新型小载荷冲击磨损试验机的研制及其实验研究

设计并研制出新型小载荷冲击磨损试验机,介绍了该试验机的工作原理、结构及其主要技术参数,并采用所研制的试验机对TC4钛合金进行了8个不同周次的3组冲击磨损试验.结果表明:TC4钛合金的冲击坑形貌规整,具有明显的表面特征和累计损伤特征;在相同试验条件下试验结果的重现性较好,数据最大误差小于6%;试验机所加载荷稳定,长时运行无过流过温现象,能够满足小载荷冲击磨损试验的要求.     

基于电磁感应的扭转振动测量方法

设计了一种基于电磁感应效应的转子扭转振动测量方法.该方法的思路是使线圈与永磁体做相对运动,根据线圈切割磁感应线的速度与感应电动势正相关的原理,由线圈两端的电压变化量计算各点的瞬时速度变化量,进而积分求出扭振信息.算法上采用半周期插值以及与标准信号进行对应点比较,保证了瞬时速度变化量的精确度.装置设计方面通过适当的空间布局,在一定程度上消除了轴向振动和部分横振的影响.实测验证表明,该方法得出了与输入载荷一致的扭振信息,具有精确性良好,安装简易,操作方便的特点.     

小冲杆试验确定材料拉伸断后伸长率的研究

小冲杆试验技术可以近似无损地测试材料的力学性能.本文对几十种材料进行了小冲杆试验研究,对小冲杆试样的抽向挠度δ与拉伸断后伸长率A进行了经验关联.研究表明,对于试验中涉及的几十种材料,二者之间没有统一的线性相关公式,但可以按材料的杭拉强度和屈强比将材料分类,然后分别对δ和A进行线性关联.对于抗拉强度小于600MPa的材料...     

A New Fatigue Testing Machine for Investigating the Behavior of Small Shear-Mode Fatigue Cracks

Experimental Techniques - The investigation of the behavior of small shear-mode fatigue cracks in the high-cycle fatigue regime is essential to understand the mechanism of rolling-contact fatigue...     

结构试验机的神经网络内模自适应跟踪控制系统

针对结构试验系统的非线性和不确定性特性，研究了一种基于神经网络的非线性内模自适应加载控制方法。引入的神经网络内模可跟踪学习对象的时变动力学，控制器的设计较少依赖于对象的先验知识，控制参数的调整是基于被控过程的测量信息，利用导出的神经网络算法来实现的。实验结果证明该系统具有良好的控制效果。     

基于电子万能试验机的新型压杆稳定实验装置

本文介绍了一种基于电子万能试验机开发的新型压杆稳定实验装置。该装置利用电子万能试验机自身传感设备,通过测量压杆两端受力与绘制端部轴向位移曲线来确定压杆失稳荷载。装置包括上、中、下三个约束部分与压杆试样部分,可实现两端固支、两端铰支、一端固支一端铰支和一端固支一端自由等4种不同端部约束型式,并且能够施加中部固支约束与压杆初始偏心。本文同时讨论了两种铰支型式,即刀刃铰支与轴承铰支对测试精度的影响。实验表明,轴承铰支测量精度比刀刃铰支高。该套装置的整体测量精度高,与理论值的相对误差最高为2%。     

机械性能测试中图形的在线截取和重显

本文针对国产ＷＡＷ－１００万能试验机所带测试软件的不足，给出了采用ＴＳＲ技术对万能试验机在不同的试验情况下产生的变形曲线进行截取、储存，然后将截取的曲线在同一坐标系下进行重显的方法和程序，从而实现了对各种试验所测数据和曲线进行跟踪、比较和分析．     

杆式冲击装置测定材料动态J积分

本文介绍了一种研究材料动态断裂韧度的实验技术。该方法采用冲击杆对常规三点弯曲试件进行动态加载。由于长杆条件下存在荷载、位移及冲击速度之间的定量关系,试验中只需对荷载的时间历程进行测定,就能间接地计算出位移和J积分值。与目前广泛使用的示波摆锤(落锤)冲击法相比,不仅测试过程明显简化,而且力学分析的基础也更为可靠。     

基于多级电磁发射的mini-SHPB装置

由于微小型试件动态力学性能研究的重要性与测试的困难性,以及高应变率动态试验研究的需要,研制了基于磁阻式多级电磁发射的微型霍普金森压杆(mini-SHPB)装置。该装置由新型微型霍普金森压杆系统与磁阻式多级电磁发射系统组成。利用电磁脉冲发射原理,巧妙地设计了简单易行的磁阻式多级线圈发射系统,为微型霍普金森压杆系统的撞击杆提供驱动力。文中详细描述了该系统的各部分组成和原理,整个系统简单紧凑。通过应变率不敏感材料2024铝合金的动态压缩试验验证了该装置的可靠性。     

模拟爆炸震动的冲击试验机简介

介绍了冲击试验机模拟爆炸震动的原理、装置的组成、达到的技术指标及主体部件的结构等 ,并介绍了装置的应用情况。     

实时子结构实验的研究进展

如果结构的非线性或不确定性仅集中于结构的某一部分,则可仅把这一部分取出来进行实验,其余部分采用数值模型予以模拟,这就是所谓的子结构实验技术。如果实验子结构的反力与加载速率有关,就必须采用实时加载的方式才能获得可靠的实验结果。由于试件性能的速度相关性和实验加载的实时性,使得实时子结构实验在逐步积分算法、实验系统的加载控制和实验系统累积误差等方面比拟动力实验更加复杂。本文介绍实时子结构实验的研究进展,并指出有待进一步研究的问题。     

冲击拉伸实验装置的研制及其试验研究

材料动力学试验技术远比准静态力学中的复杂,为了模拟各种速率的冲击加载过程,试验装置设计就成为关键问题之一.特别是针对材料动态拉伸性能的测试,目前的冲击拉伸装置还没有统一标准,因此本文基于一维弹性应力波原理设计了一套双气室间接杆-杆型冲击拉伸试验装置.该装置采用了双气室对称布置的方式,通过气体转换器实现气路的转换,克服了现有气动式冲击拉伸设备结构复杂、密封要求严格的缺点.本文利用该装置对2A12T4铝合金试件的冲击拉伸性能进行了测试,并数值分析了应力波在杆系和试件中的传播效应.通过试验测试和数值分析论证了该冲击拉伸装置实验的可靠性和设计的合理性.     

电磁热效应裂纹止裂的实验研究

通过本文给出的实验表明：利用电磁场的热效应对载流导体中的裂纹进行止裂是一种行之有效的方法。在电磁场作用瞬间,由于裂尖处的热集中效应,能够使其在附近一定范围内熔化形成微小焊口。由此,裂纹前缘处的曲率半径增加了2-3个数量级。同时,细化了裂纹前缘的显微组织,提高了材料的韧性,显著地减少了应力集中,阻止了干线裂纹源的形成,可有效地遏制了裂纹的扩展。文中介绍了实验原理、方法和结果;讨论了一些参数之间的关系。     

直流磁场下销盘摩擦接触区的电磁感应现象

为了研究直流磁场对45钢销盘摩擦副的摩擦磨损特性的影响,根据磁场销盘摩擦试验机的结构和销盘摩擦副在摩擦过程中的实际接触情况,建立了二维微凸峰接触静态磁场和瞬态磁场有限元模型,分析了销盘摩擦接触区的电磁感应现象,得出以下结论:磁感应强度B在摩擦接触区分布不均,在微凸峰接触点区域的磁感应强度B值较大;摩擦试验中,在销盘磨痕和磨屑的微凸峰接触区将产生较高频率的动态磁化,同时在微凸峰上产生较大的感应电流,这些现象促进了销盘磨痕表面和磨屑的氧化.     

基于电磁声激励Lamb波的裂纹深度检测

本文采用电磁声传感器接收单一S₀模态激励,测量Lamb波在板中不同深度的槽形裂纹处的反射与透射,用于对已知扩展长度的表面裂纹进行深度测量。然后分析了Lamb波模态的频散与波动特性,由超声Lamb波的波结构,近似计算了S₀模态入射到裂纹时的反射系数。计算结果与实验结果一致。结果表明,Lamb波在有限长裂纹处的反射系数可采用二维模型中的反射系数求解公式近似求解。采用电磁超声传感器接收单一S₀模态激励,重复测量稳定性高,适用于Lamb波反射系数的测量。Lamb波的反射系数与裂纹深度有很好的对应关系,可用于板表面已知长度裂纹的深度测量。     

Prediction of Porosity and Permeability Alteration Based on Machine Learning Algorithms

Transport in Porous Media - The objective of this work is to study the applicability of various machine learning algorithms for the prediction of some rock properties which geoscientists usually...     

基于机器学习对三角堰流量系数的预测研究

为了准确高效得出三角堰泄流系数的大小,本研究基于广义神经网络、最小二乘支持向量机和遗传规划对三角堰流量系数进行智能建模．将无量纲参数堰顶角、弗劳德数、堰顶长与堰高之比、堰顶长与堰顶水深之比作为模型输入参数,流量系数作为模型输出参数．研究表明,最小二乘支持向量机性能优于广义神经网络和遗传规划．在测试阶段,均方根误差为0.000 73,散射指数为0.001 02,决定系数为0.999 59,最大误差为1.7 %．该模型精度较高,预测值较准确,具有较强的工程适用性．本研究通过对三角堰流量系数进行智能建模,采用机器学习对非线性物理关系进行高精度拟合,准确高效得出三角堰流量系数的大小,可为水利水电工程设计人员和我国灌区精确量水用水提供一种新的方法和思路．     

直流磁场下销盘摩擦过程中的电磁感应力矩分析

为了研究磁场对材料摩擦磨损性能的影响,本文分析了直流磁场下销盘摩擦过程中的涡流和电磁感应力,并通过积分得到感应力矩的计算公式.在销盘0.1 mm间隙时检测了磁吸力和在不同试验条件下盘试样所受的感应力矩,利用试验数据对感应力矩公式中的修正系数进行了最小二乘法拟合,所得感应力矩公式的计算结果与不同电流和转速下的试验数据很好地吻合.在摩擦磨损过程中,可利用感应力矩公式计算出相应试验条件下盘所受的感应力矩,分析其对摩擦系数的影响.     

Low-Cycle Fatigue Testing of Ni Nanowires Based on a Micro-Mechanical Device

Despite extensive research on the mechanical properties of one-dimensional (1-D) nanomaterials such as nanowires and nanotubes in the past two decades, experimental data on the fatigue behavior of 1-D building blocks are still very limited. Here, we demonstrate the first quantitative in situ tensile fatigue testing of individual nanowires inside a high-resolution scanning electron microscope (SEM), based on the nanoindenter-assisted “push-to-pull” dynamic tensile straining mechanism. With the robust micro-mechanical devices and independent quantitative nanoindenter for actuation and force sensing, we achieved both stress- and strain-controlled cyclic tensile loading on nanowire samples with variable loading frequencies up to 10 Hz, and demonstrated the low-cycle fatigue behavior of pristine single crystalline nickel (Ni) nanowires.