热力联合作用弹性薄圆板的弯曲与屈曲

导出了热力联合作用下弹性薄圆板的弯曲动力响应控制方程,讨论了其弯曲变形特点及影响失效的因素。分析表明在短时热能沉积作用下,热屈曲是弹性薄板失效的主要方式之一;反鼓包或反冲塞是热屈曲的后继行为;增加外载和热能沉积功率水平都将加速热屈曲的发生;材料的温度相关性与热能沉积的时空分布对薄板的力学行为都有重要影响,同为产生和影响热剪切失效(反冲塞)的重要因素。     

金属力学性能的温升率效应研究概述

总结了快速加热下金属力学性能温升率效应研究的有关工作和结果,包括二战刚结束的几年中美国的研究者采用材料宏观性能测试方法进行的研究和近十余年国内的研究者采用将宏观实验测试与材料微观组织观察相结合的方法进行的研究;指出在温升率效应方面应进一步进行更准确、系统的宏-微观实验和从时-空多尺度角度进行热-力-材料耦合的理论建模和数值模拟,获得更明确的规律性认识并归纳出工程可用的数学描述。     

转臂式离心机工作室内的瞬态温度求解与分析

考虑大型转臂式离心机圆柱形工作室各墙壁(顶板、底板和侧壁)的瞬态导热,建立各墙壁的瞬态温度控制方程,对控制方程进行Laplace变换并求解,得到了透过墙壁内表面的总热流量与工作室内空气温度的关系.同时,综合考虑离心机驱动系统输出功率与工作室内空气和固体部件吸热、墙壁系统的吸热和导热、出风口带出的热量,以及动能与进风口带入的热量和动能之差等供能与耗能之间的平衡关系,建立工作室内瞬态温度控制方程,导出了工作室内空气瞬态温度的Laplace变换像函数的解析表达式.然后,采用求解Laplace逆变换的展开定理,导出了工作室内空气瞬态温度随时间变化的级数型显式表达式.最后,以一台多用途离心机为例,进行了工作室内空气温度的理论计算,与以前只考虑墙壁稳态导热的理论计算相比,瞬态计算结果与实测结果更加接近.所建瞬态温度公式提高了工作室温度的预测精度,有助于提升大型转臂式离心机工作室温控设计的水平.     

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。     

激光辐照下有界圆厚板的热弹性弯曲响应分析

考虑板弯曲运动的旋转惯性效应和剪切变形效应,建立了轴对称热能沉积作用下,边界固支或简支圆厚板的热弹性弯曲运动控制方程。利用数学变换和摄动法,导出了各种温度－力学边界条件下板的热弹性弯曲挠度及截面广义转角的解析公式。给出了在空间Ｇａｕｓｓ型分布激光束辐照下,板整体弯曲响应的代表性数值计算结果,直观显示了板弯曲挠度的时空变化规律。     

基于小样本信息的区间边界估计方法研究

小样本、乏信息情况下,认知不确定性比较严重,若仍采用传统的区间边界估计方法,其结果较难准确。为了降低认识不确定性的影响,本文基于二次估计的思想对其改进:在概率方法中对主要分布参数再估计;在非概率方法中,采用灰色预报理论对自助法获得区间边界进行一定扩展。数值实验结果表明:改进后各方法均能有效、准确地估计不确定参量的区间边界;其中概率方法中的核密度估计方法最为理想。     

螺栓啮合螺纹段的轴力、等效应力分布及摩擦的影响分析

有限元方法已成为分析螺纹螺栓结构的有力手段，但已有的工作基本都将螺纹结构简化为二维的，基于三维模型的研究还很少。但螺纹的三维螺旋型结构特征，则势必要求进行三维分析。     

强激光对预应力结构件破坏的细观分析

 利用扫描电镜对预应力简单结构件强激光破坏实验的部分试件残片进行了表面、断口和金相观察，分析了强激光对LY12(CZ)铝合金材料性能的影响，初步分析了热力联合加载下材料失效的原因和基本特征，为进一步分析激光破坏机理提供了细观损伤的依据。     

激光辐照下多层圆柱体中三维瞬态温度场的解析解

考虑外表面的气流影响和层间温度与传热的协调关系,建立了激光辐照下,层合圆柱体中的三维瞬态热传导解析模型。利用特征值法和Bessel函数,导出了各层柱体中三维瞬态温度场的封闭解析解。以一维轴对称问题为例计算了柱体中的瞬态温度场,给出了柱体内部温度随时间的变化和柱体表面换热系数对温度场的影响规律。本文的理论解可进一步用于分析层合圆柱体中的三维瞬态热-力效应,并可作为相应问题的数值模拟中数值模型的修正依据。     

脉冲激光诱导的薄片反冲塞破坏分析

基于空间轴对称热弹性理论和最大剪应力强度理论,建立了脉冲激光辐照下薄片发生反冲塞破坏的一个理论模型,导出了薄片反冲塞的激光功率密度阈值条件。以空间均匀分布的ms级脉冲激光辐照铜薄片为例进行了理论计算和数值模拟,给出了激光功率密度阈值随薄片厚度线性增加的关系,得到了与文献中相应实验结果基本一致的薄片反冲塞破坏的激光功率密度阈值数据。