金属板材高温压缩试验

本文介绍了直接接触式加热器及金属板材800℃压缩试验技术。用自动描绘的力变形曲线测得弹性模量E和屈服强度σ_(0.2)。该试验技术所用设备简单,耗电少,操作方便,并提高了工作效率和试验精确度。     

板料三维成形过程的有限元数值模拟

基于有限变形理论建立了三维金属板料成形过程的刚塑性有限元数学模拟,该数学模型采用物质坐标系中的Ｕｐｄａｔｅ－Ｌａｇｒａｎｇｅ描述,等向强化假设,考虑了板料的厚向异性,对于金属板料与模具有摩擦采用近似的库仑摩擦定律以改善计算的收敛性。为简经计算采用薄膜单元,并根据此模型编制程序。     

散斑图像相关数字技术原理及应用

研究图像处理技术在散斑测量中的应用，提出了一种散斑图像相关数字技术，该方法引进了亚像素技术，采用重心算法计算特征斑的重心，避免了数字散斑相关法计算相关系数的繁复过程；应用位移和应变的有关公式，可以获得物体变形实验曲线，实验结果表明，该方法在工程实际现场、振动过程以及变形测量的自动化等方面有着广泛的应用潜力，从而为光测力学拓展应用领域、实现自动化测量展现了新的前景。     

FCC铝纳米压痕的多尺度模拟

采用准连续介质方法模拟面心立方(FCC)铝单晶薄膜在纳米压痕下产生的变形过程.分别用四种不同的压头宽度,得出载荷-位移响应曲线和应变能变化曲线,发现压头宽度越大,晶体产生塑性变形的临界载荷越大;临界载荷的大小和采用能量理论预测的大小基本一致;模拟过程中,观察到位错成核现象,了解到载荷-位移响应曲线的突降是由位错成核现象所引起,四种情况中压头载荷的降幅大致相同;最后分析了模型在原子层次下的变形机理.     

金属试件变形断裂过程的计算模拟分析——组合功密度模型的应用

本文作者已建立了一个既适用于裂纹体亦适用于无裂纹体的统一损伤断裂模型——组合功密度模型。在本文中,作者应用该模型并结合大应变弹塑性有限元方法对40Cr制的圆棒光滑拉伸试件、圆棒切口拉伸试件和三点弯曲裂纹试件的变形和断裂过程进行了计算模拟。模拟结果很好地再现了两种圆棒拉伸试件的实验过程;而对于三点弯曲试件,模拟得到的载荷——加载位移关系曲线、裂纹扩展量——加载位移关系曲线、J_R阻力曲线和断裂韧性J_(IC)值等均与实测结果相当吻合。证实了该模型既能用于模拟预测无裂纹体中的裂纹萌生和扩展,也能模拟预测裂纹体中的裂纹起裂和稳定扩展过程。     

关于铅球最佳出手角的讨论

利用初等数学确定铅球抛高、抛程和最佳抛角的关系,介绍了曲线簇的包络线和斜坡上的抛体求解;在一般情形下证明了抛体以最佳抛角到达指定距离或高度时沿初始抛掷方向的速度为零.     

图像相关法在高分子材料拉伸性能研究中的应用

本文对聚碳酸酯(PC)和丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)的合金(PC/ABS)高分子材料不同环境温度下的拉伸性能进行了试验研究。根据图像相关分析法编制了图像法位移测量分析软件,并对该分析软件的适用性进行了分析。系统研究了PC/ABS高分子材料拉伸试验时三个方向的位移场和应变场。根据测得的位移场研究了该高分子材料拉伸过程中应变和应变率的变化以及应力应变变化规律,并对试验结果进行了详细分析。结果表明,文中采用的图像法位移测量系统具有较高的测试精度;拉伸过程中,试件厚度方向的收缩变形大于宽度方向的收缩变形;颈缩过程区具有非常高的应变率,颈缩后的平直颈缩区的应变率快速下降到一个很低的应变率继续缓慢变形;尽管载荷位移曲线出现了较大的载荷下降现象,PC/ABS拉伸时的真应力应变曲线没有明显的应力下降现象出现,因此,载荷下降现象主要由颈缩时的截面减小引起;高分子材料PC/ABS的屈服应力随环境温度的升高而降低。     

基于试验与有限元耦合技术的延性材料全程单轴本构关系获取方法

摘 要: 材料拉伸直至断裂的全程单轴本构关系对材料大变形和断裂机理研究具有重要意义。传统拉伸试验获取的材料真应力-真应变曲线在试样颈缩后不可测。借助可以精确测量三维变形的DIC(Digital image correlate) 技术和有限元分析技术(Finite element analysis),本文提出了基于漏斗试样拉伸试验获取材料全程单轴本构关系的新方法,即TF(Test and FEA)方法。该方法将TF方法获取的材料全程单轴应力应变关系曲线作为有限元软件中的材料本构关系对漏斗试样拉伸变形过程进行模拟,其模拟载荷-位移曲线、漏斗根部直径-位移曲线和漏斗变形轮廓线等均与试验结果吻合良好,试样表面模拟应变也与DIC测试结果吻合, 根据不同半径漏斗试样模拟获得的全程真应力-真应变曲线保持良好一致性。最后,还对试样颈缩断面的力学行为进行了讨论,并给出了304不锈钢、汽轮机叶片材料2Cr12Ni4Mo3VNBN和 1Gr12Ni3Mo2VN、汽轮机转子材料30Cr2Ni4MoV的全程单轴本构关系模型参数、破断应力和破断应变。     

预估在非比例加载下薄金属板成型极限的损伤基力学模型

探讨了用损伤基力学模型研究应变路径对薄金属板塑性失稳的影响,这种力学模型考虑了材料损伤作用．基于这种模型,在等效应变空问建立了考虑损伤的塑性失稳判据,并用以预估在比例或非比例加载下薄金属板成型极限曲线(FLC)．借助这种理论模型和方法,预估薄金属板的理论成型极限曲线与Graf和Hosford的实验结果一致。     

爆轰波对碰驱动下金属圆管膨胀变形特性研究

采用高速分幅摄影和激光速度干涉仪（velocity interferometer system for any reflector, VISAR）联合测试技术,对HR-2钢管在爆轰波对碰驱动下的膨胀变形特性进行了研究。实验得到了圆管膨胀变形的过程图像以及圆管特定部位径向膨胀的位移-时间曲线和速度-时间曲线。采用LSDYNA-3D程序对HR-2钢管的膨胀变形过程进行了数值模拟,计算结果与实验结果吻合较好。     

一种新型爆炸膨胀环实验装置

传统爆炸膨胀环实验装置采用两端点起爆,爆轰波对碰后加载驱动器的方式,出现试样环加载后侧向翻转、实验重复性差等问题.本文改进传统爆炸膨胀环实验装置中的起爆方式,研制了一种新型爆炸膨胀环实验装置.新起爆方式采用轴心爆炸丝同步线起爆,在驱动器内形成理想的柱面冲击波,有效避免了试样环受冲击后发生侧向翻转,实现了金属试样环的稳定拉伸加载,实验效率得到大幅提高.     

圆柱形有壳装药侧向飞散速度分布的预估

对圆柱形有壳装药侧向飞散速度的分布,本文提出了一种改进的预估方法,与实验结果有较好相符。这一方法是从装药侧面冲量分布出发,加以适当变换(经验修正),既比用HEMP程序计算来得省钱,也可象用HEMP程序计算那样适合多种起爆方式。为实用目的,文中还给出了侧向飞散最大速度值的估算方法。     

偏置圆速三维粒子成像测速

研究了一种新型三维粒子测量技术—偏置圆速法（ＣＶＢ）． 先介绍ＣＶＢ系统装置,分析ＣＶＢ基本原理;然后讨论了偏移量ｒｔ 与各种参数的关系;并用ＣＶＢ测量几种已知运动,以此来考察ＣＶＢ的可靠性． 原理分析和实验结果表明ＣＶＢ用于三维粒子测量是可行的,也是可靠的．     

Navier-Stokes方程二阶速度滑移边界条件的检验

对微尺度气体流动,Navier-Stokes方程和一阶速度滑移边界条件的结果与实验数据相比,在滑移区相互符合,在过渡领域则显著偏离.为改善Navier-Stokes方程在过渡领域的表现,有些研究者尝试引入二阶速度滑移边界条件,如Cercignani模型,Deissler模型和Beskok-Karniadakis模型.以微槽道气体流动为例,将Navier-Stokes方程在不同的二阶速度滑移模型下的结果与动理论的直接模拟Monte Carlo(DSMC)方法和信息保存(IP)方法以及实验数据进行比较.在所考察的3种具有代表性的二阶速度滑移模型中,Cercignani模型表现最好,其所给出的质量流率在Knudsen数为0.4时仍与DSMC和IP结果相符;然而,细致比较表明,Cercignani模型给出的物面滑移速度及其附近的速度分布在滑流区和过渡领域的分界处(Kn=0.1)已明显偏离DSMC和IP的结果.     

用双随机变量回归改进爆破振速回归分析

介绍了用双随机变量回归方法改进爆破质点振速回归分析及其计算系统应用程序，对工程实测数据用双随机变量回归分析方法与传统的单变量回归分析方法进行的对比计算表明:该系统程序操作简便，计算精度有所提高；在预测爆破振速，确定爆破安全药量和安全距离时，能优选出更接近实际的爆振经验公式，取得更好的预测效果。     

Influence of the velocity gradient on the stagnation point heating in hypersonic flow

In a number of experimental and numerical publications a deviation has been found between the measured or computed stagnation point heat flux and that given by the theory of Fay and Riddell. Since the formula of Fay and Riddell is used in many applications to yield a reference heat flux for experiments performed in wind tunnels, for flight testing and numerical simulations, it is important that this reference heat flux is as accurate as possible. There are some shortcomings in experiments and numerical simulations which are responsible in some part for the deviations observed. But, as will be shown in the present paper, there is also a shortcoming on the theoretical side which plays a major role in the deviation between the theoretical and experimental/numerical stagnation point heat fluxes. This is caused by the method used so far to determine the tangential velocity gradient at the stagnation point. This value is important for the stagnation point heat flux, which so far has been determined by a simple Newtonian flow model. In the present paper a new expression for the tangential velocity gradient is derived, which is based on a more realistic flow model. An integral method is used to solve the conservation equations and, for the stagnation point, yields an explicit solution of the tangential velocity gradient. The solution achieved is also valid for high temperature flows with real gas effects. A comparison of numerical and experimental results shows good agreement with the stagnation point heat flux according to the theory of Fay and Riddell, if the tangential velocity gradient is determined by the new theory presented in this paper.This article was processed by the author using theLAT_EX style filepljour2 from Springer-Verlag.     

Energy spectra and bubble velocity distributions in pseudo-turbulence: Numerical simulations vs. experiments

Direct numerical simulations (DNS) are performed to study the behavior of a swarm of rising air bubbles in water, employing the front tracking method, which allows to handle finite-size bubbles. The swarms consist of monodisperse deformable 4 mm bubbles with a gas fraction of 5% and 15%. This paper focuses on the comparison of the liquid energy spectra and bubble velocity probability density functions (PDFs) with experimental data obtained by phase-sensitive constant-temperature anemometry (CTA) and three-dimensional particle tracking velocimetry (PTV), respectively.     

电炮驱动薄膜飞片的运动速度

用双灵敏度激光干涉测速技术测量了充电电压为18 kV的电炮加载下薄膜飞片自由面的速度历史。介绍了相关的实验装置及测量方法,给出了实验结果,并讨论了影响测速的一些关键技术。整个测速过程约为1.6 s,最终速度为6.7 km/s。     

栓状流密相气力输送

首先介绍了气力输送的实验设备.评述了水平栓流气力输送的压力降计算方法,用3种不同的方法计算了压力降并与实验数据进行比较.此外评述了用特征线方法进行水平管的数值模拟,倾斜管的压力降计算和长距离的栓流气力输送.最后展望了该领域的发展方向.      

锥体料斗内散料流动相对速度分布的实验研究

用示踪法进行了散粒体在圆锥料斗内不同出口直径条件下流动时相对速度分布的试验，并以此对Jenike轴向应力和共轴理论进行了实验验证，发现有些散料与Jenike轴向应力和共轴理论符合较好，而有些与之偏差较大。分析了内摩擦角、壁面摩擦角对最大主应变率方向的影响。