表面残余应力的仪器化压入检测方法研究进展

针对表面残余应力的仪器化压入检测方法,阐释利用压入方式检测残余应力的基本原理及其力学机制,梳理建立残余应力压入检测方法的常用技术路线,结合残余应力压入检测方法的不同分类,着重分析6种代表性压入检测方法的优势与局限,讨论验证压入检测方法可靠性的常用方法,最后总结残余应力压入检测方法的研究进展,展望未来的发展趋势为建立无需参考试样一体化检测材料力学参数和非等轴残余应力的仪器化压入分析方法,探讨建立方法的四个研究要领,即机制清楚、分析可靠、技术可行、结果可信.仪器化压入检测技术是郑哲敏先生晚年的研究兴趣之一,作者在中科院力学所工作期间曾受到郑哲敏先生的热切关注和提问式激励,谨以此文纪念郑哲敏先生逝世周年.     

铝合金矩形薄壁梁压溃实验及理论与数值分析

平均压溃力反映乘用车纵梁在碰撞过程中吸收能量的能力,而矩形薄壁梁具有较高的溃缩吸能比,被广泛应用于纵梁的结构设计。本文通过轴向压溃实验研究了矩形薄壁梁的压溃性能,采用非对称超折叠单元理论对矩形薄壁梁平均压溃力进行公式推导,之后对矩形薄壁梁进行有限元压溃数值模拟,得到矩形薄壁梁平均压溃力的实验值、理论值及模拟值。通过对结果的比较可以得出,平均压溃力的理论结果和数值计算结果均与实验测得的结果吻合,这为矩形薄壁梁前期的结构设计提供了有效的理论指导。     

空气制冷机在列车空调中的应用分析

对列车空调用空气制冷机进行了研究,分析了制冷机的压比选择、调节方式和温室效应。结果表明:列车空调用空气制冷机压比应在2—2.5范围内,应采用变压比的调节方式,性能系数在1—1.3范围内,TEWI值小于现用蒸气压缩式系统。     

用过剩压法生长金刚石过程石墨再结晶现象的研究

 描述了在过剩压驱动下金刚石晶种外延生过程中，大量伴生的石墨再结晶现象。再结晶石墨抑制了金刚石的自发成核；它们分布于合成腔触媒金属的低温区，结晶数量多，晶粒片状分层，尺寸大，但出现乱层晶体结构；同时产生一定数量的无定形碳。分析认为，这与长时间的低过剩压驱动，触媒金属内有足够的碳源供给，并具备在高温高压下石墨充分结晶但又达不到完全石墨化条件有关。还讨论了在低过剩压驱动下，促进金刚石晶体外延生长的碳源可能是活化的碳原子，而不是具有乱层结构特征的再结晶石墨。     

磁流体密封泄放压与外磁场变化关系的研究

根据实验室研制的磁流体密封装置，采用自制煤油基磁流体，通过多次实验初步探索到磁体泄放压与外磁场之间的变化规律。     

强激光冲击铝合金改性处理研究

利用新型聚偏1.1-二氟乙烯（PVDF）压电传感器,实现了对激光引发的冲击波压力的实时测量,得到激光引发的冲击波峰压在铝中成指数型的衰减规律;观测了不同约束层材料在铝靶表面产生的激光冲击波,研究了不同约束层对冲击效果的影响;最后用激光冲击强化装置对7050-T7451航空铝合金结构材料进行了冲击强化处理,对试件激光冲击区存在的残余压应力及位错密度进行了测量。结果显示经激光冲击处理的试件表面具有极高的残余压应力,可达-200MPa以上。激光冲击处理后铝合金的位错密度得到显著的提高,疲劳寿命提高到175％～428％。这些重要结果对激光冲击改性处理技术的实际应用具有指导性作用。     

3 GPa熔融盐固体介质三轴高温压力容器的轴压摩擦力标定

 在温度标定和围压标定的基础上,采用轴压循环方法,对3 GPa固体介质三轴高温高压实验系统的轴压摩擦力进行了标定,分析了围压、温度、轴向位移速率、装样方式（盐套类型）等实验条件对轴压摩擦力的影响。结果表明：静摩擦力、挤压摩擦力和滑动摩擦力3种轴压摩擦力对轴向应力的影响不同,其中静摩擦力和挤压摩擦力对轴向应力的影响很小,影响应力精度的主要是滑动摩擦力。静摩擦力及滑动摩擦力与围压正相关;静摩擦力与轴向位移速率正相关,但受其影响较小,滑动摩擦力不受其影响;静摩擦力和滑动摩擦力与温度负相关,并且受其影响较显著;盐套类型对轴压摩擦力的影响较大,当实验条件接近盐套熔点时,轴压摩擦力显著降低,当样品周围的盐套处于熔融状态时,轴压摩擦力最小。基于此,确定了标定轴压摩擦力的具体步骤,并对角闪岩的应力-应变曲线进行了轴压摩擦力标定。对比轴压摩擦力校正前、后的应力-应变曲线发现,经过轴压摩擦力校正的应力-应变曲线能更好地反映样品的实际变形情况。     

DAC加载下材料高压声速的激光超声测量技术

 设计并建立了可测量金刚石压砧（DAC）加载下材料高压声速的激光超声系统。该系统采用脉宽为6.3 ns的调Q激光器作为超声波激发光源,使用光纤位移干涉仪和速度干涉仪混合系统进行超声位移探测,不需要借助其它任何参数即可直接测量样品的高压声速和原位厚度。利用该系统,测量了2.6 GPa压力下铜样品的高压纵波声速和原位厚度,并给出了测量结果。     

面向传递路径分析方法研究的试验系统设计*

在传递路径分析理论研究中,经典传递路径分析要求在传递函数测量时拆卸激励源,为了减少工作量,设计一套面向传递路径分析方法研究的实验系统。以简化发动机模型作为激励源,真实汽车发动机悬置作为传递路径,简化车身内的响应为目标响应,建立一套完整的传递路径分析模型。在保留主要激励特征情况下简化发动机机体结构,将NI Compact RIO作为控制核心,激振器作为激励施加装置,以缸压信号和机体振动信号为激励信号对机体加载,实现发动机激励特征的模拟。最终验证该实验系统可模拟出发动机的结构噪声,采集信号中阶次成分明显,主要噪声频段基本吻合,可从阶次信号中提取对应转速信息。整个实验系统结构简单,可作为载体用于传递路径分析方法的研究。     

用于气动输送装置的喷射器组优化设计

本文讨论了一种用于气动输送系统的喷射器组(jet-pair),由通过吸入口相联接的压空喷射器和真空喷射器组成,通过气液活塞式换能运动,产生脉冲液压做功以输送流体。该喷射器组在做功过程中不仅处于变工况状态,而且其设计尺寸及交替工作时间必须相互搭配,因此需要一套不同于传统喷射器设计的方法.本文基于对喷射器组的仿真试验结果,研究了压空喷射器不同于传统喷射器的设计思路,以及真空喷射器气源压力、喷嘴直径、面积比、喉管长径比对喷射系数的影响,得出了喷射器组优化结构的配套思路,为喷射器组的工业设计打下了基础.