高温流体与变物性固体耦合系统温度场及热变形的数值计算

在腔体内部有高温流体,其外壳等固体材料的物性温度而为化的瞬态非线性问题中,其边界条件的确定十分困难。本文采用流一固“混合流”模式进行温度场的计算,由于方程计及了瞬态、复杂形状、浮动外边界条件等因系,采用变步长的控制容积法及时域有限元进行计算。对某个高温燃气配气阀的温度场及热变形进行了数值计算,得到与实测相符的结果。     

疏导式热防护在翼前缘中的应用探索

针对高超声速飞行器飞行时翼前缘存在着严重的气动加热问题,为了保证翼前缘的尖锐外形,提出疏导式热防护结构,利用内置高温热管结构为翼前缘提供热防护。采用数值模拟和电弧风洞试验的方法对翼前缘疏导式结构进行了分析,得到翼前缘内置高温热管具有的防热效果。数值模拟结果表明在一定热环境条件下,翼前缘驻点温度下降了304K,尾部最低温度升高了130K,实现了热流从高温区到低温区的疏导,减弱了翼前缘的热载荷,强化了翼前缘的热防护能力。通过电弧风洞试验可以获得相同的热防护结果,并且在一定飞行条件下高温热管可以自适应启动,验证了数值模拟方法的准确性以及翼前缘内置高温热管疏导式热防护结构的可行性。     

考虑热弹性变形的角接触球轴承微观热弹流分析

运用点接触热弹性流体动压润滑理论,考虑了润滑油膜温升变化引起的角接触球轴承中滚珠和内圈接触表面的热弹性变形和表面随机粗糙度的影响,提出了一种计入热弹性变形和随机粗糙度影响的角接触球轴承热弹性流体动压润滑分析方法.该方法通过将热弹性变形进行热力转换,得到了滚珠和内圈接触表面的材料线热膨胀系数,计算修正了滚珠和内圈表面因油膜温度场变化引起的热弹性变形,求得了计入热弹性变形和表面粗糙度后的油膜压力、油膜厚度、油膜温升以及热弹性变形等主要润滑特性,研究了内圈转速、滑滚比和滚珠数量的变化对油膜厚度和油膜压力的影响规律,结果表明:最大热弹性变形量与最小油膜厚度处在同一量级,并且内圈转速、滑滚比和滚珠数量的变化对油膜厚度和压力会产生明显的影响.进一步对比分析了几种算法下的最小膜厚,验证了计入热弹性变形的数值算法的可行性.     

复合材料大层数层合板热变形热应力有限元分析

研究复合材料大层数层合板结构承受热载荷或同时存在机械载荷作用下，由于层合板各单层间存在着剪切耦合和泊松比的不协调等因素引起的热应力、热变形和自由边缘效应，采用三维八节点等参有限单元法，其特点是在划分三维单元时，每一个单元内可包含多个具有不同铺设角、不同组分材料的铺层。该文导出了相应的三维有限元分析各表达式，进行了实例数值计算，得到了反映大层数层合板热变形、热应力特性的一些有价值的结果。     

有限变形下一般流体时的热动力学模型

本文针对滑坡问题的本质, 提出了非不可压流体、非理想气体前提下, 在有限变形框架下牵涉到质量流动的热动力学模型, 得到了不同参数空间中的特征关系；并讨论了与其它相应理论间的区别。     

电子封装组件热变形的实时观测

本文利用云纹干涉法,首次实时的对新型电子封装组件BGA在22℃至110℃温度载荷下的热变形进行了研究.研究表明对焊点截面的实时观测结果和试件的实际变形情况是完全吻合的.该结论为以后通过云纹干涉法高温实时观测技术进一步对焊点的热变形进行实时测量和研究铺平了道路.     

圆截面激光晶体热变形的弹性力学分析

采用热弹性理论建立了关于激光晶体热变形的微分方程和边界条件;对方程进行简化并利用级数法和伽辽金法进行求解,得到了圆截面激光晶体热变形的解析表达式。分析结果表明:晶体内的热变形是坐标r、z的非线性函数;变形与弹性模量E无关,而与晶体的尺寸、泊松比、热传导系数有关。     

磁盘机底座热变形理论分析与激光全息干涉实验研究

磁盘机底座热变形理论分析与激光全息干涉实验研究陈文,石玲（清华大学工程力学系,北京１０００８４）随着便携式计算机的发展形势对与其配套的大容量磁盘机提出了抗寒热、潮湿等恶劣环境的要求￣［１］．磁盘机的底座上布置有盘片主轴、磁头小车等重要零部件,主轴电机...     

青藏高原多年冻土区热融滑塌变形现场监测分析

为了了解青藏高原多年冻土区K3035里程热融滑塌体的变形特征,分别在未滑动土体、近滑塌前缘滑体中布设了2个变形监测孔,利用Geokon-603型测斜仪实施了近1 a的变形监测。结果表明,发育在平缓斜坡上的热融滑塌具有明显的变形特征,其位移主要发生在土层浅部,越往深部,位移越小,这一监测结果通过室内数值模拟得到了验证。将阳坡的K3035热融滑塌与阴坡的K3057热融滑塌体的变形做了对比监测,无论是滑塌体后缘还是前缘,前者的滑动变形均显著大于后者。而无热融滑塌发育的斜坡(青藏铁路DK1139)土体变形量极小,这种差异一方面说明了开挖是导致热融滑塌发生的直接因素,另一方面,由于热融滑塌的影响,其后缘相对稳定的原斜坡土体也处于相对较大的蠕变变形之中。     

热开裂损伤对花岗岩变形及破坏特性的影响

本文研究了20℃到600℃不同温度热处理对Stripa花岗岩变形及破坏特性的影响。结果表明,力学性质特征量随热处理温度升高有些非寻常变化。文章还指出可以用声速比来评价岩石的质量。     

一种热轧钢管润滑剂的研制与性能研究

研制了一种ＳＭ－Ｂ型热轧钢管芯棒润滑剂。这种润滑剂是以石墨作为基体润滑剂，辅以多种添加剂，并以适量的水复配而成。这种芯棒润滑剂的突出特点是含有特效悬浮稳定剂和主同温固化剂，可以在７００－１１００℃的高温范围内把石墨微粒和极压添加剂等牢固地附着在芯棒上，形成由化学反应膜与固体润滑剂颗粒组成的聚合型混合吸附膜。     

新型水溶性润滑添加剂的研究进展

在工业润滑领域中,水溶性润滑添加剂决定着水基润滑体系的性能.近年来一些具有特殊结构与组成的新型水基润滑添加剂表现出了优异的使用性能和广阔的应用前景.本文作者从摩擦学特性和润滑机理出发,分别综述了国内外关于纳米微粒、含氮杂环化合物、高分子聚合物和离子液体等材料作为水溶性润滑添加剂的研究进展,分析了当前研究中存在的问题,并对其发展趋势进行了展望.     

SJ—3芯棒润滑剂的研制及其综合性能考察

作者针对宝钢无缝钢管厂φ140连轧管机组的工艺要求,研制出一种高温(约1100℃)润滑性、抗磨性和耐压性都好的SJ-3芯棒润滑剂,并就其综合性能进行了试验研究和在线应用考察。结果表明,这种芯棒润滑剂不仅具有配制方便、时效变化小、物理稳定性好和可延长芯棒的使用寿命等诸多优点,而且还比使用德国同类产品时连轧机的轧制压力和轧制电流都有不同程度的降底。     

热冲压模具钢SDCM高温摩擦磨损性能

为了研究新型热冲压模具材料SDCM钢的高温摩擦磨损性能,对比国外优质热作模具材料CR7V钢,利用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线衍射分析(XRD),UMT-3型高温摩擦磨损试验机以及Bruker白光轮廓仪等手段研究了新型热冲压模具钢SDCM热处理后组织状态、抗氧化性能以及不同温度高温摩擦磨损后磨痕形貌、截面形貌、表面物相.结果表明:不同温度下SDCM钢磨损机制差异明显,100℃时,材料主要为黏着磨损,经过300℃、500℃轻微氧化磨损与黏着磨损共存的阶段后,700℃时,磨损机制转变为氧化磨损;在100~400℃范围内,CR7V由于含有更多的M23C6型和M7C3型碳化物(分别占总碳化物的3.4%和12.7%),因而具有较高的耐磨性;500~700℃范围内,SDCM因具有更高的抗回火软化能力;同时Cr元素含量较少,抗氧化能力较弱,能够及时形成摩擦氧化层,作为"润滑剂",提高材料的耐磨性.     

Types of Localization of Plastic Deformation and Stages of Loading Diagrams of Metallic Materials with Different Crystalline Structures

Macrolocalization, which accompanies the process of plastic deformation beginning from the yield point and ending by fracture, is determined by the staged character of material-loading diagrams. The evolution of localization patterns in a plastic flow of body-centered cubic vanadium alloy, hexagonal close-packed magnesium alloy, tetragonal tin, and face-centered cubic submicrocrystalline aluminum is analyzed within this concept. __________ Translated from Prikladnaya Mekhanika i Tekhnicheskaya Fizika, Vol. 47, No. 2, pp. 176–184, March–April, 2006.     

一种适合橡胶类材料的非线性粘弹性本构模型

借助非线性流变模型建立大变形情况非线性粘弹材料的本构关系,考虑到大多数橡胶类材料具有的几乎不可压缩性,以及体积响应和剪切响应的流变性能不同,将变形梯度乘法分解为等容部分和体积变形部分,给出了一种适合橡胶类材料的非线性粘弹性本构模型,并模拟了粘滞效应。对于极快或极慢的过程,该模型退化为橡胶弹性理论;在小变形情况下退化为经典的广义Maxwell粘弹性材料。模型与热力学第二定律相容,适合于大规模数值分析。     

热线与冷线相结合的非绝热流动测量技术

本文采用热线与冷线相结合的技术研究非绝热流动问题,提出了用冷线测量当地温度,并修正热线测量数据,以消除速度探头的温度影响,同时还可以给我们提供流场的平均温度及其脉动,以及温度通量等参数。该技术使得热线用于非绝热流动场测试,特别是对温度脉动或温度梯度较大的流动场精确测试变得容易。     

材料生长与变形的连续介质模型:弹性本构方程

本文着重探讨了生长变形体连续介质理论中的本构模型。首先列出了描述生长变形体能量平衡的微分方程以及熵不等式；以此为基础，通过将密度演化的历史作为独立的本构变量扩展了理性力学的因果性公理与决定性公理，具体而详细地推导了简单材料的生长弹性本构方程，给出了这些本构方程中的相关本构变量之间的约束不等式，得到了“生长变形体的自由能与其密度成反比”的结论，并从热力学上对这一结果进行了定性的解释。最后，文中对几个尚待解决的问题进行了说明，并指出了今后的发展方向。     

白光DSCM方法用于岩石变形观测的研究

本文分析了白光DSCM（数字散斑相关测量）方法用于岩石材料表面变形观测的可行性及优越性，并根据岩石材料变形的特点将普通DSCM方法进行改进。DSCM方法应用于岩石变形观测中，使观测过程得到简化，同时有助于解决岩石力学中一些难题。文中的实验结果证实了该方法的可行性和优越性。     

多相机3D-DIC及其在高温变形测量中的应用

将基于双目视觉的三维数字图像相关方法 (Three-dimension digital image correlation,3D-DIC)与多相机同步采集系统相结合,形成基于多相机的3D-DIC系统。依据三维空间误差(Three-dimensional residual,3Dresidual)最小原则,确定各点对应的最佳双目视觉系统,获得物体全场三维变形。以四相机3D-DIC系统为例,与测量精度达10~20nm的电子散斑干涉测量系统同时对平板的离面位移进行测量,并对测量得到的离面位移最大值进行了对比分析。结果显示,荷载较小时,四相机3D-DIC与电子散斑干涉测量系统误差稍大,最大达到2.7%;荷载增大,物体变形增大时,两种测量系统结果基本相同。文中讨论了四相机测量系统的不稳定对实验结果的影响。利用该四相机3D-DIC系统对镍合金不锈钢材料在高温场中的变形进行测量,获得了物体的三维变形场,并分析了材料的膨胀系数,得到了试件的热应变-温度曲线和膨胀系数随温度变化的关系式。