自增强液压缸缸筒理论计算与仿真分析

基于Mises塑流条件、有限元理论、Lame公式对自增强厚壁圆筒进行分析,得到加载应力、卸载应力、残余应力及工作应力的解析解,并推导出弹塑性界面半径公式。为了验证理论公式的准确性,首先借助有限元分析软件ANSYS,建立了1/4径向横截面的平面应变轴对称自增强厚壁圆筒的结构模型,然后模拟了模型在加载、卸载、工作工况下缸筒壁应力的分布情况,最后从ANSYS中提取仿真数据到MATLAB进行数值模拟计算,通过有限元分析与理论计算,证明理论推导得出的自增强缸筒应力解析解与仿真分析结果是相符的。     

基于应变强化特性的不锈钢筒体极限载荷分析及其轻量化设计

将S30408不锈钢的真应力—应变曲线简化为双线性各向同性强化模型,对不锈钢圆筒进行弹塑性分析,得出考虑应变强化特性的圆筒全屈服压力。与采用多线性各向同性强化模型进行非线性有限元计算得到筒体的极限载荷进行比较,两者结果吻合。给出考虑材料应变强化特性的筒体径比计算公式及算图,只要确定了材料的双线性各向同性强化模型参数,即可计算出筒体的径比并确定筒体的厚度。与常规设计法相比,筒体壁厚可减轻28.6%。     

自增强残余应力衰减规律的试验研究

基于自增强筒体在加热过程中相当总应变保持不变以及自增强残余应力和温差应力是弹性的假设,考虑自增强筒体的实际工况,利用金属材料在高温下的松弛和蠕变特性,本文提出了一个半经验公式。根据这个公式,可以比较精确地估算自增强筒体在内高外低的径向温度梯度的温度场中其残余应力随时间的衰减规律。     

自增强压力下压力容器筒体外壁环向应变的表述

推导了自增强压力下筒体外壁环向应变的表达式。     

厚壁圆筒自增强压力的优化分析

采用考虑材料应变强化效应和包辛格效应的双线性材料模型,建立了厚壁圆筒自增强理论模型。基于工作时的等效应力及周向应力,提出了最佳自增强压力的评定方法并给出了理论求解过程。采用有限元软件对自增强厚壁圆筒涉及的三个加载过程进行模拟分析,模拟结果与理论计算结果相吻合。由模拟结果得到了厚壁圆筒工作时的最大等效应力和最大周向应力与自增强压力的关系曲线,并采用直接加权组合法进行优化,得到了最佳自增强压力。研究结果为厚壁圆筒最佳自增强压力的求解提供了新思路,具有一定的工程意义。     

热预应力自增强厚壁圆筒研究

厚壁圆筒自增强处理技术的关键在于预应力。传统的自增强处理技术采用的是机械预应力方法,即在圆筒投入使用前,对其施加超过操作压力的自增强压力,使之获得残余预应力。考虑到厚壁圆筒内、外壁存在温差时,筒壁中有热应力产生,因此针对厚壁圆筒自增强问题,提出了以热应力作为预应力的自增强技术。具体研究了圆筒壁厚、温差等对热应力与总应力(热应力与操作应力的叠加)的影响、热应力与总应力的变化趋势、各种参数间的约束条件;在分析热应力与总应力特性的基础上,得出最佳设计条件,提出了基于第四强度理论的热预应力自增强厚壁圆筒的设计方法。结果表明,热预应力能有效地降低和均化厚壁圆筒的操作应力;按照所提出的设计方法,在确保圆筒安全的前提下,可使圆筒获得最大的承载能力和最小的壁厚。     

自增强容器最佳超应变的实验研究

本文根据工作时相当应力的最佳化,应用第三、四强度理论推导出最佳弹塑性界面半径的理论计算式,并对三批十四个圆筒进行试验(本文因限于篇幅,仅就第三强度理论推导出的计算和闭端圆筒的试验结果进行介绍)。试验数据表明,按本文推导的公式计算界面半径r_c进行自增强处理后,容器工作时的应力水平最低,并且可直接求得r,不需要反复试算,在测试技术方面采取测量外壁表面的应变,通过几何关系转换因子换算得到弹塑界面上的各个应力。本文推导的公式,r的计算可用于高压聚乙烯以及有关自增强容器的设计计算。     

基于应变硬化模型的复合自增强圆筒的应力分析

自增强是通过提高压力容器的残余应力来增强他们的承载能力和疲劳寿命。自增强复合圆筒可以承受比一个具有相同尺寸的单层圆筒更高的压力。引入了应变硬化模型,对自增强复合圆筒的残余应力进行了分析,并对其分布进行了预测。研究表明:复合圆筒内壁的切向残余应力和应力幅随着超应变度的增大而增大。缩套是提高压缩残余应力的一个非常有效的方法。     

基于最大应变能理论的最佳界面半径的计算

基于最大应变能理论，推导出厚壁圆筒经自增强处理时最佳界面半径计算公式，其理论及公式具有一定理论与实用价值。     

基于三剪统一强度准则的厚壁圆筒自增强分析

基于三剪统一强度准则,考虑材料应变强化效应、包辛格效应、拉压异性及中间主应力的影响,采用双线性强化材料模型对厚壁圆筒进行自增强分析,得到了厚壁圆筒加载应力、残余应力和工作应力的解析解,提出了最佳自增强压力的计算方法,探讨了拉压比、强度准则变化参数的影响,比较了自增强处理和非自增强处理及双线性强化模型和理想弹塑性模型厚壁圆筒的应力分布差异。研究结果表明：厚壁圆筒的最佳自增强压力随半径比和强度准则参数的增大而增大;工作时的最大等效应力随半径比和强度理论参数的增大而减小,随拉压比的增大而增大;自增强等效应力的最大值在弹塑性分界面处,且应力沿壁厚的分布较均匀;与理想弹塑性模型相比,双线性强化模型所对应的弹塑性分界面半径和残余应力较小,且随着自增强压力的增大,两种模型的差值越来越大;等效应力随半径比的变化规律可为厚壁圆筒选择合理的壁厚提供一定的参考;自增强技术可改善厚壁圆筒工作时的实际应力分布,提高其极限承载能力。     

The overstrain of Thick-Walled cylinders considering the bauschinger effect factor (BEF)

An independent kinematic hardening material model in which the reverse yielding point is defined by the Bauschinger effect factor (BEF), has been defined for stainless steel SUS 304. The material model and the BEF are obtained experimentally and represented mathematically as continuous functions of effective plastic strain. The material model has been incorporated in a non-linear stress analysis for the prediction of reverse yielding in thick-walled cylinders during the autofrettage process of these vessels. Residual stress distributions of the independent kinematic hardening material model at the onset of reverse yielding are compared with residual stresses of an isotropic hardening model showing the significant effect of the BEF on reverse yielding predictions. Critical pressures of direct and reverse yielding are obtained for the most commonly used cylinders and a range of permissible internal pressures for an efficient autofrettaged process is recommended.     

基于“S”形加工样件的复合数控机床几何误差逆向追踪

基于对"S"形加工样件的复合机床误差影响溯源的研究,提出一种辨识影响加工缺陷最大的误差参数的方法。该方法将"S"形样件加工缺陷与复合数控机床成形运动综合考虑,采用三次B样条曲面对"S"形样件加工缺陷进行数学表征,并逆向推导出了"S"形样件加工缺陷处对应的刀具中心的实际位置,求解出了实际加工曲面到机床刀具的映射关系。同时利用多体系统误差分析理论建立了复合机床加工缺陷生成模型,并从机床角度求解出了缺陷处误差的表达方程。接着在"S"形样件缺陷产生的位置处,根据误差参数的敏感度及其实测值计算各项误差参数对加工缺陷的贡献并进行排序,确定对加工缺陷影响较大的5项误差参数。试验结果表明:该5项误差参数和全部误差参数同时作用下各点的误差进行差值比较,发现差值最大不超过±1.5μm,因此ε_(yC_1)、δ_z(B)、ε(C_1)、ε_x(C_1)、ε_(x_1C_1)是对加工缺陷影响较大的5项误差参数。     

应力腐蚀损伤裂纹起始寿命计算模型

应力腐蚀破裂的三个阶段中(裂纹孕育期、裂纹扩展期、快断期)孕育期的裂纹起始寿命约占总寿命的90%,其分析估算的准确性对应力腐蚀总寿命的估算有决定性的意义.文中应用应力腐蚀损伤累积的概念,建立裂纹起始寿命计算的损伤模型,该模型考虑到应力与损伤的关系及应力腐蚀破裂的门槛值.以文献中光滑试件恒定应力应变腐蚀试验为算例,对不同初载荷作用下的应力腐蚀裂纹起始寿命进行计算,与试验结果对比有很好的一致性,说明该模型的可行性.     

A simple method for AFM tip characterization by polystyrene spheres

An AFM image would not be the true topography of a surface because of the limitation of a finite size of the tip. The true topography of the surface can be deduced if we can know the tip shape. In this paper a simple method has been established to determine the profile of an AFM tip. A geometrical model for the tip and a spherical object has been proposed to show the procedure for deducing the tip shape from AFM images. Isolated spheres and closely packed spheres with different diameters have been observed to confirm the tip shape by this method. It is a non-destructive method to determine the tip shape and the results can be used for future reconstruction of an AFM image.     

散热翅片刀具斜坡加工线切割轨迹求解

建立线切割轨迹的几何模型,并推导渐开线齿轮形刀具斜坡加工线切割轨迹的求解过程,为线切割轨迹的产生提供理论依据。根据轨迹的求解过程,运用VB编制通用计算程序。利用Pro/E建立轨迹的三维模型,以三维模型为基础,提取其中的数据求出轨迹上若干点的坐标值,其结果与求解结果相吻合。计算结果表明,求解方法适合于产生线切割轨迹。试验验证了求解方法的有效性。     

多级路况下车载无人机疲劳载荷仿真

建立五自由度的车载无人机的振动系统在随机路面激励下的数学模型.由路面功率谱反推路面不平度的方法,对A、B、C和D四个等级路面不平度交替冲击的复杂情况进行时域模拟.运用MATLAB的Simulink工具,对一种典型的车载无人机的任务剖面进行仿真,获得无人机的位移加速度响应值.     

确定大露天矿破碎站破碎功耗的随机模型

在Ｂｏｎｄ功耗确定模型基础上，推导出确定大型破碎站破碎功耗的随机模型，给出了求算功耗概率密度的公式。并使用导出的计算模型对元宝山双齿辊半移动式破碎站进行了功耗分析，计算结果与样机试验结果基本吻合     

颜色适应对比中等效颜色刺激的研究

本文从背景颜色变化对颜色感知的影响出发,对颜色适应对比问题进行了研究。依据大量的彩色与无彩色背景、彩色与彩色背景间的适应对比实验,发现了颜色外貌随背景颜色变化的规律,根据颜色视觉理论对这些规律进行了解释,并利用Lu′v′匀色空间理论和数学回归处理,建立了一个实验数学模型,该实验模型能很好地预测颜色在不同颜色背景下所产生的等效颜色刺激。     

Residual stress analysis of the post-filling stage in injection moulding

This residual stress accumulated during the post-filling and cooling stages will lead to warpage of parts after demolding. Based on the principle of viscoelastic mechanics, the linear isothermo-viscoelastic constitutive equation is established. Then this constitutive equation is deduced according to the analysis of the thermorheologically simple material for given boundary conditions of the temperature field. Considering the restraint conditions of mould and the characteristics of injection moulding at the post-filling stage, some reasonable hypotheses have been assumed and hence the stress model is constructed. This mathematical model is solved using the finite difference method. The results can help predict the warpage of plastic products .     

工序尺寸设计方法研究

提出１种较为完整的工序尺寸设计的尺寸图表结构;建立２个基本方程组,导出可行域的基本结构及其多个子集合;证明现有可行域只是基本可行域的一个很小的子集合;给出目标函数的一般构造及１种最简形式;采用自行编制的工序尺寸设计软件成功地验证了所提出方法的正确性,该方法可用于实现工序尺寸设计的自动化与最优化。