closed-loop kinematic chain, cuts are made at selected auxiliary joints in order to form spanning tree structures. Compatibility conditions and reaction force relationships at the auxiliary joints are adjoined to the equations of open-loop mechanical systems in order to form closed-loop dynamic equations. Using the sparse matrix structure of these equations and the fact that the joint reaction forces associated with elastic degrees of freedom do not represent independent variables, a method for decoupling the joint and elastic accelerations is developed. Unlike existing recursive formulations, this method does not require inverse or factorization of large non-linear matrices. It leads to small systems of equations whose dimensions are independent of the number of elastic degrees of freedom. The application of dynamic decoupling method in dynamic analysis of closed-loop deformable multibody systems is also discussed in this paper. The use of the numerical algorithm developed in this investigation is illustrated by a closed-loop flexible four-bar mechanism.     

基于仿生人工关节的评价装置及磨损试验研究

基于仿生人工关节结构,利用连杆机构模拟关节弯曲/拉伸运动方式建立了仿生人工关节评价装置,同时对以小牛血清作为润滑介质的氧化锆-超高分子量聚乙烯(ZrO-UHMWPE)人工关节配副进行磨损性能测试.结果表明:所建立的装置不仅可以加速考察人工关节配副的磨损特性,还能够加速评价仿生关节囊的动态疲劳性能,同时实现转速、载荷以及运动角度等参数可调并具有较强可操作性; UHMWPE的磨损量与运动周期近似呈线性关系,UHMWPE的体积磨损率相对稳定,约为70～80 mm3/106周期,且具有较好的重复性与可靠性.     

焊接接头材质和力学非均匀体低周疲劳特性研究

焊接接头是由母材区、热影响区和焊缝组成的材质和力学性质非均匀体,与均匀材料相比,有关非均匀体低周疲劳特性的研究还相当少,许多问题尚未完全搞清.本文通过16MnR压力容器用钢焊接接头的应变控制低周疲劳试验,采用宏观试验与微观分析相结合的方法,考虑了焊接接头材质和力学非均匀性的影响,对其疲劳特性进行了较为深入的研究,得出一些新的十分有意义的结论.     

岩体节理刚度系数的现场声波测试

Ｇｏｏｄｍａｎ教授提出的节理单元模型被广泛地应用于岩石力学与工程实践。然而该模型的分析精度却依赖于对节理的法向刚度ｋｎ切向刚度ｋｓ的准确确定。但这项工作在实验室几乎是不可能的。文中提出了一种在现场利用声波测试ｋｎ和ｋｓ的方法，并讨论了影响ｋｎ、ｋｓ测试精度的因素。     

单搭接胶接接头拉伸剪切性能的数值模拟与实验研究

采用数值模拟和光测技术对单向拉伸载荷作用下单搭接胶接接头中的剪切性能进行分析,研究了不同厚度胶层中切应力的变化规律。用有限元方法(FEM)对不同胶层厚度的试件进行建模,得到了拉伸载荷下胶粘剂中的切应力分布及其统计参数。利用数字图像相关(digitalimage correlation,DIC)方法对试件的变形场进行测量。结果表明,当胶粘剂的厚度较小时,胶粘剂中的切应力的分布统计参数随着其厚度的增加会有显著的变化,但是当厚度超过一定的数值时,统计参数对厚度的变化不再敏感。     

平面滑移铰内发生自激振动的充分条件

自激振动是含摩擦机械系统最严重也最具破坏性的运动形式. 目前, 通常以增加润滑的方式 尽可能减少自激振动. 本文以平面滑移铰为研究对象, 假设铰连接的物体为刚体, 并且认为 铰内的间隙为小量, 推导了平面滑移铰内产生不符合物理事实解的条件. 这可看作是导致系 统产生自激振动的一种诱因. 该条件适用于任何含平面滑移铰的机械系统.     

动力调谐陀螺挠性接头力学参数动态测试的频域辨识法

本文详细介绍了动力调谐陀螺挠性接头力学参数动态测试的频域辨识法。仿真结果表明，噪信比达到20％时，辨识的相对误差不超过10％。