基于位移连接的单晶银板Ⅰ型边裂纹扩展过程跨连续介质/原子尺度数值模拟研究

材料变形破坏机理的研究,以及NEMS/MEMS技术与生物技术的进步推动了多尺度分析方法的发展。然而,多尺度连接是多尺度建模的关键。本文采用有限元与分子动力学相结合的方法,采用应力强度因子和位移等力学参量连接和转换连续介质区域和离散分子动力学区域的力学信息,建立了二维单晶银板裂纹扩展的跨三区多尺度模型,得到了裂纹尖端坐标轨迹和微观尺度下的裂纹扩展过程,结果与理论和实验相符,证明了该方法的合理性。     

基于分子动力学模拟的纳米铝板力学性能与缺陷演化过程的尺寸效应研究

采用分子动力学方法模拟了不同分子动力学模型尺寸对含初始裂纹缺陷纳米单晶铝板在拉伸载荷作用下的裂纹缺陷演化过程的影响。结果表明:随着模型尺寸增大,材料的屈服应力减小,屈服点提前,断裂韧性提高。在弹性阶段,材料变形与体系内部原子的点缺陷和面缺陷相关;在塑性变形阶段,材料变形与位错增殖和滑移相关。裂纹尖端处应力集中是裂尖附近晶体结构发生相变的原因,能量在相变后释放导致应力松弛所致。     

微观尺度下单晶铜熔点多因素影响的分子动力学模拟研究

基于分子动力学方法,利用嵌入原子势(EAM)函数,在微观尺度下研究了影响单晶铜熔点的多种因素。首先利用势函数计算单晶铜的晶格常数和弹性常数,以此验证本研究所采用势函数的准确性,然后利用能量体积法、径向分布函数法和键对分析技术对模拟得到的结果进行分析,测得单晶铜熔点约为1 380K。分析了模型大小、升温速率、晶体缺陷对铜熔点的影响,研究发现模型大小、升温速率对熔点的影响不大,随着升温速率的增大,达到熔点所需的时间越短。晶体缺陷的存在使金属材料晶格点阵稳定性下降,熔化需要的热量减少,熔点相应降低,与实际熔点情况一致。     

采用特种聚合物的精密磨床床身动态性能分析

研究了特种聚合物的基本性能,并与铸铁材料进行了比较;对精密磨床床身的设计准则进行了探讨,得出了影响床身动刚度的要素。利用Pro/e软件建立磨床床身的模型,用AN-SYS软件对使用不同材料的床身分别进行了模态分析。结果表明:在同等构造和体积下,铸铁床身的动态性能稍好。对床身进行了优化改造和分析,得出使用特种聚合物材料在4倍壁厚状态下床身动态性能最好的结论。     

基于改进遗传算法优化人工神经网络的304不锈钢流变应力预测准确性研究

随着航空航天和武器装备等国防军工领域对金属材料高温、高应变率使役条件下的力学性能提出了更高要求。以304不锈钢为例，提出一种基于改进遗传算法选择算子的优化人工神经网络预测金属在复杂使役环境下流变应力的新模型。以应变范围为0.1～0.5、温度变化范围为20～600℃、应变率区间为0.001～100 s^-1下的304不锈钢流变应力试验数据为基础，构建了304不锈钢流变应力预测模型，并将预测结果与决策树、线性回归和未改进遗传神经网络模型进行对比，以平均绝对误差MAE和决定系数R²为检验参数来评价所建立模型的准确性。结果显示，改进遗传神经网络模型在测试集数据上的MAE和R²最佳，表明该模型能够很好预测304不锈钢流变应力。     

港东油田一区河流相储集层滚动勘探方法

根据大港探区港东油田的实际情况，以储集层的沉积相研究为基础，结合对地震、地质、钻井等资料的研究，分4个层次进行港东一区河流相储集层的滚动勘探：①根据区域精细地层对比和沉积相研究，查明储集层分布；②充分利用地震信息，预测砂岩发育区，指出滚动勘探目标；③应用神经网络储集层预测方法，利用地震信息在砂岩发育区内确定油气富集带，部署滚动勘探井；④根据地震和测井资料，确定油气富集带内单砂体的边界，定量计算单井单砂体厚度。根据预测结果部署的7口滚动勘探井都取得了良好效果。图3参9     

数控机床床身用GCr15钢的设计与研究

以数控机床床身用钢为研究对象,采用正交实验法对机床用钢的喷射沉积工艺进行了设计与研究,分析了变形温度、变形速度、变形量和升温速度对致密化效果的影响,并优化了喷射沉积工艺。结果表明,适宜的喷射沉积致密化工艺为变形温度840℃、变形速度0.1 mm/s、变形量60%、升温速度10℃/s。     

基于多目标驱动优化的平面磨床床身结构设计

基于多目标驱动优化理论,解决某型号数控磨床床身筋板厚度的最优取值问题。通过使用Pro/E三维软件建立该磨床床身三维模型,并结合ANSYS Workbench软件多目标驱动优化程序对筋板厚度进行自动优化设计。在设计中,综合考虑了床身的质量、等效应力以及一阶共振频率,将以上因素作为设计优化筋板厚度的重要参照。通过ANSYS Workbench软件自动优化,得到了满足设计要求下的最优筋板厚度。该方法提高了设计效率,降低了设计成本。     

户内变电站主变压器室空气冷却系统改进及数值模拟研究

针对室内变电站主变压器室在夏季对流换热过程中由于温度过高导致的设备安全问题,设计了一种室内变电站变压室的对流换热通风换气系统,并且利用CFD技术对安装了通风换气系统的户内变电站对流换热效果进行了数值模拟和分析.仿真结果表明:引入通风换气系统后,主变压器主体的温度进一步降低,变压器主体两端温度由于散射片的作用温度迅速降低,使得整个主变压器室的流场更趋于均匀合理,避免了在变压器本体正上方空气流动较少的问题,使得空气在主变压器室里面的流动更充分,保证了户内变电站在夏季工作时的安全性和稳定性.     

冲击载荷下20CrMnTi钢动态应力响应与考虑绝热温升修正J-C本构模型研究

为研究20CrMnTi钢的动态应力响应,利用拉伸试验机和分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对20CrMnTi钢进行准静态拉伸和不同应变率下的动态压缩实验。结果表明:20CrMnTi钢具有应变率效应和增塑效应。但在动态压缩实验中20CrMnTi钢对应变率变化不太敏感。考虑绝热温升的影响,对J-C本构模型进行修正。结果显示修正后的J-C本构模型可很好的描述20CrMnTi钢在动态冲击加载下的力学性能,为20CrMnTi钢在高速重载机械零件上的应用提供重要参考。