悬臂梁不同单元类型计算误差分析

为了研究悬臂梁用不同单元类型计算应力结果与真实测量值的误差和该误差产生的影响因素。首先,用ABAQUS有限元软件对悬臂梁结构进行壳单元建模和实体单元建模,分别计算出Mises应力值,再用经典材料力学方法计算出相同情况下悬臂梁Mises应力值,然后用电阻应变测试法计算出悬臂梁的真实应力值,计算出各种应力计算方法相对于真实测量值的误差。最后,分别计算不同厚度悬臂梁,用壳单元和实体单元分别计算出的Mises应力值,将实体单元计算应力值代替真实测量应力值,得到壳单元计算结果相对于实体单元计算结果的相对误差。研究结果表明,悬臂梁用实体单元计算出的Mises应力值相对于壳单元更加接近于真实测量值。随着悬臂梁厚度的增加,壳单元计算结果的精度越来越小。对于同一厚度的悬臂梁,不同位置处壳单元计算应力值对于真实值的相对误差近似为一常数。     

西准噶尔石炭纪成吉思汗山组构造环境探讨

西准噶尔石炭纪成吉思汗山组火山岩主要为玄武岩、玄武安山岩、安山岩、粗安岩,属于碱性系列。具有典型洋岛型玄武岩（OIB）特征,很可能形成于大洋板内海山环境,提供了本区大洋阶段热点成因的海山火山岩信息。     

Cox-Merz规则和时温叠加原理在聚合物剪切黏度测量中的应用与研究

为了研究聚合物材料剪切黏度的测试方法,从而更好的改善聚合物产品的加工和生产效率,本文以低密度聚乙烯(LDPE)为研究对象,应用旋转流变仪对其进行动态测试,包括应变扫描、频率扫描,然后应用Cox-Merz规则和时温叠加原理对动态测试结果进行换算得到两组聚合物剪切黏度结果,并与直接进行稳态流动测试得到的剪切黏度结果进行比较。结果表明:Cox-Merz规则的换算结果误差在1.7%左右,剪切速率范围为10-1~103s-1,适合于高剪切速率下的剪切黏度测试,与稳态测试结果相配合可得更大范围的剪切黏度曲线;同时应用时温叠加和Cox-Merz公式的结果误差为2.3%左右,剪切速率范围更大,但测试方法繁琐。     

中亚造山带西段俯冲起始时限及机制探讨

中亚造山带是世界上最大的显生宙增生型造山带,是研究增生造山过程和大陆地壳生长的绝佳场所,其形成记录了新元古代—早中生代古亚洲洋发展演化历程,主要由一系列微陆块、岛弧、海山/大洋高原、增生杂岩及蛇绿混杂岩构成。中亚造山带西段蛇绿混杂岩物质组成基本一致,除了典型的蛇绿岩组分外,大多发育典型的海山岩石组合,即枕状玄武岩、火山角砾岩、礁灰岩、滑塌堆积岩、陆源碎屑岩。蛇绿混杂岩中基性岩在地球化学上可明显分为两类:一类为洋中脊玄武岩型,属于拉斑系列,显示俯冲带特征; 另一类为洋岛玄武岩型,属于碱性玄武岩系列,形成于海山/大洋高原环境。中亚造山带西段蛇绿混杂岩和变质岩的时代、属性及空间分布,表明古亚洲洋俯冲起始时限不晚于新元古代早期,位置应在西伯利亚南缘,并逐渐向南发展。在古亚洲洋发育早期,地幔柱诱发俯冲起始占主导地位,后期可能由于海山/大洋高原阻塞俯冲通道,导致俯冲极性翻转和跃迁,从而发生俯冲起始。实际上,新俯冲带如何起始一直是地球科学领域的难点问题,主要原因是俯冲起始是一个极其短暂的过程,缺少直接的地质记录,并且现今地球上鲜有正在发生的俯冲起始案例。因此,需要地质学家共同努力去揭秘古亚洲洋的前世今生,破解板块俯冲起始的奥秘。     

玄武岩类形成的大地构造环境Ta、Hf、Th、La、Zr、Nb比值对比判别

玄武质岩浆见于板块构造演化的全过程和各个重要阶段,是所有火成岩中最主要的构造地球化学指示剂,因此,玄武岩类相关元素图解和比值成为研究火成岩成岩作用和形成构造环境判别的首选对象。Ta、Hf、Th、La、Zr、Nb都是高场强元素和较强不相容元素,由于地球化学性质的相似性和在玄武岩类成岩过程中的规律性变化,所以它们是玄武岩类成因研究和构造环境判别图解中使用频率最高的元素,而且两两元素含量之间的比值能较好地区分其形成时的构造环境。在前人发明的玄武岩类Th/Hf-Ta/Hf、Th/Zr-Nb/Zr及La/Zr-Nb/Zr双对数判别图解基础上,运用这6个元素两两组对的Ta/Hf、Th/Ta、Th/Hf、Nb/Zr、Th/Nb、La/Nb值,建立比值判别表,极好地区分了几乎最常见的各种构造环境中有关的玄武岩类。该比值判别表是对双对数判别图解的极好补充。     

纤维缠绕复合材料压力容器CAD/CAE/CAM一体化研究

本文用APDL参数设计语言编制的程序可同时进行压力容器缠绕过程的动态仿真模拟及应力分析,可将实际缠绕参数直接用于应力分析,分析后得到的仿真数据可直接用于数控缠绕机进行生产,实现了纤维缠绕复合材料压力容器CAD/CAE/CAM一体化.本文用微分几何理论推导出纤维缠绕复合材料压力容器的非测地线缠绕轨迹、包角方程及绕丝头运动方程.在应力分析过程中考虑了几何非线性和物理非线性.采用叠层的增量本构关系,以分段线性表示单层非线性应力-应变曲线,对损伤后引起的刚度降低进行了实验研究,实验特别研究了面内剪切破坏和层间剪切破坏对纵向弯曲刚度的影响.结果表明纤维缠绕复合材料压力容器损伤后,弯曲刚度的降低是影响轴向变形的重要因素.     

罚函数在复合材料工字梁优化设计中的应用

复合材料工字梁的设计属于多变量多约束问题,传统方法在计算时多采用经验公式,计算迭代过程繁琐,不能使材料得到充分利用。本文采用外点法罚函数的数学优化方法,对复合材料的工字梁进行优化设计,获得了较好的结果,与传统优化方法相比,加快收敛速度,缩短了计算时间。     

潮流能水轮机复合材料叶片优化设计

叶片是潮流能水轮机组的主要获能部件,设计良好、质量小、稳定性佳的叶片对潮流能水轮机组的正常运行起着重要作用。为了解决100 kW潮流能水轮机复合材料叶片的材料利用率较低、叶片自重较大的问题,对复合材料叶片的内部结构进行优化设计,并利用有限元软件ANSYS建立叶片的三维模型,在考虑不同铺层方案的情况下,对叶片的蒙皮、主梁和腹板的厚度进行优化。优化结果表明,优化后叶片的质量降低了13.97%。考虑到叶片容易失稳的特点,对优化后的叶片进行屈曲敏感性分析,分析发现,蒙皮厚度和主梁厚度对叶片稳定性的影响最大。     

纤维缠绕复合材料壳体刚度衰减模型数值模拟

应用微分几何理论,推导出纤维缠绕复合材料壳体的非测地线缠绕轨迹、包角方程及绕丝头运动方程,得到缠绕过程的动态仿真模拟数据。将封头处变化的缠绕角、厚度等实际工艺参数直接用于壳体结构的理论分析。采用叠层的增量本构关系,模拟层合板壳结构的损伤过程,建立了损伤后刚度衰减模型及刚度退化准则,并通过实验确定了刚度衰减系数。应用此模型对纤维缠绕复合材料压力容器进行了数值分析。结果表明:纤维缠绕复合材料压力容器封头处损伤会导致其弯曲刚度降低,这是影响轴向变形的重要因素。      

复合材料地面雷达天线罩板块划分方法

运用空间解析几何理论，给出了一种用于大型球壳的板块划分方法，用该方法划分的球壳，板块种类少、随机性好，可直接应用于大型地面雷达天线罩等球壳结构的模具设计。文中详细介绍了正十二面体、正二十面体、“足球”划分以及五种随机划分方法。