热轧与平面应变压缩试验的有限元对比分析

通过Gleeble-1500热模拟试验机测得的铝合金压缩的实验数据,根据弹塑性热力耦合大变形有限元理论,建立了本构方程,获得了热轧过程中的数值仿真模型;分析了轧制过程中应力及应变率场的变化规律及平均应变率、摩擦系数等参数对轧制变形的影响,并与平面应变压缩条件下试件的变形情况进行了对比.计算结果表明:轧后轧件中心节点处的应变与平面应变压缩试验中的应变比较接近,但应变率的变化情况却存在较大的差别.提出的变压缩速度的平面应变压缩方法,能够更准确地模拟材料热轧过程中的变形和软化机制.     

铝板带冷轧过程中磨损影响因素 及磨损作用机制研究

轧后铝材表面磨损量是影响铝材轧制过程的重要因素,脱落的铝粉恶化产品表面质量、影响轧制效率。本文选用不同的添加剂配制轧制油,对铝板材进行冷轧试验,重点研究添加剂种类、铝材原始表面质量、轧制压下率三方面对铝材表面磨损性能及磨损机制的影响。结果表明：双组分添加剂轧制油中油性剂在金属表面吸附成膜,犁削磨损现象较无润滑和纯基础油轧制有明显改善,轧后铝材表面磨损量小;轧件轧前表面粗糙度大,轧辊对轧件微凸体的碾压作用加剧,被碾压下来的大量铝粉成为轧辊和轧件外的“第三体”,造成磨粒磨损加剧;化学磨损和犁削磨损同时存在于轧制过程中,油膜厚度较大时,前者是主要磨损机制;反之,后者起主导作用。     

连铸板坯热轧中角部裂纹变化的研究

采用有限元方法对轧件角部横向和纵向裂纹在多道次立-平轧制过程中变形行为进行了模拟,分析了裂纹的闭合与扩展行为．结果表明:采用平立辊,裂纹很好闭合,但变形程度大,可能延伸和往轧件顶面移动,对角部横向裂纹,裂纹尖端节点往外扩散,对三角形横向和纵向裂纹,裂纹可能发生折叠;采用孔型立辊,立轧后,轧件裂纹很好地闭合,平轧后,横向和侧面纵向裂纹可能被拉开,顶面纵向裂纹闭合较好,只有三角形横向裂纹可能发生折叠．     

直角结合异材界面端应力强度系数的经验公式

由不同材料结合而成的材料(简称异材或双材料)的力学性能及其可靠性评价是工程中亟待解决的问题。表征界面端奇异应力场大小的应力强度系数是结合异材强度评价的依据，本文针对工程中最常见的直角结合异材，通过对大量不同材料组合的异材的边界元数值分析，提出了界面端应力强度系数的近似计算公式，无量纲化后的应力强度系数的值只与异材Dundurs参数a，卢有关，该公式具有较高的精度，可以作为一般工程上的应力强度系数的计算以及异材结构设计的依据。     

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在重轨万能轧制过程中,首先建立了简化的三维理论模型. 然后分别给出了轨腰、轨头及轨 底的运动学许可速度场以及相应的应变速度场和剪应变速度强度,并求出了相应变形区的塑 性变形功率、速度间断面上消耗的功率以及由于摩擦产生的摩擦功率. 最后根据上限原理分 别求解了水平辊和两个立辊的轧制力上限解. 通过比较可知,二辊轧制理论公式误差很大因 此不能用于万能轧制过程,而上限法求得的轧制力近似解大于轧制现场数据但最大误差不超 过13\%, 因此根据上限原理进行轧制工艺参数设定及优化是比较可靠的.     

瞬态热冲击下层合材料板界面的热弹性行为

基于带有两个热松弛时间的G-L广义热弹性理论, 利用有限元方法研究了零阻抗理想界面层合板在瞬态热冲击诱导的位移、应力和温度等通过界面时的热弹性行为. 通过比较不同层中材料的比热容、热导系数、热松弛时间和密度等对界面处的位移、应力和温度的影响, 研究了不同材料参数对复合材料热力学行为影响, 发现不同材料参数将导致热穿过界面时界面处温度、位移和应力发生突变, 研究结果可以为由热引起的层合板挠曲变形提供理论依据.      

纳米化纯铁在干摩擦及油润滑条件下的磨损行为研究

利用往复摩擦磨损试验机研究了深度轧制纳米化纯铁及其退火态和普通轧态纯铁在干摩擦和油润滑下的磨损行为,采用冲击划痕法和声发射划痕法研究材料的塑性变形能力,并对纳米化影响纯铁磨损行为的原因进行初步探讨.结果表明,在干摩擦条件下深度轧制纯铁的抗磨粒磨损性能较普通轧态纯铁差,抗犁削能力也较弱;在油润滑条件下,深度轧制纯铁显示出优良的耐磨性;经深度轧制后,纳米化纯铁具有较高的表面活性,但同时由于塑性的丧失只能承受较小的剪切力.     

随机参数冷却塔的随机特征值样条子域随机摄动分析

文「１」曾提出了用于旋转壳分析的广义样条子域法，本文基于这一方法进一步建立了带有随机参数冷却塔的特征值摄动分析公式。并着重讨论了特征值关于冷却塔边界支撑随机参数的统一特性。其中，冷却塔的实际支撑体系用弹簧约束模拟，且利用变形能等效原则将两个主曲率线方向的弹簧约束系数用实际支撑体系的腾参数表示、弹簧约束通过一个广义样条环域与主体的主体结构相联结。     

机匣安装边结构研究

本文利用多种实验力学方法研究了航空发动机机匣安装边结构的连接特性和力学行为以及机匣在安装，受载过程中的安装边的变形、应力和螺栓内力、应力等的规律；讨论了安装边结构设计参数的选择范围     

四边手性蜂窝动态压溃行为的数值模拟

建立了四边手性蜂窝的有限元模型,采用数值模拟方法研究了四边手性蜂窝在不同冲击速度下的变形模式和能量吸收等动力学响应特性,并同普通六边形蜂窝的冲击行为进行了对比。计算得到了这2种蜂窝的变形模式图、动力响应曲线和能量吸收曲线。模拟结果表明：低速冲击下,四边形手性蜂窝的变形模式为“Z”字形;高速冲击下,四边手性蜂窝的变形模式与普通蜂窝的“I”字形模式类似;在适中速度的冲击下,四边手性蜂窝表现出兼具高速冲击和低速冲击特征的一种过渡态变形模式;随着冲击速度的提高,局部变形带由固定端向冲击端移动,并且能量吸收能力也随之提高;在中、低速度的冲击下,能够观察到拉胀材料压缩时特有的“缩颈”现象。

     

粗糙表面的弹塑性接触研究

建立了综合载荷作用下粗糙表面弹塑性接触的确定性模型,考虑了微凸峰接触的弹塑性变形阶段,数值求解得到实际接触面积、压力分布和微凸峰塑性形变.分析了实际接触面积与法向载荷的关系,并研究了点接触的椭圆参数对上述关系的影响.建立了结点增长模型,分析了结点增长与滑动摩擦系数的关系以及滑动摩擦系数随椭圆参数的变化.结果表明:随着法向载荷增大,实际接触面积与法向载荷之间的非线性关系愈加显著;椭圆参数越大,实际接触面积越小,选择较小的椭圆参数可降低平均接触压力;结点增长的速率随滑动摩擦系数增大而增大;表面剪切作用力使最大Mises应力值升高,疲劳裂纹的发生源向表面靠近;重载时选择较小的滚动轴承沟曲率半径系数有利于减小摩擦功耗.     

孔型立轧过程的三维刚塑性有限元分析

采用三维刚塑性有限元法对２Ｓ－Ａｌ板孔型立轧稳态过程进行了分析和比较，所得轧件断面形状，轧制力及轧制力矩与文献「１」的实验结果吻合很好，计算精度有所提高。     

储层微观参数对宏观参数影响的网络模拟研究

储层宏观参数是储层微观参数的宏观体现.以孔隙度、绝对渗透率、相对渗透率等宏观参数作为约束条件,拟合生成网络模拟模型,在此基础上讨论了孔喉半径、喉道半径均质系数、孔喉比、孔喉润湿性、孔喉形状和配位数等微观参数的变化对孔隙度、绝对渗透率和相对渗透率等宏观参数的影响.在影响因素敏感性分析的基础上,确定了引起储层宏观参数变化的...     

QFP结构中引脚焊缝界面端的奇异性热应力问题研究

由于引脚、印制电路板和焊接剂的热-机材料属性不同,在受到热载荷或机械载荷时,引脚焊接界面端会产生奇异性应力,有可能产生界面开裂.为了基于界面端奇异场来评价QFP结构引脚界面端力学行为,本文拟采用数值方法求解引脚焊缝任意角度尖劈界面端的应力强度系数.具体步骤为:首先,基于高次内插有限元特征分析法确定两相任意角度尖劈界面端的奇异性指数和应力角分布函数,并引入常数热应力项,获得热-机耦合奇异性应力场表达式;采用有限元分析技术和最小二乘拟合法来获得应力强度系数的数值解.文中考察了热-机材料属性对热载荷下焊接剂/印制电路板界面端应力强度系数的影响,并给出改善界面端热应力状态的建议.     

板材轧制过程变形区应力分布简化计算模型

轧制过程中金属薄板承受的应力状态较为复杂,为了简单快速地估算板材变形区应力分布,根据轧制过程板材中部和边部应力分布的差异,将变形区沿宽度方向分为中部区域和边部区域,忽略宽展并对应力状态进行了简化假设,通过理论推导,建立了轧制变形区应力分布的简化计算模型,实现了对整个轧制变形区轧件承受应力状态的估算求解;并将计算模型求解得到的应力分布与有限元仿真结果进行了对比。结果表明求解得到的轧制变形区各向主应力的分布和数值模拟结果基本一致,证明了简化计算模型的有效性。     

岩体变形参数渐变取值模型及工程应用

分析了当前岩体现场试验、变形参数取值和常规计算模式存在的问题。针对河谷、斜坡岩体从表部到深部 ,岩体风化、岩体波速和岩体地应力等彼此均呈现渐变性特征 ,提出了岩体变形参数渐变取值模型 ,并以黄河上游李家峡水电站初期蓄水监测资料 ,论证了岩体变形参数空间上连续性渐变取值的合理性和科学性 ,对今后其它岩体工程的力学参数取值和计算模型的概化提供了指导意义.     

挖井基础铁路桥墩的抗震性能影响参数分析

基于拟静力试验结果,建立了挖井基础桥墩的有限元模型,对水平往复荷载作用下挖井基础桥墩的受力特征及影响参数进行了研究,分析桥墩配筋率、含箍率和轴压比对桥墩位移延性系数、抗力增大系数和屈后刚度比的影响。研究结果表明:建立的有限元模型可较好地模拟地震作用下挖井基础桥墩的力学行为,试验及分析结果均表明在较小的墩顶位移作用下,基础周围土体也将表现出明显的非线性;提高桥墩主筋配筋率可显著提高挖井基础桥墩的极限承载能力和极限位移,减缓屈后刚度的退化,提高桥墩含箍率对挖井基础桥墩承载力和变形能力的影响并不显著;轴压比对挖井基础桥墩的变形能力和承载力影响显著,随着轴压比的增大,桥墩的位移延性系数和抗力增大系数减小,屈后刚度的退化减缓。     

梁和弹性基础梁的弹性固定端的力矩系数

求解弹性固定端梁是一个静不定问题,须求解联立方程组.这种梁和弹性基础梁在船舶设计和其他结构设计中应用广泛,却不便制成现成的弯曲参数(指挠度,转角,弯矩和切力.以下相同)表查用.而对于刚性支承(包括刚性固定端和铰支座)的梁在常用载荷作用下的弯曲参数,都有表可查.现根据弹性固定端力矩系数的概念:k=m/m_g (1)式中:m——弹性固定端支座力矩,m_g——在同样荷重作用下刚性固定端梁的支座力矩,m_g 有表可查,k——弹性固定端力矩系数,我们若能预先求得力矩系数k,则可根据刚     

线性参数激励问题的周期解及过渡曲线

本文用改进的变形参数法求得了在一般情形下，一类线性参数激励问题的周期解过渡曲线。     

弹性压应力波下直杆动力失稳的机理的判据

基于应力波理论和失稳瞬间能量的转换和守恒,导出了一个直杆动力分岔失稳的准则：（1）直杆在发生分岔失稳的瞬间所释放出的压缩变形能等于屈曲所需变形能与屈曲动能之和;（2）在上述能量转换过程中,能量对时间的变化率服从守恒定律。应用临界条件（1）推导出的直杆动力失稳的控制方程和杆端边界条件以及连续条件,与应用哈密顿原理推导的结果完全相同,但不足以构成求解直杆动力失稳问题的完备定解条件,导出包含两个特征参数的一对特征方程。从而建立了求解直杆动力失稳模态和两个特征参数（临界力参数和失稳惯性项指数参数即动力特征参数）的较严密理论方法。