硬态切削工件表面白层厚度预测方法

硬态切削过程中产生了高的机械载荷和热载荷,工件表面易产生白层组织,研究硬态切削工件表面白层的形成机理并对白层厚度进行建模预测,对于改善硬态切削加工技术具有指导意义。以探究白层形成机理为研究目标,综合运用弹塑性力学、热力学和材料相变理论,建立热力耦合的硬态切削模型,模拟了硬态切削过程中的温度场和应力场,分析了工件表面白层形成的组织转变过程,以热力影响下的材料相变温度作为白层形成的判据,建立了白层厚度的预测方法,并以轴承钢GCr15为研究对象,预测了不同切削参数下白层的厚度,对预测结果加以对比验证。研究结果表明:对于硬态切削工件表面白层的形成,基于相变理论的白层厚度预测方法是可行的。     

碳化硅木质陶瓷复合装甲结构设计及数值模拟优化

根据车辆的防护要求,以陶瓷复合装甲防弹机理为依据,进行碳化硅木质陶瓷/UHMWPE纤维复合装甲结构设计和数值模拟优化,并制备碳化硅木质陶瓷复合装甲,进行实弹打靶验证防弹性能。在确保陶瓷复合装甲面密度为38 kg/m2的前提下,以子弹侵彻深度为评价标准,以碳化硅木质陶瓷防弹片的厚度、形状、尺寸和布置位置为研究因素,设计了四因素三水平的正交模拟优化方案,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对所设计的复合装甲的防弹性能进行数值模拟,并比对数值模拟结果与实弹打靶试验结果。结果表明,针对北约AEP-55 STANAG 4569 Ⅱ级防护标准,本文所设计的陶瓷复合装甲最优化的结构形式为8mm厚的碳化硅木质陶瓷防弹面板、13.7mm厚的UHMWPE纤维防弹背板,防弹面板采用面积为4900mm2的正六边形碳化硅木质陶瓷防弹片拼接而成;碳化硅木质陶瓷防弹片对防弹性能的主次影响因素为：布置位置＞厚度＞尺寸＞形状。     

含凹坑缺陷在役石油管道剩余极限强度分析

在役石油管道剩余极限强度评价是为保障在役石油管道安全可靠运行的基础工作。分析了含有椭球形凹坑缺陷石油管道分别在轴向拉力、内压力和轴向拉力与内压力联合作用下的剩余极限强度问题 ,基于Von Mises准则和平衡应力场原理 ,建立管道剩余极限强度理论分析模型 ,并就具体算例 ,利用三维弹塑性有限元法 ,对该模型进行分析比较。结果表明 ,当凹坑缺陷相对尺寸较小时 ,模型可以有效预测含有缺陷管道的剩余极限强度 ,该模型是一种简便、有效的工程评定方法     

逐层钻孔法测试多层材料残余应力数值研究

以典型的复合层状材料热障涂层为例,利用有限元分析软件对热障涂层的松弛系数进行了数值计算分析研究.介绍了逐层钻孔法有限元三维模拟分析具体步骤.通过计算分析,分别研究了TBC层微观孔形和BC层厚度及钻孔进给量对系数的影响,从而找出孔型变化和厚度增加对对系数影响的变化规律.     

螺旋锥齿轮动态响应的分析

运用三维有限元方法分析了某航空发动机齿轮传动系统中螺旋锥齿轮的固有特性和动态响应。同时介绍了运用四质量模型确定齿轮啮合动载荷的方法来研究齿轮的动态响应，结果表明；在齿轮正常工作转速范围内、存在１～３节径型振动，本文就一节径型位移响应进行具体计算，且讨论了动载荷对响应的影响。     

基于安定理论的微小裂纹疲劳门槛值的分析

通过弹塑性有限元法 ,利用 Melan的安定理论 ,分析了单缺口试件 ,在含有与试件材料晶粒尺寸相当的微小裂纹下的疲劳门槛值。通过对航空齿轮材料试件进行算例分析 ,其结果与相应实验结论比较吻合 ,并且表明 :利用静力安定法所研究微小裂纹疲劳门槛值 ,预测航空齿轮的寿命是较安全的。     

齿轮接触安定分析

以Hertz理论为基础,建立齿轮的接触模型.针对齿轮接触表面层变曲率的特点,构造出局部坐标下残余应力应变场的分布状态,分析在此残余应力场分布状态下,齿轮接触的静力安定和机动安定的条件.采用应力应变释放的算法和不同啮合点局部坐标之间的转换法则,模拟齿轮在重复啮合过程中残余应力应变的累积过程,求解安定状态下残余应力的分布状况,确定齿轮接触的安定极限与摩擦因数和齿轮啮合位置之间的变化情况.     

航空硬化齿轮材料力学性能研究

根据航空齿轮材料 (12 Cr2 Ni4A )的具体工艺过程 ,本文重点研究齿轮材料硬化层的断裂性能和裂纹扩展特性 ,并对实验技术、数据处理方法进行探讨和研究 ,该研究为航空齿轮寿命预测提供了重要的分析方法和基本数据。     

航空齿轮表面硬化层断裂性能研究

按照航空齿轮的具体工艺过程，对材料12Cr2Ni4A的拉伸试样和断裂试样进行设计和加工，通过三点弯曲实验，重点研究了齿轮材料硬化层的硬度分布，硬化试样拉伸力学性能参数和断裂性能参数，实验结果表明，所采用试样的加工工艺方案是可行的，所获得的Kc基本反映我国航空硬化齿轮材料的断裂性能特征，为定量预测航空硬化齿轮疲劳寿命提供实验和理论分析的依据。     

陶瓷复合装甲优化设计及弹击后剩余弯曲强度

根据防护要求和防护机制,设计了一种C/C-SiC陶瓷/铝基复合泡沫复合装甲。在确保复合装甲面密度为44 kg/m²的前提下,以弹击后剩余弯曲强度为评价标准,以陶瓷板布置位置、各组成层厚度、泡沫金属中泡沫孔径尺寸为研究因素,设计了三因素三水平的正交模拟优化方案,利用有限元软件ABAQUS模拟了子弹侵彻陶瓷靶板的过程及弹击损伤后复合装甲的弯曲实验过程,预测了剩余弯曲强度,并进行了结构优化。根据数值模拟结果制备陶瓷复合装甲试样,进行实弹打靶和弯曲实验以验证复合装甲试样剩余弯曲强度。结果表明,以MIL-A-46103E Ⅲ类2A级为防护标准,剩余弯曲强度最高的陶瓷复合装甲最优化结构形式为：陶瓷板厚度12 mm、陶瓷板做防弹面板、Al基复合泡沫孔径为4 mm+10 mm的混合;对剩余弯曲强度的主次影响因素排序为：陶瓷板厚度>陶瓷板布置位置>Al基复合泡沫孔径。