基于Johnson-Cook本构模型的高强度装甲钢动态力学性能参数标定及验证

具有高屈服强度的某装甲钢广泛应用于我国装甲车辆。为准确模拟该装甲钢的动态力学行为,开展基于Johnson-Cook（J-C）本构模型的动态本构参数标定及验证。采用万能材料试验机对该装甲钢进行不同温度下的准静态拉伸试验,同时采用分离式霍普金森压杆开展不同应变率下的压缩性能测试。基于实验数据和J-C本构模型,拟合得到该装甲钢的本构参数。基于轻气炮开展泡沫铝弹丸冲击均质梁的实验研究,分别采用J-C本构模型和理想弹塑性模型进行有限元仿真计算,并将冲击实验与数值结果进行对比分析。结果表明：该装甲钢具有应变率强化效应,且温度软化效应显著;采用J-C本构模型仿真的均质梁峰值挠度与试验结果的相对误差为1.7%~6.1%,残余挠度相对误差为0.6%~7.6%。     

涡轮盘合金氧化-疲劳裂纹扩展机理和寿命预测研究进展

航空发动机涡轮盘在其服役过程中往往在高温燃气环境下承受热载荷和机械载荷共同作用,最终因疲劳、蠕变以及氧化的交互作用而失效.随着高推重比航空发动机的发展和涡轮前温度的提高,氧化损伤对涡轮盘表面疲劳裂纹扩展的影响愈加显著,往往可使疲劳裂纹扩散速率提高1～2个数量级.综述氧化损伤对涡轮盘用高温合金疲劳裂纹扩展的影响以及疲劳裂纹尖端氧化损伤机理,分析裂纹尖端疲劳损伤、氧化损伤和动态脆化影响裂纹扩展的竞争机制,梳理考虑氧化损伤效应的疲劳裂纹扩展模型和数值模拟方法,对实现氧化-疲劳载荷作用下裂纹扩展速率的准确预测所还需开展的工作进行展望,以期有助于促进航空发动机涡轮盘损伤容限设计方法和工具的发展.     

基于LabVIEW的超声测量系统

介绍了最具代表性的图形化编程开发平台LabVIEW。以NI 5122数据采集卡和C架等为硬件,以LabVIEW2015软件作为开发平台,将NI Scope和VISA结合起来,搭建了超声测量平台系统。NI SCOPE实现数据采集和波形图显示,VISA实现串口通信。该系统可以实现C架的控制,并实现连续测量和定点测量,可以根据需要改变C架的速度和最远位置,同时也能改变最小采样长度和最小分辨率。该系统用户界面良好,使用方便。     

基于J-C模型的GH907高温合金动态本构关系及失效关系

使用万能材料试验机、霍普金森拉杆和霍普金森压杆装置研究了航空发动机机匣材料GH907高温合金在常温下的准静态力学性能及20～400℃下的动态力学性能;基于试验结果,拟合得到Johnson-Cook(J-C)本构模型和失效模型参数,并对试验合金动态压缩过程进行模拟以验证本构模型参数的有效性.结果表明:常温下在0～3000 s-1应变速率范围内拉伸时,试验合金具有明显的应变速率效应,但是压缩时对应变速率不敏感;在20～400℃温度范围内,试验合金的软化效应明显;建立的J-C模型能够较为准确地预测该合金在不同温度和应变速率下的力学行为,试样几何尺寸和最大应力的仿真结果与试验结果的相对误差在2％以内.     

基于拓展单位分解有限元法分析声波在多域场内的响应

基于拓展单位分解有限元方法，将平面波函数和贝塞尔函数作为基函数进行拓展。将亥姆霍兹方程离散，求解时不变情况下多域场内声波的响应，并分析基函数对求解精度的影响。将波动方程的时间导数利用二阶中心差分方法离散，得到方程的隐式表达式，划分时间步迭代求解时变情况下声波在多域场内的响应，分析迭代时间间隔对计算精度的影响，与典型算例的精确解进行比较，验证精确性。结果表明，平面波函数作为拓展基函数，利用二阶中心差分法离散时间导数，分析时不变以及时变情况下多域场内高波数声波的响应问题，具有较高的计算精度和计算效率。