随机风荷载下单层柱面网壳的整体疲劳分析

针对随机风荷载下单层柱面网壳的网状结构，用AR法模拟Kaimal谱多点相关的脉动风风速时程，确定结构所承受的荷载谱，通过有限元时程分析和雨流计数法得到杆件的应力循环历史，采用疲劳设计方法中的总寿命法计算杆件的疲劳损伤度，分析结构在不同矢跨比、不同平均风速下结构的抗疲劳性能．研究表明：结构中出现疲劳的杆件数随矢跨比的减小而逐渐增加，结构中杆件最大疲劳损伤度JD随着矢跨比的减小而逐渐增大．网壳的疲劳薄弱区域主要与结构的振型有关；矢跨比较大时，结构中环向杆件易出现疲劳，随着矢跨比的减小，结构径向肋两侧的斜杆易出现疲劳。     

810KW风力发电机机舱底座开裂分析

针对某公司自主开发的810KW风力发电机机舱底座开裂的问题,运用有限元与疲劳方法进行分析.通过SolidWorks三维绘图软件建立底座的实体模型,采用GH Bladed风力机气动载荷分析软件、AnsysWorkbench有限元软件与Ncode Designlife疲劳软件对其进行联合仿真,计算底座在急刹、9级大风两种极端工况下的应力云图、安全系数云图和风力发电机正常运行时底座的寿命云图,仿真结果表明:在两种极端工况下,急刹工况对实际出现裂纹影响较大.在正常运行工况下,底座与螺栓最小寿命未能达到规定寿命要求,实际出现的裂纹主要是由于底座结构疲劳强度不够,加之经常性对机组急刹导致底座萌生裂纹.     

Al/Al2O3P金属基复合材料的静动态压缩性能及损伤分析

用气压浸渗工艺制备了体积分数40％～50％Al2O3颗粒增强纯铝基复合材料，使用了4种不同尺寸的Al2O3颗粒，其平均粒径分别为5μm、10μm、30μm和60μm．测定了这些复合材料的静、动态压缩性能，并通过材料压缩前后密度变化的测量定量表征了材料的累计损伤，结果表明，与基体材料相似，这些复合材料表现出明显的应变率敏感性；当增强颗粒平均粒径小于60μm时，材料的累计损伤基本与应变率无关，而主要取决于材料的应变．材料中颗粒的破裂主要是由颗粒间的相互作用引起的．较小尺寸颗粒增强的复合材料具有较高的流动应力和较小的累计损伤，并随着颗粒体积分数的增加，材料的流动应力和损伤率都相应增加．     

无碳化物贝氏体高碳钢滚动接触疲劳失效分析

对无碳化物贝氏体高碳钢开展滚动接触疲劳试验, 利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、三维轮廓仪、显微硬度计和纳米压痕等分析方法, 对比分析低应力和高应力水平下的失效行为, 研究其失效机制. 结果表明, 无碳化物贝氏体高碳钢在1.8 GPa低接触应力下有更优异的滚动接触疲劳性能, 其失效形式为表面剥落; 在2.6 GPa高接触应力水平下, 表面出现严重的塑性变形, 表面粗糙度增加导致最大剪切应力增加, 位置逐渐靠近表面. 在2.6 GPa接触应力下塑性变形层形成梯度结构, 但是在1.8 GPa接触应力下并未发现梯度结构, 在塑性变形层发现大量的孔洞.     

钢桥面板顶板与纵肋连接疲劳开裂局部加固分析

正交异性钢桥面板纵肋与顶板连接细节处极易产生疲劳裂纹.本文通过精细化有限元模型,分析了栓接角钢加固法和粘贴纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer, FRP)型材加固法对钢桥面板疲劳性能的影响.结果表明:采用角钢、FRP型材对顶板与纵肋连接细节的疲劳裂纹进行加固,焊缝裂纹附近热点应力峰值降幅可达56.2%和46.5%;焊缝裂纹尖端附近应力强度因子随着板件整体尺寸的增大而减小;改变板件厚度对应力强度因子结果值影响最大,最高可使其下降约80%,改变板件纵向长度和单肢长度对其有一定影响;随着裂纹的持续扩展,栓接角钢法的加固效果开始下降.建议在监测到构造细节处疲劳裂纹后应尽早加固.     

不同入射角Ar +离子轰击Ag 靶表面的形貌变化特征

本文报道了一种用Ar+以不同入射角轰击Ag 表面时形成锥体形貌的方法.不同溅射表面所形成锥体丛的平均高度分别为:(a)入射角φ为20°时约1μm ;(b)φ=40°时约1.5μm ;(c)φ=60°时约7μm ;(d)φ=70°时约为8μm , 并随入射角φ的增大而增加.我们认为这些变化特征是在离子轰击表面的溅射过程中形成的.     

谐波减速器中波发生器不同安装深度下柔轮变形与应力研究

柔轮作为谐波减速器中的核心部件,其性能直接决定着整个减速器整机的传动性能.因此为了探究波发生器不同安装深度对其性能影响的基本规律,从而能够更好地控制性能,本文在建立谐波减速器三维模型基础上,采用有限元法分析了波发生器在不同安装深度下柔轮的变形规律与应力分布.分析结果表明:波发生器安装深度从0.35 mm增加到1.15 mm时,柔轮最大变形量相对增加了3.43%左右,最大应力相对增加了3.80%左右.波发生器安装深度的变化对柔轮在长轴和短轴处的变形影响较大,并且对柔轮长轴处、短轴处、齿圈前端和筒底过渡区的应力影响较大,而其他位置影响较小.该结果也为其他相关研究提供了有益参考.     

气流参数对多孔质空气静压轴承静态特性及性能影响研究（英文）

空气静压轴承在精密机床和计量设备等制造业领域应用广泛.多孔质空气静压轴承是一种特殊类型的空气静压轴承,其由于使用了多孔质材料,因此更加稳定和坚固.目前针对这类轴承有关气流参数对轴承静态特性及性能影响的研究还较为欠缺.为此,本文提出了一个数学模型用于模拟多孔质空气静压推力轴承的静态特性,包括承载能力、刚度及质量流率等.通过使用基于Navier-Stokes方程的计算,对轴承内部的压力分布进行了分析.随后,研究了对轴承静态特性可能产生影响的相关气流参数及其影响情况.研究结果表明,轴承气膜层厚度的增加会导致轴承承载能力和刚度的下降,但增加多孔质层的厚度可以提高轴承刚度.此外,增加气膜层厚度会使得进入轴承的空气质量流率得以提升.这些结果可用于帮助设计更为高效且能够承担更高负载的多孔质空气静压轴承.     

楔横轧阶梯空心轴径向压下量对内孔孔径变化影响规律

在阶梯空心轴的轧制中, 径向压下量对内孔孔径的变化有重要的影响. 基于Deform-3D软件建立了楔横轧阶梯空心轴成形的有限元模型, 分析了阶梯空心轴的成形过程和金属流动规律, 以轧后径向压下量和内孔孔径变化的关系为对象, 研究了原始相对壁厚和轧制温度对该关系的影响规律. 结果表明, 随着原始相对壁厚的增大, 相同径向压下量下内孔孔径变化减小; 随着温度从950℃增加到1180℃, 相同径向压下量下内孔孔径的变化先增加后减小, 其中轧制温度为1050℃时最大. 基于模拟计算结果, 应用MATLAB对阶梯空心轴轧制过程中不同断面收缩率下的径向压下量与内孔孔径变化规律进行了拟合, 给出了50%收缩率以上的统一拟合公式. 随后的楔横轧阶梯空心轴实验结果与仿真结果误差在4.6%以内, 验证了有限元仿真结果的准确性.     

U型加劲板稳定极限承载力影响因素分析

为研究U型加劲板稳定极限承载能力受初始几何缺陷、焊接残余应力以及荷载偏心距等因素的影响, 采用考虑几何与材料双重非线性的有限元模拟方法, 对各影响因素进行参数分析. 结果表明, U型加劲板的稳定极限承载能力受初始几何缺陷的影响明显, 而焊接残余应力对其影响较初始几何缺陷更为显著; 荷载偏心距对加劲板极限承载力影响明显, 极限承载力随偏心距的增加逐渐降低, 且偏向U肋一侧时的降低幅度更大.     

壳聚糖投加量对白芍水提液絮凝效果的影响研究

采用紫外/可见分光光度计、激光粒度分析仪、微电泳仪等,探究壳聚糖投加量对白芍水提液絮凝率、分形维数、粒度分布、ζ电位的影响.实验结果显示,壳聚糖投加量为3.2 mL(0.31g·L~(-1))时,絮凝率达到最大值80.88%,此时总黄酮损失率为10.67%,上清液平均粒径为5.42μm,ζ最接近零电位,为-1.168 2mV,絮体分形维数为1.463;应用激光粒子测速(PIV)系统对絮体的沉降过程进行分析,建立了沉降过程的数学模型,絮凝过程的最大沉降速度为0.324 1mm·s~(-1),当絮体特征尺寸在2.75~3.75μm时,絮体的沉降性能较优.     

考虑疲劳累积损伤的FRP-混凝土界面剥离模拟

鉴于疲劳累积损伤对FRP-混凝土界面黏结性能有重要影响, 通过统计分析既有FRP-混凝土界面疲劳剪切试验数据, 基于界面黏结疲劳退化双线性模型获得界面残余滑移量、峰值剪应力和初始刚度的疲劳退化规律, 发现随着荷载循环次数的增加, 界面残余滑移量增加, 而峰值剪应力与初始刚度均减小. 并采用基于内聚力模型的有限元法对典型界面疲劳剪切试验进行模拟, 得到了不同荷载循环次数下的界面黏结滑移关系. 模拟所得峰值剪应力、界面断裂能和界面剪切刚度与理论模型接近, 但极限滑移量大于理论模型, 黏结滑移曲线符合典型试验曲线特征. 从有限元模拟结果可知, 疲劳荷载作用会显著降低界面承载力, 但界面破坏特征并未发生显著变化.     

点焊残余应力对汽车门框拉弯回弹稳定性的影响

为提高汽车门框的生产精度, 利用ANSYS有限元模拟软件, 经材料参数的确定、单元类型选择、几何建模等步骤, 分析了点焊热残余应力的形成、门框型材拉弯成型及回弹过程. 通过对比有、无焊点失效时的回弹量得出拉弯过程中应力较大处的焊点失效对回弹稳定性的影响较大, 反之则影响较小等结论, 并据此提出了相应的解决措施. 相关研究对提高汽车门框生产质量有着重要意义     

Pr3+掺杂硒基玻璃的制备及其中红外发光性能增强研究

报道了一种可用于2μm商用激光器有效激发的中红外宽带发光玻璃. 采用真空熔融淬冷法制备了Pr3+掺杂硒基玻璃的系列样品, 测试了样品的吸收光谱以及2μm激光泵浦下的3~5μm中红外荧光光谱, 观察到了由激发态吸收造成的近红外荧光. 通过Judd-Ofelt理论计算了不同浓度Pr3+离子掺杂玻璃样品的强度参数Ωt (t=2, 4, 6)、辐射寿命和受激发射截面等光谱参数, 讨论Pr3+离子局域配位环境对发光特性的影响. 结果表明, 4.6μm和4.8μm对应的跃迁能级具有较好的发光特性, 相比其他体系玻璃具有更大的受激发射截面, 是一种理想的中红外激光基质材料.     

工艺参数对高铁轴承外圈端面成形质量的影响

为了实现高铁轴承外圈的精确成形, 应用ABAQUS有限元软件, 对不同工艺参数下的冷辗扩轧制过程进行了有限元模拟, 得到了工艺参数对高铁轴承外圈成形质量的影响规律为: 较大的驱动辊转速和芯辊直线进给速度有利于坯料上端面的成形, 较小的轧制比获得的坯料上端面成形质量较好.     

氧化石墨烯选择性抗菌性能研究

采用改进的Hummer方法合成氧化石墨烯,通过控制超声时间获得不同横向尺寸的纳米片,将其与大肠杆菌作用,发现氧化石墨烯的抗菌活性与其横向尺寸呈正相关,当氧化石墨烯平均横向尺寸为2.5μm时,大肠杆菌的失活率达到96.4%.以革兰氏阴性菌大肠杆菌、绿脓杆菌和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌作为研究对象,考察氧化石墨烯的抗菌性能.结果表明,低浓度(≤100μg·mL~(-1))时氧化石墨烯对革兰氏阴性菌的抑制作用强于对革兰氏阳性菌的抑制作用,当浓度达到200μg·mL~(-1)时,3种细菌失活率均能达到90%以上.最后通过原子力显微镜(AFM)观察大肠杆菌在氧化石墨烯作用下随时间的变化,发现大肠杆菌被氧化石墨烯纳米片包裹,其抗菌作用推测是通过氧化石墨烯片的氧化应激和阻隔营养物质的输送实现.     

圆锥-长筒组合壳体连接处应力公式的修正和验算

利用研究组合壳体常用的应力法对已有的计算圆锥-长筒组合壳体连接处径向应力和周向应力通用公式进行验算, 发现其周向应力公式不符合应力法原理. 由此, 提出修正函数对其进行修正. 然后, 利用有限元软件ANSYS对推导和修正公式的精确度进行检验, 结果表明: 公式计算值和ANSYS模拟值的偏差率基本在5%左右, 证明该公式精度足以满足实际工程的要求, 可为实际工程所使用.     

基于正交试验的高铁轴承内圈冷辗扩壁厚均匀性优化分析

为提高高铁轴承内圈冷辗扩成形壁厚均匀性, 应用ABAQUS软件建立高铁轴承内圈非对称冷辗扩有限元模型, 并进行了相关模拟. 基于正交试验方法, 以冷辗扩成形后轴承内圈的壁厚均匀性为试验指标, 获得了芯辊初始进给速度(A)、锥辊转速(B)和驱动辊转速(C)对壁厚均匀性的影响规律, 并利用极差分析法和方差分析法对轴承内圈冷辗扩工艺参数进行优化. 研究结果表明, 工艺参数对内圈壁厚均匀性影响的主次顺序为 , 并得到了最佳工艺参数组合.     

汽车轮胎磨损颗粒物扩散特性的数值模拟研究

为了解汽车轮胎磨损颗粒物的扩散特性,采用离散相模型方法,考虑离散相和流体相的双向耦合作用,利用Rosin-Rammler粒径分布模型,模拟了不同工况下汽车行驶过程中轮胎磨损颗粒物的运动轨迹.结果表明:汽车尾部旋转涡流对颗粒物扩散横向距离有较大影响,对扩散高度影响不大.当距离汽车前轮中心竖直平面后方一定时,颗粒物扩散高度与车速基本呈线性关系.在距离汽车前轮中心竖直平面后方5 m时,地面处不同位置颗粒物质量浓度变化呈双峰分布,而在距离为10 m时呈单峰分布,与气流在截面形成不同尺度的漩涡有关.车速相同时,粒径越大,颗粒物沉积越显著.随着车速的增大,0.1～10μm的颗粒物在地面处质量浓度不断降低;10～200μm的颗粒物在地面处质量浓度先增大后减小,并在车速为60 km?h-1时达到最大值.     

基于ANSYS的复合材料齿轮的有限元分析

为了提高复合材料齿轮的承载能力,需对其进行设计和分析.通过Pro/E软件实现对直齿圆柱轮的参数化建模,并将三维模型导入到有限元软件ANSYS中,然后采用模压成型工艺,制备短切玻璃纤维增强的酚醛环氧复合材料板,以其力学性能作为设计参数,通过有限元软件对复合材料齿轮在一定载荷条件下的应力分布状态进行了分析.研究结果表明,键槽与啮合轮齿的相对位置会影响复合材料齿轮的应力分布状况,齿顶和齿根最大压缩应力与输入载荷呈线性关系,而齿根最大拉伸应力与输入载荷关系曲线中出现一段平台区.通过对BMC复合材料齿轮的静力学分析,为复合材料齿轮的改进设计提供一种实用的方法.