一种高锰奥氏体无磁钢变形抗力模型的建立与验证

利用圆柱体单轴压缩实验获得高锰奥氏体无磁钢在变形温度为900~1 100℃、应变速率为0.1~30.0 s-1条件下的真应力-真应变曲线。分析变形温度、应变速率和变形程度对变形抗力的影响,建立高锰奥氏体无磁钢的变形抗力模型,并与实验变形抗力进行对比分析,表明该模型具有良好的拟合精度。将变形抗力模型嵌入基于刚塑性有限元法的数值仿真模型,并对实际轧制过程进行模拟,结果表明,轧制力计算值与实测值的偏差控制在7%以内。     

基于Gleeble-1500的粗轧机轧制力的研究

在Gleeble-1500热/力模拟实验机的基础上,用QuikSim管理软件配套记录实验数据,测定Q345钢材的应力-应变曲线,并以σ0.2作为材料的屈服极限值,得到不同条件下的变形抗力值.通过分析变形速度、变形温度对变形抗力的影响,表明随变形速度值的增加,变形抗力值提高;随变形温度值的升高,变形抗力值降低.根据实验所得变形抗力而计算的轧制力能很好地预测粗轧机的轧制力.     

基于非线性的新老混凝土粘结问题的数值模拟及分析

采用ANSYS非线性模块,同时考虑工作过程中大变形、接触等多种非线性因素,对新老混凝土粘结试件和整体试件的复合受力进行数值模拟.从应力分析角度研究在复合应力下,新老混凝土粘结的应力分布规律,考察新混凝土强度、压应力对粘结强度的影响规律,探索新老混凝土粘结复合受力的强度特性.     

疲劳荷载下锈蚀钢筋混凝土粘结性能研究

为研究复合作用对混凝土与钢筋间粘结性能的影响,设计制作了一批变形钢筋混凝土粘结试件.在疲劳和加速锈蚀同时进行后,通过粘结试件的拔出试验得到混凝土与钢筋间粘结应力-滑移曲线,分析了复合作用对粘结应力-滑移曲线影响,并且总结了钢筋混凝土粘结试件破坏模式.试验研究表明:在复合作用下,钢筋混凝土试件的失效模式大致可分为两类:劈裂破坏、剪切破坏.其中低循环疲劳荷载作用下的试件多出现劈裂破坏,而高循环疲劳荷载作用下的试件多为剪切破坏;在单一因素作用下,试件的粘结应力分布基本呈"单峰"分布,而在复合作用下,应力分布曲线呈"双峰"分布;复合作用后,极限粘结应力及试件破坏时滑移值都出现了一定程度的降低.     

不同介质接触面单元切向劲度系数的敏感性分析

接触面单元作为一种非连续介质单元,常用于模拟两种不同介质之间非连续变形,其切向劲度系数对数值模拟计算结果带存在很大的影响。为了研究接触单元切向劲度系数对防渗墙应力、变形的影响,以沙湾水电站厂房基坑为研究对象,引入土体的邓肯-张非线性材料本构关系及Goodman接触面模型,通过周边泥皮接触面单元切向劲度系数的不同取值,采用有限元法研究了不同切向劲度系数条件下防渗墙的变形与应力分布规律,计算结果表明：当切向劲度系数的降低时,防渗墙上的压应力及拉应力均明显降低,从而改变防渗墙结构受力状态,减小了在岩层交界处的应力突变现象,有助于防渗墙力学性能的充分发挥和提高防渗墙的安全性。     

考虑粘结滑移的RC锚固区段修正钢筋本构关系

根据静力平衡和变形协调,考虑锚固方式、粘结失效和拉脱滑移等对粘结滑移作用的影响.分别按钢筋水平锚固段和下弯段滑移值推导了钢筋混凝土结构锚固区段在粘结滑移作用下的修正钢筋本构关系,为钢筋混凝土结构非线性有限元分析中考虑粘结滑移关系提供了简化和有效的途径.采用不同的材料模型对典型的梁柱节点试验进行非线性模拟,并与试验结果进行对比,分析表明:修正钢筋本构关系可以有效模拟锚固区段粘结作用的发展和失效过程,以及粘结滑移作用下结构的受力性能.     

大吨位混凝土锚固区中非线性接触受力分析

采用非线性接触单元模拟混凝土锚固区承压面与锚垫板间的关系,分析了不同摩擦系数对接触面的黏结滑移状态、法向压应力、切向剪应力及锚下混凝土拉、压应力分布的影响,并将计算结果与采用束缚连接进行比较。结果表明：采用非线性接触单元时,摩擦系数越大,接触面的滑移区域越小,切向剪应力越大,法向压应力分布越不均匀;锚固区的应力分布规律与采用束缚连接的基本一致,但应力集中更为明显。     

考虑钢-砼接触特征的CFST管节点热点应力分析

为研究不同钢-砼界面接触特征下钢管混凝土桁架焊接管节点局部应力分布及热点应力集中系数,以钢管混凝土桁架Y型焊接管节点（主管与支管夹角θ=60°）为研究对象,利用ANSYS有限元软件,选择其Solid45、Mass21、Targe170和Conta173单元建立管节点有限元模型,引入非线性面-面接触关系模拟局部变形导致钢管与内填混凝土之间发生相互挤压或脱离,计算得到钢管与内填混凝土接触间隙、侵入深度、法向接触应力和切向摩擦应力等局部接触变形及应力状态。分析了3种摩擦系数下(0,0.35,0.60),主管及支管的热点应力集中系数（SCF）分布。研究结果表明：主管焊趾处热点应力SCF在冠跟处出现最小值,在鞍点和冠趾之间的中点出现最大值;与主管相比,支管SCF总体较小,冠跟处出现最小值,鞍点和冠趾之间出现最大值。支管轴向拉力作用下Y型管节点焊缝附近钢、砼相互脱开,冠点附近比鞍点附近脱空区域大,鞍点脱空区域外围是钢管和混凝土接触挤压最剧烈区域,接触法向压力最大,混凝土对钢管支撑作用最明显。摩擦系数对管节点热点应力集中系数分布趋势影响很小,对SCF最大值有一定影响。     

考虑钢–砼接触特征的CFST管节点热点应力分析

为研究不同钢–砼界面接触特征下钢管混凝土桁架焊接管节点局部应力分布及热点应力集中系数,以钢管混凝土桁架Y型焊接管节点(主管与支管夹角θ=60°)为研究对象,利用ANSYS有限元软件,选择其Solid45、Mass21、Targe170和Conta173单元建立管节点有限元模型,引入非线性面–面接触关系模拟局部变形导致的钢管与内填混凝土之间发生的相互挤压或脱离,计算得到钢管与内填混凝土接触间隙、侵入深度、法向接触应力和切向摩擦应力等局部接触变形及应力状态。分析了3种摩擦系数下(0、0.35、0.60),主管及支管的热点应力集中系数(HSCF)分布。研究结果表明:主管焊趾处热点应力HSCF在冠跟处出现最小值,在鞍点和冠趾之间的中点出现最大值;与主管相比,支管HSCF总体较小,冠跟处出现最小值,鞍点和冠趾之间出现最大值。支管轴向拉力作用下,Y型管节点焊缝附近钢、砼相互脱开,冠点附近比鞍点附近脱空区域大,鞍点脱空区域外围是钢管和混凝土接触挤压最剧烈区域,接触法向压力最大,混凝土对钢管支撑作用最明显。摩擦系数对管节点热点应力集中系数分布趋势影响很小,对HSCF最大值有一定影响。     

梁中受压钢筋粘结锚固性能研究

为了研究重复荷载作用下框架梁中受压钢筋粘结锚固及滑移的变化规律,根据对一组足尺寸框架边节点试件的试验,认为该种钢筋的应变,粘结应力及滑移值均较小,粘结锚固问题易于保证,本文还建立了其粘结应力和滑移值的计算公式。     

An analytical model for the prediction of cross-section profile and mean roll radius in alloy bar rolling

In a round-oval-round pass rolling sequence,the cross-section profile of an outgoing workpiece was predicted fast after getting the maximum spread.The concept"critical point on the contact boundary"was proposed and the coordinates of the critical point were solved.The equivalent contact section area was represented and the mean roll radius was determined.The validity of this model was examined by alloy bar rolling experiment and rigid-plastic FEM simulation.Compared with the existing models,the mean roll radius obtained by this model is similar to experiment data.     

精密复合带材异步轧制工艺中的变形关系

提出了精密复合带材异步轧制工艺中的几个变形关系，它们包括轧件组元间的变形关系、轧件的弯曲变形方程和复合界面的变形方程     

Laser cladding of Ni-based alloy on copper substrate

The laser cladding of Ni1015 alloy on Cu substrate was prepared by a high power continuous wave CO2 laser. Its microstructure was analyzed by optical microscope （OM）, scanning electron microscope （SEM）, and X-Ray diffraction （XRD）. The average microhardness of the cladding coating was Hv 280, which was almost three times of that of the Cu substrate （Hv 85）. OM and SEM observations showed that the obtained coating had a smooth and uniform surface, as well as a metallurgical combination with the Cu substrate without cracks and pores at the interface. With the addition of copper into the nickel-based alloy, the differences of thermal expansion coefficient and melting point between the interlayer and cladding were reduced, which resulted in low stresses during rapid cooling. Moreover, large amount of （Cu, Ni） solid solution formed a metallurgical bonding between the cladding coating and the substrate, which also relaxed the stresses, leading to the reduction of interfacial cracks and pores after laser cladding.     

具有局部故障滚动轴承的振动分析(Ⅰ)外圈具有单一局部故障

在基于弹性力学的正常滚动轴承二自由度动力学模型的基础上,考虑外圈局部点蚀缺陷宽度以及深度对接触变形的影响,引入滚动体通过缺陷时接触变形量的变化,建立了外圈产生单一局部故障的滚动轴承的动力学模型.通过仿真,证实了当外圈产生单一局部缺陷时,滚动轴承振动信号的低频成分为滚动体通过外圈的频率及其倍频这一在滚动轴承故障诊断中常用的结论,并合理解释了倍频产生的原因;最后通过实验进一步证实了所建立模型和仿真结果的有效性.     

大棒材热轧工艺的数值模拟

大棒材轧制属于高温大变形塑性成形过程,为了研究轧制过程中轧件温度场、应变场及微观组织演变的规律,在热模拟实验的基础上建立了大棒材初轧道次热-力-组织耦合的有限元模拟模型。模拟结果显示,轧制过程中轧件由于发生再结晶使晶粒得到细化,初轧完成后,轧件平均晶粒尺寸由芯部到表层逐渐减小;由于大棒材初轧过程中轧件芯部变形量较小,不利于轧件芯部孔隙性缺陷的压实,因此提高热轧连铸坯的芯部致密度是改善大棒材芯部质量的重要措施之一。     

残余应力及其表征参数对材料滚动接触性能的影响

为了深入研究残余应力对滚动接触的影响规律,建立了圆柱滚子轴承二维有限元简化模型,在施加不同残余应力的基础上进行弹塑性分析,并对残余应力的表征参数如梯度、大小和深度等进行了影响研究。结果表明：残余压应力能使弹性变形阶段的接触应力和塑性变形阶段的塑性应变下降;等大的残余拉应力则使二者增大更大的比率。通过参数研究发现：残余压应力梯度越小,塑性应变越小,残余拉应力梯度越接近0,塑性应变越小;残余压应力越大,塑性应变越小,残余拉应力越大,塑性应变越大;残余压应力加深一定值能够降低滚动接触塑性应变,从而提高疲劳寿命,残余拉应力的加深则会引起塑性应变和疲劳损伤的增大。     

40Cr曲面基体激光熔覆W6Mo5Cr4V2性能

为了利用激光熔覆技术实现模切机刀辊刀刃的增材制造,以曲率半径、熔覆轨迹、搭接率等为影响因素,在40Cr曲面基体上进行W6Mo5Cr4V2粉末的多道激光熔覆正交试验研究,并对熔覆层的残余应力、显微硬度以及显微组织结构进行分析。结果表明,保护气流量对残余应力变化影响显著,当工艺参数为激光功率1 800 W、扫描速度10 m/s、保护气流量400 g/min、曲率半径60 mm、搭接率30%、周向熔覆时,残余应力达到最小值。当残余应力满足成形要求时,显微组织的结晶形态从熔覆层顶部到结合区由平面晶向树状晶发展,熔覆层没有缺陷且与基体实现了良好的冶金结合。同时,显微硬度值从基体到熔覆层顶部呈阶梯状增长式分布,熔覆层的显微硬度平均值均在60HRC以上,满足模切机刀辊刀刃的硬度要求。     

考虑杆件弹性和三维间隙铰机构动力学研究

为了能准确预测太空中可展机构的展开性能,在动力学模型中同时考虑杆件弹性和三维间隙铰的影响．间隙铰通过“T”字形杆件模拟,接触力采用非线性弹簧阻尼模型,分别考虑理想铰、三维间隙铰以及杆件弹性3种情况对可展桁架的一个单元进行展开过程数值仿真分析．设计了一个桁架单元装置,通过实验初步验证杆件弹性和间隙铰对机构动力学的非线性影响．分析结果表明间隙铰中存在径向和轴向碰撞接触力,轴向碰撞接触力影响桁架平面外稳定性,杆件弹性振动效应使能量发生转移,减小了最大碰撞接触力,加剧了轴套和销轴之间的碰撞接触次数．     

用包粘法制备GRTP预浸料及其性能研究

介绍了一种新的制备玻璃纤维增强热塑性树脂的予浸方法－－包粘纤维法（cladding fibre method)，并用这种方法制成的包括纤维加工成模压试件。研究了界面层中增塑剂的含量对复合材料的机械性能，如宏观弯曲强度，弯曲模量，弯曲断裂能，抗位强度，断裂韧性的影响。并用界面微脱粘试验仪（MTI）对度件的界面粘合力进行了测定。     

接触疲劳磨损理论用于激光熔覆层的寿命预测

利用接触疲劳磨损理论讨论激光熔覆试样的疲劳磨损寿命问题，试验结果表明，在本试验条件一，接触疲劳磨损理论用于激光熔覆层的寿命估算是可行的。