单板条层积材力学性能的预测模型

以弹性力学能量原理为基础,建立单板条层积材的力学性能预测模型,并采用压制单向薄层复合材料对模型预测值进行验证。验证试验结果表明,与其他常用的几何模型相比,根据能量法建立的模型预测范围更加准确,能量原理得出的预测范围在热压压力小于5 MPa时比较准确。由于完全定向板材的横向搭接长度有限,使得横纹弹性模量的实测值与预测范围偏差较大,但是实际生产板材时,并不存在这种情况,因而在实际生产中模型的预测精度将会提高;而顺纹弹性模量和纵横向剪切模量的预测精度较高。     

单板条层积材密度梯度的研究

通过不施胶压制单板条层积材(PSL)板坯,测定板坯各层的密度分布规律并对其进行统计分析。结果表明,板坯内各层的单板条压缩后密度呈正态分布。根据预测方程计算板坯密度梯度,并将密度梯度预测值与统计分布区间进行比较,结果表明,当热压压力低于5 MPa时,计算值能较好地与统计区间吻合,板坯密度梯度不大;当热压压力为5 MPa时,计算值与统计区间相差较大,经过分析修正,最终得出板坯密度梯度的计算模型。通过断面密度扫描试验,最终得出的计算模型能反映PSL板坯的密度梯度。     

复合集装箱底板力学性能预测与有限元分析

运用经典层合板理论和一阶剪切变形理论预测了单板定向刨花板复合集装箱底板的有效弹性模量、跨中正应力和挠度,并将预测结果与有限单元法所得的结果进行了比较。 用有限单元法对3种不同厚度木单板复合的集装箱底板的弯曲性能进行了分析。结果表明,理论预测与有限元分析结果基本相符;采用较大厚度比的单板不但可有效提高复合集装箱 底板整体的刚度性能,而且可显著减小结构中的正应力。     

压强下TaB2力学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,在广义梯度近似下运用纯理论计算方法得到TaB2的晶格常数、弹性模量、切变模量和泊松比等力学参数,研究了TaB2在不同压强下的弹性常数、体弹模量和态密度.结果表明:随着压强的增加,TaB2的弹性常数和体弹模量随之增加,而相对晶格常数和相对体积则随着压强的增加而减小;在一定压强下,TaB2沿着c轴方向的压缩性要比a轴方向的大.依据Bardeen-Cooper-Schrieffer超导理论,TaB2在其费米能级处的态密度值随着压强的增加而降低,说明它的超导转变温度Tc随着压强的增加而降低.     

复合材料层合板的应力分析

根据文献[1]所建立的位移场模型以及相应的位移形式的平衡方程，对简支层合板受一般载荷作用下的问题简化成求解其代数方程组的问题，所计算的结果与相应的三维弹性解进行了详细地比较。     

地铁扣件Ⅲ型弹条的静力学模型与参数优化分析

地铁钢轨通过弹性扣件固定在道床的轨枕上,弹条是弹性扣件的关键部件,通过弹条的弯曲和扭曲变形产生扣压力,保证钢轨之间轨距正常和可靠连接,同时吸收车辆行驶产生的冲击能量,达到减振的作用。本文为了研究地铁扣件III型弹条自身相关参数对其力学性能的影响并进行参数优化,通过金属材料拉伸试验测得了Ⅲ型弹条的基本力学参数,开展扣压力试验得到了弹条扣压力与弹程的关系。建立了弹条的静力学理论模型,并使用单位力法推导了线弹性变形假设下弹条扣压力与弹程的关系,与试验所得数据吻合良好,验证了模型的可行性。根据理论模型推导了弹条不同截面的内力表达式,并以第四强度理论计算了弹条的应力危险点,结果表明,危险点发生在小圆弧靠近跟端θ=61°附近的截面。研究了材料参数和几何参数对弹条应力状态以及扣压力-弹程曲线的影响,提出了弹条基于材料参数和几何参数的优化方案：在规范规定的扣压力范围内,弹条横截面直径应不小于20mm,弹条的小圆弧半径r应不大于20mm。     

刨花形态及定向角度对刨片层积材性能的影响

为优化刨片层积材(LSL)的生产工艺,提高刨片层积材性能,研究了速生杨木刨片层积材的刨花形态和刨花定向角度对其力学性能的影响。结果表明：刨花长度的增加有利于刨片层积材静曲强度(MOR)和弹性模量(MOE)的提高,但内结合强度略有下降;刨花宽度对LSL物理力学性能的影响较小;刨花厚度的增加使LSL物理力学性能下降。表层定向角对刨片层积材性能影响较大,顺纹方向上,表层定向角越小,层积材的MOR和MOE越大;芯层定向角度对刨片层积材性能影响较小。芯层随机铺装在一定程度上有利于层积材的内结合强度的提高。     

岩石损伤本构模型及稳定性分析中的应用

从损伤力学出发,考虑Mohr-Coulomb准则的损伤门槛以及Hoek-Brown强度准则的残余应力,基于岩石强度的Weibull分布假设,提出一种新的岩石损伤本构模型。结果表明此岩石损伤模型能较好地反映岩石应力-应变全曲线;通过损伤模型对岩体强度与变形规律的分析,计算出CDP模型参数,用ABAQUS进行数值模拟。从能量的角度研究结构的破坏过程,用最大弹性变形能来判别结构破坏。结果认为岩体的强度破坏实质上是稳定性问题,属于极值点失稳;并结合塑性区贯通验证合理性,对于研究岩石、混凝土损伤及稳定性有一定的参考价值。     

非轻质多弹簧并联系统的劲度系数和有效质量

通过引入弹簧的形状函数,导出了非均匀拉伸条件下非轻质多弹簧并联系统的能量、劲度系数和有效质量表达式,以此为基础讨论了均匀拉伸时非轻质多弹簧并联系统的能量、劲度系数和有效质量,所得结果与相关文献一致.     

基层顶面当量回弹模量确定方法的修正

应用弹性层状理论,以弯沉等效为原则研究了基层顶面当量回弹模量的计算方法,指出了现有当量模量换算公式中存在的不足,并根据当量模量的影响因素确定了其边界条件,在大量计算分析的基础上重新建立了荷载作用半径为0.15 m的换算公式,并增加荷载作用半径影响修正系数.修正后的换算公式可适用于基层与土基模量比大于2且基层当量厚度大于0.2 m及荷载作用半径在0.1 m-0.5 m的基层顶面当量回弹模量的换算,具有更高的精度、更好的外延性.     

一种三自由度并联机构刚度分析及仿真

以一种三自由度并联机构2-TPR&SPR为研究对象,对其刚度进行分析.首先利用螺旋理论的方法得到该并联机构的全Jacobian矩阵,在此基础上,考察机构外力、外力矩对支链驱动力及约束力的映射关系.随后利用力与位移的对偶关系,推导出机构的刚度矩阵,最后通过一组数值仿真实例,验证刚度分析的正确性.     

Mobility and constant-orientation workspace analysis of 4UPS-UPU parallel mechanism

One of the key issues for parallel mechanism is the kinematic characteristics, especially the workspace which varies with configuration parameters. A kind of 4UPS-UPU parallel mechanism is designed and its workspace is studied in this paper. First, the mobility of the 4UPS-UPU parallel mechanism is analyzed based on the reciprocal screw theory, and the motion and constraint screw systems of the parallel mechanism are obtained. Then the inverse kinematics is derived by the closed-form kinematics chain. The boundary search method in the polar coordinate system is presented to analyze the constant-orientation workspace of the parallel mechanism. Finally, the influence factors relevant to the workspace, such as the structural parameters and kinematics parameters are analyzed in detail. The relationship between the workspace volume and different parameters are obtained. The conclusions can be used for parameters optimization and path planning of the parallel mechanism.     

索单元的动力等效线性化分析

首次建立了索单元动力问题分析的等效弹性模量修正公式,对以受拉二力杆单元取代索单元的准线性结构进行位移分析,并与原索膜结构时程分析法的数值结果进行了比较。结果表明,采用以模量修正的受拉二力杆单元取代索单元的准线性结构精度良好,为类似动力问题分析的等效线性化法提供了参考。