FE-SEA方法在平台支持船噪声预报中的应用

平台支持船由于作业需要通常配备有动力定位系统,其在侧推工况下舱室噪声超标较为严重。针对这个问题采用计算流体力学(CFD)方法,得到侧推螺旋桨作用在导管上的脉动压力,并将时域计算结果转换成噪声计算的激励条件。采用有限元(FE)与统计能量分析(SEA)混合方法建立船体中频段FE-SEA耦合模型并建立船体高频段SEA模型,对某65 m AHTS船侧推工况下全频段(63 Hz~8000 Hz)舱室噪声进行预报,分析该船噪声分布规律及主要影响因素。并建立起全船的SEA模型,在中频段对比SEA与FE-SEA两种方法得到的舱室声压级频谱曲线,验证了使用混合模型的必要性。     

基于连续介质损伤力学的7075铝合金高温成形极限理论预测与数值仿真

开展7075铝合金高温单向拉伸试验和成形极限试验，获得了不同温度和应变率的应力-应变曲线和成形极限曲线。结果表明，在较高的温度和应变率时7075铝合金的强度减小、成形性提高。为描述7075铝合金高温损伤演化过程，提出一种改进的连续介质损伤模型，并建立了耦合损伤的多轴统一黏塑性本构模型。基于试验结果，运用NSGAII遗传算法标定了模型中的参数，标定后的本构模型可以很好地预测7075铝合金的高温热力行为和极限应变。通过有限元软件Abaqus的用户材料子程序VUMAT，该本构模型被编入到Abaqus软件中进行数值仿真计算。结果表明，仿真获得的成形极限曲线和应变场分布与试验和理论结果吻合度好，进一步证明了所建立的耦合损伤的多轴本构模型的正确性及其在高温成形极限有限元仿真中的适用性。     

B对FeCoCrNiSiBx高熵合金激光熔覆层组织和硬度的影响

采用激光熔覆制备了FeCoCrNiSiB_x高熵合金熔覆层,利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计研究微量硼元素(摩尔比x=0、0.02、0.04、0.06、0.08)对FeCoCrNiSiB_x高熵合金熔覆层组织和硬度的影响。结果表明:无B高熵合金涂层组织主要为胞状晶。B的添加会促进枝晶的生成,逐渐形成鱼骨状树枝晶,但过量的B会破坏枝晶完整性,形成蠕虫状晶。此外,高熵合金熔覆层组织为FCC和BCC双相结构,B元素的添加会形成大量0.1~2.6 μm的Cr₂B第二相,有助于提高熔覆层硬度,其中x=0.06时激光熔覆层的硬度最高,约为537 HV0.2。     

超低温环境水泥基材料力学性能测试方法研究

电阻应变计已通过试验验证可直接作用于超低温环境,并根据相应测试原理可测得材料的线膨胀系数。在借鉴现有测试原理的基础上,提出一套超低温环境电阻应变计测试技术,其能有效区分温度和力引起的变形。加载条件上,通过研发新装置实现了力与温度作用独立同步施加;测试条件上,基于原位补偿构想,实现了在加卸载过程中将力引起的变形与温度作用引起的变形相分离。分析了砂浆在降温至-165℃,应力应变曲线、弹性模量、线膨胀系数随温度的变化规律。试验研究表明:砂浆的应力应变曲线在超低温下呈线性;砂浆的弹性模量始终随温度降低而增加;砂浆的线膨胀系数随温度的降低均存在减小的趋势。试验结果均与现有研究成果规律相同,验证了方法的有效性和合理性。研究结果能为超低温下建筑材料变形性能测试提供重要支撑。     

钢纤维高强混凝土的断裂韧度

通过100个尺寸为100 mm×100 mm×515 mm的钢纤维高强混凝土试件以及相同尺寸的45个高强混凝土试件切口梁三点弯曲试验,探讨了钢纤维体积分数和相对切口深度对高强混凝土断裂韧度的影响和高强混凝土断裂韧度的统计分布规律.结果表明,随着钢纤维体积分数的增加,钢纤维高强混凝土断裂韧度增益比成线性增加;随着切口深度的增加,断裂韧度略有降低;高强混凝土断裂韧度服从威布尔分布.在试验结果的基础上,建立了钢纤维高强混凝土断裂韧度的计算公式.     

西南地区某深埋隧道花岗岩破坏机制与前兆特征研究

通过开展单轴压缩-声发射-弹性波速-SEM扫描试验,对西南地区某隧道花岗岩的破坏模式、机制及前兆特征进行研究。研究发现:(1)该隧道花岗岩破坏具有明显的"时滞型"和"即时型"特征,"时滞型"破坏有时还表现出显著的"间歇型"特征。"时滞型"破坏的声响、现象、孕育时间与持续时间都明显不同于"即时型"破坏;(2)"时滞型"以剪切破坏为主,"即时型"以拉剪复合破坏为主;(3)"时滞型"破坏前,lg(AF/RA)值(AF/RA为可表征破坏类型的声发射特征参数)具有显著升高的趋势,而"即时型"破坏前,lg(AF/RA)值变化趋势不明显;(4)2种破坏发生前,波速都有明显降低的趋势,但"时滞型"破坏的波速降低前兆早于"即时型"出现,波速降低的幅度也大于"即时型";(5)"时滞型"破坏主频带宽明显大于"即时型",而主频均值明显低于"即时型"。"时滞型"破坏前,在170~260 kHz频带之间的主频分布逐渐加强,具有"成核"趋势;而"即时型"破坏前兆特征不明显。研究成果对于西南地区花岗岩岩爆发生机制的认知、预警以及防治具有重要意义。     

T形截面构件截面曲率延性的简化计算

本文基于钢筋混凝土构件全过程分析的理论公式,把构件截面弯矩曲率关系简化为三折线,根据对钢筋和混凝土应力应变关系的简化,推导出弯矩曲率曲线上特征点的计算公式,并据此计算截面曲率延性系数。     

混凝土拉伸应力应变关系

本文根据单调轴拉荷载作用下拉伸实验的结果,分析了轴拉荷载下混凝土应力应变全过程曲线的特点以及决定全曲线形状的特征值及其相互关系,提出了混凝土在单调轴拉荷载作用下应力应变全过程曲线方程的解析表达式。