微电子元件制造过程中的应力分析

本文分析了一个典型的微电子元件在创造过程中残余应力的分布和演化．与以往大多数类似的分析工作的不同之处在于，我们并不是对一个已成型的结构再回过头去仅仅分析其温度历史下相应的应力状态，而是追踪了该结构成型过程的各个方面，尤其是由于工艺过程中结构几何形状的变化而引起的应力重分布．采用的方法则是控制某些材料所对应的单元在某一特定的时刻以后才起作用，这种方法对于各种制造过程的分析非常有效．     

Z-pin复合材料细观模型固化残余应力研究

针对植入Z-pin后碳纤维增强复合材料的微观结构，通过施加Z-pin周期性边界约束条件，建立了Z-pin复合材料单层板单胞细观模型．考虑固化过程中树脂体积收缩、弹性模量随固化度变化和纤维因Z-pin进入偏转因素，运用有限单元法计算了单胞结构在固化成型工艺过程中树脂和纤维应力发展和分布，并研究了Z-pin直径和分布密度对单层板面内残余应力的影响．结果表明：凝胶点之前，树脂模量和残余应力很小，凝胶点之后，树脂模量和残余应力增加较快；残余应力分布与纤维偏转有关；Z-pin直径和分布密度增加会使固化残余应力增大．     

随机振动载荷作用下结构Von Mises应力过程的研究

随机振动载荷作用下结构的多轴疲劳分析非常复杂，利用Von Mises应力准则将多轴应力响应转换为单轴应力是一条简单而有效的途径，其关键问题是Von Mises应力概率密度函数的确定。本文提出了Von Mises应力过程近似服从Weibull分布的假设，同时给出了确定Weibull参数的方法，为进一步直接利用Von Mises应力进行结构多轴疲劳分析创造了条件。     

双向荷载条件下八边形蜂窝结构因胞壁缺失所致应力集中分析

因胞壁缺失引起的应力集中现象是蜂窝结构在增材制造过程中亟待解决的问题，通过将胞壁缺失所致的缺陷等效成椭圆，基于复变函数方法得到了预测拉伸应力的解析公式和预测弯矩应力的分析方法，进而得到八边形蜂窝结构在双向荷载条件下缺失单行和多行胞壁产生的应力组合值。与数值模拟结果的对比分析验证了所提理论解析公式的有效性；同时得出距离缺陷最近胞壁上的拉伸应力解析解与数值解吻合良好，弯矩应力数值解与胞壁上的应力梯度呈明显的线性关系。与规则六边形蜂窝在多行缺陷条件下的应力集中程度进行对比，得出八边形蜂窝结构在荷载系数 和 时应力集中程度小于规则六边形蜂窝结构，从而为蜂窝结构增材制造设计提供理论指导。     

ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОЛТИУЕСКИ АКТИВНЫХ ЛРОЗРАУНЫХ МАТЕРИАЛОВ ТИЛОМ ЗЛОКСИДНОЙ СМАЛЫ ЛРОЗРАУНЫХ МАТЕРИАЛОВ ТИЛОМ ЗЛОКСИДНОЙ СМАЛЫ

本文扼要总结了1961年以来我们进行环氧型光弹性塑料性能实验的研究成果。全文分基本性能,初应力成因分析,立体模型的浇铸研究,以及变弹性模数材料的制造及其粘结方法四部分。在偏光弹性实验中,模型材料的性能研究是极为重要的课题之一。为了寻找一种理想的偏光弹性模型材料,国内外科研工作者进行了广泛的探索和研究^[1-7]。自从环氧树脂制成后,世界各国都先后采用了这种材料。实践证明,环氧型光弹性塑料是一种良好的偏光弹性模型材料。随着科学技术的发展,对偏光弹性模型实验技术的要求日益提高。工程结构的应力分布住往比较复杂,要求在模拟实验中进行三维应力状态的研究;同时,结构物常由弹性模数不同的各种材料制作而成,必需考虑弹性模数对应力分布的影响。因此,三向光弹性塑料的制造,复杂模型的整体侥铸,以及变弹性模数塑料的制造及其粘结方法,都是实验研究中迫切需要解决的课题。为了获得较为理想的模型和进行冻结实验,必须研究塑料的光学、力学和热学性能的测定方法,塑料的浇铸成型工艺,以及消除初应力的途径。     

金属成型过程接触分析的有限元法

以往通常将加工好的成型构件实物进行疲劳试验，以检验构件设计的合理性。这种实物试验方法在构件设计阶段，显得费时费力，成本很高，并且带有一定的盲目性。本文用大变形条件下的弹塑性有限元接触法模拟了某钢管构件的挤压成型过程，在算得残余应力的基础上，进一步分析了构件服役时在交变载荷作用下的应力，研究构件的最危险点及其应力谱。在算得危险点残余应力以及应力谱的基础上，再结合材料Goodman疲劳极限线图，对成型加工构件服役后的疲劳强度进行校核，有效提高产品的安全可靠度。该方法为成型加工构件的抗疲劳断裂设计提供了方便快捷的手段，降低了成型加工构件设计阶段及产品研发阶段的成本。     

结构动态应力计算方法研究

复杂结构动态应力的准确计算是一个没有圆满解决的问题。本文以最小余能原理为基础，提出了计算结构动态应力的最小伤痛有法。该方法采用二次分析思想，首先采用常规有限元对结构进行适当离散，计算输出结构所需应力区域的有限元结点位移和加速度动力时程反应，再应用最小余能法计算所求部位的动态应力值。这种方法的优点是它可以与现有的有限元程序有机结合，方便使用；动应力在区域内的分布规律可以由计算者根据具体情况而确定，一般情况下，可以选用二次曲线来逼近动应力在区域内的实际分布，避免了常规有限元法计算结构动应力时必须对单元形函数求导的做法，从而提高了动应力计算精度。计算结果表明：本文方法计算结构动态应力结果较常规有限元法的计算结果有明显改进，特别是当结构变化剧烈时，改进效果更为明显。     

塑性成型弹塑性有限元模拟的静水压力间接计算法

在单元内偏应力导数精度分析的基础上，了偏应力导数佳点逐层积分建立了修正的静水压力间接算法，将该方法应用于金属成型过程的弹塑性有限元模拟中，较好了解决了大步长时应力计算精度低的问题，提高了计算效率，算例表明，在变形总量和应变步长都较大的情况下。用庐方法计算得到的应力和变形载荷仍具有较好的精度。     

加工残余应力对海洋管道压溃性能的影响研究

为了研究加工制造过程产生的残余应力对海洋管道骨架层抗压性能的影响,首先介绍了骨架层的加工装备和成型原理,并利用MARC软件模拟了骨架层的整个冷弯成型过程,得到了加工残余应力等结果;然后将加工残余应力导入ANSYS有限元模型中进行分析,得到其对抗压溃性能的影响。计算结果表明,材料非线性和加工残余应力,最大可使骨架层的抗压溃能力下降约60%,因此在以后的抗压溃设计中必须要考虑材料非线性以及加工残余应力的影响。     

关于Neuber方程的理论研究

关于Ｎｅｕｂｅｒ方程的理论研究叶笃毅，王德俊（东北大学机械工程学院沈阳１１０００６）在工程结构中疲劳破坏总是从应力集中部位（如缺口根部）开始，因此，研究缺口处的局部应力和应变分布是缺口件疲劳分析的关键。在描述缺口根部局部非线性应力和应变分布的方法中，...     

关于Neuber方程的理论研究

关于Ｎｅｕｂｅｒ方程的理论研究叶笃毅，王德俊（东北大学机械工程学院沈阳１１０００６）在工程结构中疲劳破坏总是从应力集中部位（如缺口根部）开始，因此，研究缺口处的局部应力和应变分布是缺口件疲劳分析的关键。在描述缺口根部局部非线性应力和应变分布的方法中，...     

高分子材料注塑固化阶段的残余应力分析

在结晶性高分子材料注塑过程的固化阶段，温度分布、材料细观结构和应力应变之间相互耦合，因而其变化规律非常复杂．本文在井上等人考虑材料细观结构变化的金属热加工工艺应力分析［３～６］的基础上，发展了一套用于高分子注塑固化阶段残余应力分析的本构描述和有限元分析方法．在本构模型中，同时考虑了温度变化、结晶和“冻结取向”对变形的贡献．     

板材成型中的分叉和断裂及其空洞扩展效应

用平面应力有限元方法分析空洞模型以模拟一种双相钢板材在成型过程中所遇到的微空洞损伤,经试算可使模型的总体和局部的响应与已有的实验相一致,由此可提供描述该材料的损伤本构参数并研究局部剪切带和扩散型颈缩等分叉现象,临界应变值的分布形成了成型极限图中的下限曲线,当空洞模型的总体应力急剧下降或微裂纹开始出现,其相应的总体应变值提供了上限曲线。     

简化的机械结构可靠性蒙特卡洛随机边界元法研究

利用随机边界元法来确定机械结构应力分布参数，结合蒙特卡洛方法解决多种随机分布综合作用，本文提出了一种用于机械结构可靠性研究的简化的蒙特卡洛可靠性随机边界元法。该叶有效地降低了重复结构分析次数，适用于快速估算复杂结构多种强度和应力分布的结构可靠度。     

疲劳损伤临界值分析

通过对疲劳过程和疲劳失效的临界状态的分析，提出疲劳失效判据应与损伤程度和应力水平两个因素有关，并在试验的基础上建立了一个剩余强度退化的对数模型。根据疲劳过程中材料强度退化的事实及其规律。分析了损伤临界值与循环应力水平之间的关系，给出了一般应力水平下疲劳损伤临界值的范围，对于随机疲劳问题，给出了损伤临界值的分布规律。     

基于弹性理论的残余应力反演和变形计算

毛坯在制造过程中,材料力学性能的非均匀性导致其内部产生残余应力.残余应力会造成结构破坏,在工件的切削去除过程中,残余应力会逐渐释放并引起变形.采用有限元的“生死单元”技术模拟材料的切削去除过程,并转化为残余应力的释放,基于板壳理论、小变形理论、弹性理论和叠加原理,将径向基函数插值法与几何方程、物理方程相结合,开发出一种新的解析方法,反演残余应力场并计算变形.结果表明解析方法的理论解与有限元解高度吻合,能够用于判断残余应力分布并计算残余应力弹性释放引起的变形.     

复杂载荷下双金属复合管的屈曲失效研究

本文采用有限元方法系统地研究了复杂载荷下双金属复合管的屈曲失效，三维有限元数值模型考虑了双金属复合管的准静态复合成型制造过程中产生的残余应力，分析了外基管直径、内衬管壁厚、内外管初始间隙、内衬管屈服强度、内压等因素对双金属复合管屈曲失效的影响。结果表明，加载路径、复合管的几何尺寸及内衬管的屈服强度对双金属复合管的屈曲性能均有较大影响，内充压力可以延迟内衬管的屈曲失效。     

吸能包装模型结构的冲击响应

利用空气炮冲击实验对吸能包装结构的跌落过程进行模拟，进行了缩比模型的正撞和30°斜撞实验，针对模型实验进行了数值分析，获得了吸能包装结构模型在撞击过程中的应力分布和塑性变形，并将计算情况与实验结果进行了分析。结果表明:在撞击中吸能包装结构主要通过缓冲木材的塑性变形及外钢壳屈曲产生的塑性铰吸收能量，塑性变形主要集中于撞击端，而远离撞击端未见塑性变形；计算中木材本构参数采用顺纹方向压缩应力应变曲线具有一定的有效性。     

复合材料缠绕壳体结构成型和使用过程多场分析的研究进展

综述了复合材料缠绕壳体结构成型和使用过程的多场分析的国内外近代研究进展, 其中包括:缠绕成型工艺,固化工艺,超压工艺,使用过程中的应力分析,低速冲击损伤等相关问题. 在此基础上, 着重介绍了倍受航天界所关注的含薄壁金属内衬的复合材料缠绕容器的成型工艺和低速冲击损伤一体化研究工作, 并提出了该领域今后还需进一步研究的内容.      

旋转壳及附属结构应力分析软件系统

本文概述了近年来旋转壳应力分析软件系统的一些最新发展，它主要是结合电力建设中超大，超高冷却塔设计和施工中提出的壳筒，离散支柱的整体静力分析及抗震研究，不均匀地基及其沉陷，大塔稳定性，离散支柱局部缺断后的壳体应力分布等力学问题，通过新单元的开发和新算法的数值实现两个方面的工作，在文（１）的基础上，开发了一个旋转壳及附属结构应力分析软件系统。近年来这个系统对一些工程的实际应用表明，它是有效可靠的。