开孔三维编织复合材料的压缩性能

为研究机械开孔对三维编织复合材料压缩性能的影响,测试了2种三维编织复合材料试验件的压缩性能。1种为基本编织(100%编织纱)结构,另1种为含有编织纱/轴向纱(58/42)的结构,试验件编织角约为±12°。根据相关标准要求,分别进行有开孔和无开孔的复合材料试验件准静态压缩试验,并与层合板的压缩性能进行对比。研究结果表明:2种三维编织结构无缺陷材料的压缩强度较为接近,但引入开孔后,无增强纱结构可保留更高比列的压缩强度;引入开孔后,2种三维编织复合材料保留的压缩强度均高于层合板;在失效形式上,2种三维编织复合材料的宏观失效形式较为相似,均为剪切失效,表现出横向断裂且无分层现象。     

Design and investigations on a compact,UWB, monopole antenna with reconfigurable band notches for 5.2/5.8 GHz WLAN and 5.5 GHz Wi‐MAX bands

This article represents a microstrip line–fed novel circular monopole antenna with ultra‐wideband (UWB) characteristics. The compact antenna provides reconfigurable notches at WLAN (5.2/5.8 GHz) and Wi‐MAX (5.5 GHz) frequency bands. The band rejection is achieved by etching an open‐ended L‐shaped slot in the ground plane, which effectively mitigates the interference between WLAN, Wi‐MAX, and UWB systems with an effective patch area of 36.26%. The proposed antenna operates from 3.05 to 12.11 GHz with VSWR 2 except at stopband (3.89‐5.93 GHz) to filter the WLAN and Wi‐MAX signals. The simulated return loss, gain, and radiation pattern of the proposed antenna has been experimentally verified with the fabricated one which holds a good agreement.     

双态组织高Nb-TiAl合金的缺口敏感性

通过对圆棒状缺口试样和无缺口光滑试样进行单向拉伸试验,研究了双态组织高Nb-TiAl合金的缺口敏感性。研究表明,缺口根半径R≥0. 5 mm的U型试样和缺口角度60°、R≥1 mm的V型试样的抗拉强度RmN都大于光滑试样的抗拉强度Rm,缺口敏感度NSR均大于1,合金对缺口不敏感。当缺口类型相同时,缺口敏感性随缺口根半径R的减小而增大; V型缺口敏感性大于U型缺口;对于V型缺口试样,当R=0. 5 mm时,其NSR在0. 98～1. 03之间,RmN在Rm附近波动,易出现缺口敏感。     

断口附近组织对GH4080A合金缺口持久性能的影响

本文以630 ℃汽轮机紧固件备选合金GH4080A合金为研究对象,对美国Special Metals和抚顺特钢冶炼的材料经过标准热处理后分别在不同载荷下进行高温缺口持久实验,并结合光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)及背散射电子衍射(EBSD)分析,研究合金持久寿命的分散性与持久样品断口附近组织的关联性。结果表明：GH4080A抚钢边缘和芯部持久寿命不同的主要原因是两者晶粒大小不同；抚钢边缘与SMC边缘持久寿命不同的主要原因是两者变形机制不同,前者为晶界滑移,后者为晶内变形与晶界变形协调作用。     

Structural parameter design method for a fast-steering mirror based on a closed-loop bandwidth

When a fast-steering mirror (FSM) system is designed, satisfying the performance requirements before fabrication and assembly is vital. This study proposes a structural parameter design approach for an FSM system based on the quantitative analysis of the required closed-loop bandwidth. First, the open-loop transfer function of the FSM system is derived. In accordance with the transfer function, the notch filter and proportional-integral (PI) feedback controller are designed as a closed-loop controller. The gains of the PI controller are determined by maximizing the closed-loop bandwidth while ensuring the robustness of the system. Then, the two unknown variables of rotational radius and stiffness in the open-loop transfer function are optimized, considering the bandwidth as a constraint condition. Finally, the structural parameters of the stage are determined on the basis of the optimized results of rotational radius and stiffness. Simulations are conducted to verify the theoretical analysis. A prototype of the FSM system is fabricated, and corresponding experimental tests are conducted. Experimental results indicate that the bandwidth of the proposed FSM system is 117.6 Hz, which satisfies the minimum bandwidth requirement of 100 Hz.     

正交异性钢桥面板结构体系的疲劳破坏模式和抗力评估

正交异性钢桥面板的疲劳问题属于包含多疲劳破坏模式的结构体系疲劳问题。基于这一本质特性,以典型的正交异性钢桥面板结构体系为研究对象,由结构体系的主导疲劳破坏模式出发,提出正交异性钢桥面板结构体系疲劳抗力评估的新方法。以纵肋与顶板焊接细节和纵肋与横隔板交叉构造细节为主要研究对象,设计8个足尺节段模型,主要包括传统纵肋与顶板焊接细节、新型镦边纵肋与顶板焊接细节和纵肋与横隔板交叉构造细节,通过模型试验研究了两类重要构造细节的主导疲劳破坏模式和实际疲劳抗力,在此基础上结合切口应力评估方法探讨正交异性钢桥面板构造细节切口应力S-N曲线方程、结构体系的主导疲劳破坏模式等关键问题。研究结果表明：传统纵肋与顶板焊接细节和新型镦边纵肋与顶板焊接细节的主导疲劳破坏模式均为疲劳裂纹萌生于焊根并沿顶板厚度方向扩展,二者的实际疲劳抗力基本相同;纵肋与横隔板交叉构造细节的疲劳破坏模式为焊趾开裂沿纵肋腹板方向扩展;对于研究对象而言,萌生于纵肋与顶板焊接细节焊根并沿顶板厚度方向扩展的疲劳破坏模式为控制结构体系疲劳抗力的主导疲劳破坏模式。     

基于缺口应力法的IIW多轴疲劳准则分析

焊接接头的多轴疲劳强度评估是领域内的复杂课题.结合缺口应力法,利用ⅡW多轴疲劳准则对已公开发表的文献中的多轴疲劳试验数据进行了重新评估.结果表明,缺口应力系统下的比例加载与非比例加载数据点重合性较好;ⅡW推荐的单轴疲劳评估S-N曲线不适用于多轴疲劳评估,循环次数在1×104 ~1×105范围内时,可能得到偏危险的评估结果;而高于1×105次时,评估结果过于保守.基于此,拟合得到了存活率P_s=97.7%的S-N评估曲线,其疲劳等级FAT=430 MPa,斜率m=5.8,同时适用于比例加载与非比例加载,可为工程焊接结构疲劳寿命预估提供参考.     

缺口几何尺寸对钢材疲劳强度的影响

研究了缺口零件的疲劳行为,表明缺口的几何尺寸对零件疲劳强度有明显的影响。从钝缺口样品的研究得到了几何尺寸的影响是通过改变缺口处的应力梯度来实现的,其值可以用线弹性断裂力学进行估算。缺口尺寸对疲劳强度的影响能用几何尺寸因素进行解释,而当缺口逐渐变得尖锐时,在某一个极限范围内塑性区域应变开始对裂纹萌生起重要作用,这时的疲劳强度比用几何尺寸影响来预测的值要低。这种情况下的缺口样品疲劳强度该方法不再适用,则需用其它方法进行估算。     

主被动磁悬浮高速转子系统的自动平衡控制

针对主被动磁悬浮转子高速旋转时质量不平衡和被动磁轴承磁中心的偏移导致的同频振动力问题,提出了一种基于位移陷波加前馈补偿的自动平衡控制方法。首先,在转子为零位移控制状态下提取控制电流的同频成分,计算获得与被动磁轴承磁中心偏移相关的参变量;然后,在额定转速下设计通用陷波器以消除同频电流,前馈补偿主动磁轴承、被动磁轴承位移负刚度力和被动磁轴承磁中心偏移力,使主被动磁轴承的同频输出力为零,实现了转子绕惯性中心旋转。对提出的方法进行了仿真和实验验证并与仅补偿质量不平衡的算法进行了对比。仿真结果显示:提出的方法的同频磁轴承力减小到了只进行质量不平衡补偿算法的6%;实验结果显示:同频振动加速度减小到只进行质量不平衡补偿算法的23.3%。仿真和实验验证了该方法的有效性,表明该方法对同频振动抑制效果显著,实现了转子的自动平衡控制。