层状复合材料矩形截面圆柱螺旋弹簧自由振动特性的研究

对层状复合材料矩形截面圆柱螺旋弹簧的自由振动特性进行了研究,方程中首次考虑了簧丝截面的翘曲变形对固有频率和振动模态的影响。在各向异性自然弯扭梁理论的基础上,导出了该弹簧在考虑翘曲效应时的运动微分方程,它们由14个一阶偏微分方程组成。弹簧的固有频率可以使用改进的Riccati传递矩阵法确定,单元传递矩阵则采用Scaling- Squaring方法以及Pad´e逼近表达式进行计算。计算结果表明：对于对称层压复合材料矩形截面的圆柱螺旋弹簧,翘曲变形对其固有频率有一定的影响,在自由振动分析中应该加以考虑。最后研究了各种设计参数对该弹簧固有频率的影响,并发现了一些与各向同性材料矩形截面圆柱螺旋弹簧不同的性质。     

单向复合材料矩形截面非圆柱螺旋弹簧固有频率的参数研究

以各向异性自然弯扭梁理论为基础,首次导出了考虑簧丝截面翘曲变形的单向复合材料矩形截面非圆柱（锥形、双曲形和桶形）螺旋弹簧的运动微分方程,它们由14个变系数的一阶偏微分方程组成。同时得到了单向复合材料矩形截面杆件扭转翘曲函数的显式表达式。弹簧的固有频率和振动模态可以使用改进的Riccati传递矩阵法确定,单元传递矩阵则采用Scaling-Squaring方法以及Pad´e 逼近表达式进行计算。数值结果表明,对于单向复合材料矩形截面的非圆柱螺旋弹簧,翘曲变形对其固有频率有着重大的影响,在自由振动分析中必须加以考虑。最后研究了各种设计参数对单向复合材料矩形截面锥形弹簧固有频率的影响。     

层状复合材料矩形截面非圆柱螺旋弹簧的自由振动

对层状复合材料矩形截面非圆柱(锥形、桶形和双曲形)螺旋弹簧的自由振动特性进行了研究,方程中首次考虑了簧丝截面的翘曲变形对固有频率和振动模态的影响。在各向异性自然弯扭梁理论的基础上,导出了该弹簧在考虑翘曲效应时的运动微分方程,它们由14个变系数的一阶偏微分方程组成。弹簧的固有频率可以使用改进的Riccati传递矩阵法确定,单元传递矩阵则采用Scaling-Squaring方法以及Pad′e逼近表达式进行计算。数值结果表明,翘曲变形对该弹簧的固有频率有着重大的影响,是自由振动分析中必须考虑的重要因素。最后研究了各种设计参数对对称层合复合材料矩形截面桶形弹簧固有频率的影响。     

拉伸螺旋弹簧的可靠性研究

对汽车拖拉机上使用的几种拉伸弹簧的断裂位置和断裂方式进行了研究，发现断裂几乎都产生在端圈与钩环弯曲处。计算结果表明，钩环弯曲处承受较大的切应力；弯曲圆弧曲率半径越小，弯曲处承受应力越大，其应变能随之增大，使该部位处于较高的能量状态而不稳定，有向稳定状态转化的趋势。为了降低应变能，出现应力松弛，导致位错滑移产生永久变形，降低了局部区域的屈服强度及其疲劳极限，从而引起疲劳破坏。拉伸弹簧钩环弯曲处是最薄弱的环节和关键部位．改变拉伸弹簧的载荷分布，正确选择材料和工艺可提高拉伸螺旋弹簧的可靠性寿命。     

标准的制定应适应生产实际需求—对完善圆柱螺旋弹簧有关标准的建议

本文就圆柱螺旋弹簧在设计制造中的实际问题,对圆柱螺旋弹簧的一些现行标准进行了讨论,指出了需更正的一些错误。     

弯曲载荷下碳纤维/双马复合材料湿热特性实验研究

研究了碳纤维/双马复合材料单向层板在三点弯曲载荷作用下70℃水浸的湿热特性,测试分析了层板的吸湿量、玻璃化转变温度、弯曲性能及其破坏模式随湿热时间的变化,通过对比研究弯曲载荷作用和无外载荷条件下层板湿热性能的差异,探讨了应力对复合材料湿热行为的作用规律。结果表明：弯曲载荷作用下试样整体的吸湿规律、剩余弯曲性能等方面与未加载情况相比没有显著差异,但弯曲加载试样吸湿饱和前相同吸湿率时玻璃化转变温度下降更多;弯曲加载试样受压应力部分吸湿速度小于受拉应力部分,同时弯曲断口的扫描电镜照片显示,与未加载情况相比弯曲加载试样受拉应力部分树脂与纤维粘结较弱,说明应力会对复合材料湿热性能产生影响,并且不同方向应力的作用规律不同。     

复合材料夹层板成形性的研究

本文通过弯曲实验对复合材料夹层板的成形性进行了研究。研究表明,和单层金属板相比,夹层板的成形有其特殊规律,胶膜和润滑条件对其成形有较大影响,在弯曲过程中往往会发生反向弯曲,工艺条件的改进可消除这种反向弯曲。     

连续碳纤维带树脂基复合材料的传感性能实验研究

利用连续碳纤维带、树脂溶液和薄衬底材料制作的碳纤维带树脂基复合材料传感器具有较好的传感性能。将碳纤维带复合材料粘贴在四点弯曲的钢梁上,对其频率响应、线性度、重复性、迟滞性和灵敏度特性进行试验研究。在拉应力为0～72.28MPa范围内,实验表明连续碳带智能传感材料具有较好的力敏效应,平均灵敏度高达87.82,可以定性判断脉冲载荷的大小。     

树脂型复合材料弯曲分析

本文通过用树脂型复合材料制成的工具进行试验，并与柞木制成的同样工具进行对比试验是出比较性结论：即复合材料在民用、军用方面有着广泛的前景。     

复合材料板弹簧的结构设计及其应力场分析

在本项研究工作中,我们设计制作了一种新型结构形式的汽车板弹簧-玻璃/环氧单片夹层板弹簧.利用有限元方法对该结构内部的应力场和位移场进行了研究.经过电测法验证的计算结果表明,该结构设计具有优越性.     

复合材料螺旋弹簧刚度及其影响因素分析

该研究制备了一种与中空圆截面簧丝轴线成±45°铺层的新型复合材料圆柱螺旋压缩弹簧,并对该弹簧进行准静态压缩试验。将纤维复合材料平板的剪切模量等效替代各向同性材料弹簧刚度表达式中的剪切模量,从而理论导出该类复合材料弹簧的刚度表达式。针对该表达式分析影响弹簧刚度的各种因素及其影响程度。结果表明：弹簧的刚度系数随着纤维弹性模量、纤维体积分数、簧丝外直径的增加而急剧增加,随它们的下降而显著下降;基体弹性模量与复合材料泊松比对弹簧刚度的影响十分微小;簧丝内直径在一定范围内变化时对弹簧刚度的影响几乎可以不计,但却能显著降低弹簧质量,超出该范围后,弹簧刚度随内直径增加而急剧下降;刚度系数随弹簧有效圈数和弹簧圈平均直径的增加而剧烈下降,随着它们的下降而急剧增加。     

提高螺旋簧缠绕质量的工艺探讨

材料为６５Ｓｉ２ＭｎＷＡ（Х８．５ｍｍ）之缓冲簧，由于缠绕比太小，在冷绕成形时，学出现破断现象，经多次工艺试验，探索出了一种行之有效的软化工艺，使破断现象不再出现。     

利用振动模态分析确定对称复合层板结构的材料特性

针对周边简支和周边固支含弯曲·扭曲耦合的对称复合材料层板,本文首先推导了利用振动模态分析进行层板５个弯曲刚度常数评价的理论公式,并利用振动测试得到的有限个离散点的挠度信息对振动模态进行近似处理,最后利用最小二乘法求解层板的弯曲刚度。在数值算例中,本文对两种边界条件下三种对称复合材料层板的弯曲刚度进行了评价,同时考察了测试点数目对弯曲刚度常数评价误差的影响。     

螺旋弹簧的非线性理论及实验研究

本文通过对经典的圆柱螺旋弹簧理论的修正,给出了非线性理论解析公式.还通过对螺旋弹簧的精确测量和处理,验证了本文的非线性理论.     

C/SiC复合材料的制备及性能研究

本文对聚碳硅烷化学转化法制备碳纤维增强碳化硅复合材料的生产工艺进行了研究,探讨了工艺参数对材料性能的影响.研究结果表明,聚碳硅烷分子量是影响材料性能的重要参数,纤维和基体间热膨胀系数的不匹配可通过向基体内加少量二氧化锆进行改善.材料的力学和热学性能测试结果表明,C/SiC复合材料具有较好的综合性能,其断裂韧性比未增强的单一陶瓷提高较多.利用电镜分析了弯曲试样的断口形貌.     

复合材料层合板开口翻边补强试验和数值研究

对复合材料开口补强层合板进行压缩试验研究。对复合材料开口非补强和开口补强层合板建立有限元模型,采用三维8节点厚壳单元 ( S8R),分别利用非线性分析和线性分析方法对复合材料的应力-应变响应进行模拟。通过试验数据与数值结果对比发现,几何非线性分析方法较线弹性分析方法能更好地符合试验结果。通过编制材料子程序 (UMAT) 来预测材料的损伤萌生和扩展,预测的应力-应变响应、损伤扩展、失效强度基本与试验结果一致。      

钢板-混凝土组合桥面板疲劳性能试验研究

为研究钢板-混凝土组合桥面板在疲劳荷载下的受力性能,该文完成了10块钢板-混凝土组合桥面板试件的等幅疲劳试验研究。试验主要考察栓钉布置、开孔钢板连接件数量及疲劳荷载幅值等3个因素对组合桥板的疲劳破坏模式及疲劳损伤程度的影响。试验过程中对组合桥面板各个主要时刻的动挠度、混凝土应变、底部钢板应变、残余挠度及剩余承载力进行测...     

钢-混凝土双面组合作用梁基本力学性能试验研究与数值模拟

为了研究钢-混凝土双面组合作用梁基本力学性能,设计了2个两跨连续组合梁试件,对其进行静力加载试验,并与有限元模拟结果进行对比。研究结果表明：双面组合作用梁下部混凝土板可分担钢梁压力,其组合作用有利于钢梁下翼缘的稳定性,但对于腹板的稳定性不起作用。组合梁在按照完全抗剪连接进行设计时,可不考虑界面滑移的影响;与普通组合作用梁相比,双面组合作用梁抗弯刚度更大,其负弯矩区长度可延长约28.3%。相同荷载作用下,双面组合作用梁负弯矩值较低,可延缓上部混凝土板的开裂,有效控制混凝土板裂缝宽度和裂缝区范围。下部混凝土板长度按照完全抗剪连接设计的最小长度取值即可,不必过长。ABAQUS有限元模型分析结果与试验结果吻合良好,可较好地模拟组合梁受力性能。提高双面组合作用连续梁下部混凝土板的强度,可有效提高组合梁的承载力和刚度,受力更合理。