电偶腐蚀对接触电极间压紧力的影响

电偶腐蚀会导致受载结构中内力的变化,从而改变结构性能。研究电偶腐蚀对结构内力的影响规律,利于提高相关结构的设计水平。设计接触端面为圆平面的圆柱形电极,采用恒位移加载方式使两个接触面相互压紧,同时将电极浸泡在质量分数3.5%的NaCl溶液中进行腐蚀,测试给出了压紧力随腐蚀时间的变化曲线。与实验状态相对应,用电极表层腐蚀区的径向和轴向尺寸以及等效弹性常数表征电偶腐蚀效应,根据实验观察近似取定腐蚀区尺寸,建立微观尺度的材料性能模拟模型和宏观尺度的结构力学模拟模型,计算给出了腐蚀区的材料性能参数和腐蚀一定时间后电极之间的压紧力,计算结果与实验结果大致吻合。该项研究同时为数值模拟电偶腐蚀对结构力学行为的影响提供了新的方法。     

结构拓扑优化中棋盘格抑制方法的研究

针对棋盘格过滤技术中单元权重系数的计算,对已有文献中的棋盘格抑制方法进行改进,提出了物理意义明确且更具一般性的公式.建立含应力约束的弹塑性拓扑优化模型,将改进的棋盘格抑制方法用于弹塑性结构拓扑优化,采用ESO(evolutionary structural optimization)法进行优化.编程实现了两个数值算例,对算例结果分析表明:改进的棋盘格抑制方法具有更好的抑制效果,且该方法并不局限于材料线性范围的拓扑优化,也适用于进行材料非线性的拓扑优化时棋盘格的抑制.     

含分层损伤复合材料层合板的动力破坏分析

复合材料层合板在制造和使用过程中可能会产生缺陷，大规模的缺陷将弱化结构的力学性能，在外载作用下，某些损伤扩展又将导致结构的早期失效。为了保证结构在服役期间内的安全和可靠性，要求结构在外载作用下，其初始缺陷和损伤的增长或扩展控制在一定范围内，以使其满足剩余强度的要求。     

电偶腐蚀对接触电极间压紧力的影响

电偶腐蚀会导致受载结构中内力的变化,从而改变结构性能。研究电偶腐蚀对结构内力的影响规律,利于提高相关结构的设计水平。设计接触端面为圆平面的圆柱形电极,采用恒位移加载方式使两个接触面相互压紧,同时将电极浸泡在质量分数3.5%的 NaCl溶液中进行腐蚀,测试给出了压紧力随腐蚀时间的变化曲线。与实验状态相对应,用电极表层腐蚀区的径向和轴向尺寸以及等效弹性常数表征电偶腐蚀效应,根据实验观察近似取定腐蚀区尺寸,建立微观尺度的材料性能模拟模型和宏观尺度的结构力学模拟模型,计算给出了腐蚀区的材料性能参数和腐蚀一定时间后电极之间的压紧力,计算结果与实验结果大致吻合。该项研究同时为数值模拟电偶腐蚀对结构力学行为的影响提供了新的方法。The structural internal forces as well as properties may be changed by galvanic corrosion. Studying and understanding the laws of galvanic corrosion effects on structural internal forces is useful for promotion of design level. The experiments and measurements of macro compressed loading and corrosion for a pair of galvanic electrodes subjected to fixed displacement loading are performed and the curve of the compressive force between the galvanic electrodes versus corrosion time is obtained. According to the corroded surface morphologies obtained by scanning electron microscope (SEM) after rust cleaning, the meso-scale finite element model for the corroded zone is developed by using the homogenization method in terms of representative volume element (RVE) and the equivalent elasticity constants of the corroded zone are computed. Meanwhile, the sizes of the corroded zone are determined approximately by the corroded surface morphologies and a macro-scale finite element model for the whole sample is developed and the compressive force is calculated which basically agrees well with the experimental value. Therefore, a new method to numerically simulate the influences of galvanic corrosion on structural mechanical behavior is developed.     

楔环连接结构非线性力学行为的实验和有限元数值模拟

楔环连接用于连接两个简体，在一些武器结构上已实际应用。研究和认识楔环连接结构的静、动力学行为，不仅有助于提高人们对该种结构的设计水平，也可以加强人们对诸如此类复杂结构中各种力学规律的认识，促进学科发展。     

一般边界条件下球形压力容器钢壁中氚和氦-3的浓度变化规律研究

为了认识储氚高压容器壁材料的力学性能变化及其导致的容器承载能力变化, 必须研究储氚期间, 容器壁中氚和氦-3浓度的空间分布和随时间的变化. 针对容器外表面为一般传质边界条件和容器内部氚为范德瓦尔斯气体的情况, 同时考虑容器腔内和容器壁中氚的衰变和扩散, 建立求解储氚高压容器壁中氚和氦-3浓度的解析理论模型, 导出了氚和氦-3浓度的理论公式. 通过解析计算给出了器壁中氚和氦-3浓度随外表面传质系数的变化曲线和浓度的时空变化曲线, 提出了氦-3浓度的2β ₁ + β ₂ / 2倍定律, 即处于开放空间的储氚球形高压容器, 器壁中氦-3的浓度呈内高外低的分布, 时间越长, 浓度沿径向的梯度越大, 在时间足够长时, 各处浓度逼近时间无限长时的最终值, 也就是各处的最大值, 内表面处的最大值是该处氚初始时刻浓度的2β ₁ + β ₂ / 2倍, 这里β ₁ 和β ₂ 为与氚的范德瓦尔斯常数相关的参数. 研究结果为储氚高压容器的强度安全性评估提供了前提.