[学科发展]机构学中机构重构的理论难点与研究进展——变胞机构演变内涵、分岔机理、设计综合及其应用

生产力发展与工程技术革新要求机构具备可自重组与可重构及“一机多用”的功能，以满足复杂工况需求。可重构机构具有可变活动度和可变构态，可以满足多任务、多工况与多功能的要求，然而，决定其设计方法的演变内涵与分岔机理的研究目前仍不为学者们充分了解。从变胞机构的演变与分岔机理的角度，以旋量理论、李群与李代数及微分流形为主要工具，揭示了机构演变内涵及运动与约束空间的内在关联关系；探究了机构演变中的分岔机理与可控奇异位形，回顾了变胞机构与折纸及折展机构的历史渊源，综述了变胞机构的构型设计、性能综合与新型设计理念及其创新应用。     

四辊PC轧机辊间接触应力及支承辊疲劳损伤分布研究

四辊轧机辊系中辊间循环接触应力引起的辊身接触疲劳损伤,会影响辊身的磨损、轧辊的后续磨削及使用寿命;因此分析不同轧制工艺参数情况下辊间接触应力的分布对分析辊身损伤以及现场轧辊维护具有重要的意义,以某厂1880轧线采用的四辊PC轧机为研究对象,采用有限元法分析了不同工艺参数对辊间接触应力分布及分布均匀度的影响规律;基于损伤累积理论建立了轧辊辊身截面损伤分布计算模型并计算了辊身轴向截面内的接触疲劳损伤分布,与现场辊身疲劳硬化测试结果对比表明理论分析结果具有一定的合理性。     

预制装配式结构连接节点研究进展综述

本文主要对用于装配式混凝土结构的连接节点构造及其力学性能的研究进展进行系统综述,并对其后续研究进行展望:首先对节点连接方式进行系统分类,并概括介绍各自的优缺点;然后详细阐述现浇带或后浇整体式连接、套筒灌浆连接、环筋扣合锚接连接和螺栓连接的节点构造、传力机理和力学性能(尤其是低周反复荷载作用下)。重点探究影响连接节点力学性能的关键因素,并在此基础上提出未来能够开展深化研究的方向。     

平板冲击加载下对双相钢动态损伤演变的研究

利用一级轻汽炮以一击二的方式对2种不同热处理状态的双相钢进行加载,采用多普勒测速系统对加载过程中样品的自由面粒子速度进行测量,通过金相显微分析、纳米压痕分析对样品进行表征,探讨了双相钢的层裂损伤演变。结果表明:孔洞并没有像准静态损伤理论一样在相界面处优先形核长大,而是在马氏体内部形核,然后长大贯通形成微裂纹贯穿整个马氏体,形成穿晶断裂; 由于相界面对冲击波具有反射与透射作用,冲击波从高阻抗的相传入低阻抗的相内时会在高阻抗相内形成拉伸脉冲,从而引起层裂损伤; 相界面越多,在高阻抗相内产生拉应力并形成孔洞的几率越大,样品层裂强度也越低。     

基于多层模糊综合模型的框架结构损伤识别

针对结构系统复杂问题,为更好对框架结构进行损伤识别,本文将结构可能损伤的位置分为不同层次,并结合模糊理论将不同层次的损伤加以权重建立模糊评估矩阵进行模糊综合评估,解决了由于不确定因素带来的不准确、不全面等问题。本方法可有效的对框架结构进行损伤位置的识别,对工程结构具有实际意义。     

TC4金属纤维多孔材料在硫酸介质中的腐蚀规律研究

研究了钛合金(TC4)金属纤维多孔材料(FTC4)在硫酸介质中的腐蚀行为,使用扫描电镜和能谱分析仪分析了FTC4腐蚀过程中的纤维形貌和成分变化规律。结果表明:FTC4在硫酸质量分数小于4%时表现出耐腐蚀性,硫酸质量分数大于4%时不耐腐蚀,腐蚀速率随着硫酸浓度升高而增大;FTC4在质量分数为50%的硫酸中腐蚀过程根据单位面积失重率可分为4个阶段,分别为开始腐蚀阶段、快速腐蚀阶段、缓慢腐蚀阶段和完全腐蚀阶段;腐蚀活化区表面的形貌变化顺序为点蚀、切削沟槽腐蚀、沟底裂纹、点蚀连通、岛状结构、纤维碎裂;腐蚀活化区的钛、铝和钒3种主要元素均发生了腐蚀反应,且腐蚀量较大,钝化区发生了腐蚀,腐蚀量很小,主要是铝和钒两种元素的腐蚀。     

古建筑木结构透榫节点力学模型研究

为研究古建筑木结构透榫节点的M-θ力学模型，在分析透榫节点构造特征与受力机理的基础上，建立其数值模型，用透榫节点的试验数据验证了该数值模型的正确性，并分析了节点缝隙、木材横纹弹性模量和大榫头长度对透榫节点受弯承载力的影响。根据受力分析结果，建立以弹性点、屈服点与极限点为特征点的三折线多参数M-θ力学模型，其结果与多数的试验结果基本吻合，并将该力学模型应用于木构架的受力分析。研究结果表明：透榫节点的滞回耗能能力强，节点的变形主要集中在榫头处。当榫头与卯口之间的缝隙增大时，节点的受弯承载力降低。随木材横纹弹性模量的提高和大榫头长度的增加，节点的受弯承载力有一定提高。文章建立的M-θ力学模型能较好反映透榫节点的受力过程，适用于木构架的受力分析，其荷载 位移骨架曲线与试验结果基本吻合。研究成果可为古建筑木结构的维修与保护提供参考。