基于非线性时间反转声学的LY12板材裂纹识别

传统超声方法是根据线性声学原理检测的,这对于疲劳损伤尤其是微小疲劳裂纹的识别,存在灵敏度和精度不高的问题.针对此问题,提出了一种非线性声学和时间反转法联合识别介质中的疲劳裂纹.利用超声换能器、非接触激光测振仪、数字示波器和任意波形发生器等组建了铝合金板材微裂纹试验系统.以LY12铝合金板材为研究对象,研究了单频超声波激励下,试样缺陷处的非线性时间反转声学特征.不同时间反转窗的试验表明:三次谐波信号是表征裂纹存在的最佳时间反转窗.通过对试样裂纹处的逐点扫描获得了LY12铝合金薄板微裂纹位置和大小与三次谐波聚焦峰值幅度之间的关系,根据此研究结果,可以对LY12铝合金板材中裂纹的大小和位置做出识别.     

沥青混合料小梁疲劳试验数值模拟及其寿命预测

沥青路面的裂纹扩展及疲劳寿命对沥青路面的设计和维护具有重要意义。通过对三点弯曲疲劳试验的沥青混合料小梁在不同位置预切口，对不同类型裂纹的试件进行疲劳试验，并利用耦合的无单元伽辽金/有限元法，对试验过程进行数值模拟，利用广义Paris公式预测试件的疲劳寿命，并同试验结果进行了比较。结果显示．数值模拟和试验结果接近，可以应用于沥青路面的疲劳裂纹扩展模拟和寿命预测。     

低温环境下十字形非传力角焊缝接头的疲劳性能

为了研究低温环境下钢桥焊接细节的疲劳行为和性能,以典型的十字形非传力角焊缝接头为对象,开展室温和?60 °C下的高周常幅疲劳试验;基于三维裂纹扩展数值模拟,分析低温对该焊接细节疲劳裂纹扩展寿命的影响机理. 结果表明,该焊接细节的室温和?60 °C条件下试验S-N疲劳寿命未表现出显著区别,初始焊接缺陷裂纹会在细节焊趾处的多个位置同时扩展;由低温环境导致的钢材断裂韧性的降低不会对该焊接细节的疲劳寿命产生明显影响. 虽然低温会增强钢材抵抗疲劳裂纹扩展的能力,但是该焊接细节的疲劳寿命主要受焊接过程产生的多样化初始裂纹缺陷因素控制;建议采用考虑多裂纹耦合扩展的三维裂纹扩展数值模拟来更加精确地预测疲劳裂纹扩展寿命.     

油气管线裂纹型缺陷的疲劳寿命预测

利用文献数据,采用Paris公式计算和分析合轴向表面裂纹的油气输送用X60管线钢的疲劳裂纹扩展过程,通过对比舍裂纹缺陷油气输送管的全尺寸实物疲劳试验结果,对所采用的基于失效评定图技术的含裂纹缺陷管道疲劳寿命预测方法的计算结果进行了间接的试验验证。结果表明,含缺陷管道的疲劳寿命数值计算结果与试验结果相吻合,采用小试样测试结果经Newman法修正后进行油气输送管道的疲劳寿命计算和分析是可行的。     

基于ANSYS的扭力杆装置疲劳寿命分析

基于ANSYS对含有内部缺陷的扭力杆装置多体接触模型在倾动力矩和预紧力配合作用下的复杂加载及其边界非线性进行有限元模拟.利用有限元模拟结果,结合编制的转炉疲劳载荷谱及其他相关参数,通过ANSYS/FE-SAFE计算得到扭力杆及联接螺栓的疲劳寿命分布、安全系数.应用相应的理论计算公式计算出扭力杆内部缺陷的疲劳扩展寿命,得到扭力杆芯部缺陷扩展寿命为9.77×105次,据此判断该扭力杆的疲劳裂纹扩展不会影响扭力杆的正常使用.     

Q235焊接工字形钢支撑的低周疲劳性能试验及数值模拟

对19根Q235材质焊接工字形钢支撑进行了等幅轴向循环位移作用下的低周疲劳性能试验,基于观测到的翼缘出现可见裂纹时的循环次数提出了估算支撑低周疲劳寿命的经验公式。在试验基础上,对支撑滞回性能和低周疲劳性能进行了数值模拟。试验及数值模拟结果表明:试件在第1个弹塑性循环受压时就发生了出平面的整体失稳;从第3或第4个循环开始,支撑的抗压、抗拉承载力及单循环耗能进入到稳定退化阶段。将试验及数值模拟得到的支撑稳定承载力及跨中最大横向变形与相关规范、文献计算结果进行了对比,证实了相关规范、文献的可信性。总体上,数值模拟结果与试验结果吻合较好,但离散性小于试验结果。在数值分析得到的应力-应变结果基础上,利用2种临界面损伤模型预测了支撑裂纹萌生时的低周疲劳寿命,预测的裂纹萌生位置与实测位置一致,预测结果基本位于实测结果的3.5倍分散带以内,偏于安全一侧,同时发现残余应力对支撑的低周疲劳寿命基本没有影响。     

疲劳裂纹的跨尺度分析

为了准确模拟正交异性钢桥面板疲劳裂纹扩展行为,提出基于约束应力区的三维表面半椭圆跨尺度裂纹模型.采用有限元法求解应力强度因子,将跨尺度应力强度因子作为疲劳裂纹从微观到宏观扩展的控制参量,使用统一模型描述正交异性钢桥面板疲劳破坏全过程.对正交异性钢桥面板的疲劳失效行为进行数值模拟,并与试验应力-寿命曲线进行对比分析.结果表明:疲劳裂纹扩展跨尺度模型能正确反映正交异性钢桥面板纵肋与桥面板焊接部位的疲劳破坏过程,并可模拟疲劳裂纹扩展从微观到宏观的跨尺度行为.由于微观效应对疲劳寿命有显著影响,当考虑到材料的微观效应时,该模型可解释疲劳寿命试验数据的离散现象.     

裂纹梁在简谐激励作用下的动力特性分析

采用弹簧铰模拟裂纹截面,并考虑几何非线性,以及裂纹的张开闭合状态的交替变化,建立起两端铰支输空心裂纹梁在简谐激励作用下的非线性运动方程。采用数值算法,首先研究了含裂纹空心梁在简谐激励作用下的超谐共振、次谐共振,然后深入探讨了在较大简谐激励幅值条件下,结果表明较大幅值激励条件下,结构几何非线性被激起,影响了裂纹梁响应在频域上分布。     

金属裂纹板复合材料胶接修补结构裂纹扩展行为研究

为研究金属裂纹板复合材料胶接修补结构的裂纹扩展行为,进行了LY12CZ航空铝合金裂纹板碳/环氧复合材料补片胶接修复结构的疲劳性能测试试验,观察修补结构疲劳失效模式,并测量一定疲劳周次下的铝合金板的裂纹长度。建立了考虑裂纹扩展,界面脱粘两种失效模式相互耦合的三维非线性有限元分析模型,计算出不同裂纹长度对应的疲劳寿命,对修补结构的疲劳性能进行了评估,其数值计算与试验结果吻合较好。     

燃烧器喷嘴材料热疲劳性能和高温氧化性能研究

采用对比试验方法,通过热疲劳裂纹扩展速率和氧化增重试验,研究了燃煤锅炉燃烧器喷嘴常用的两种材料的热疲劳性能和高温氧化性能,结果表明,铬、锰、硅等元素含量高的新材料ZG40Cr26Ni4Mn3NRe的热疲劳性能和抗高温氧化性能均明显优于原燃烧器喷嘴材料ZG40Cr20Ni5.材料的抗热疲劳性能在很大程度上取决于材料的抗高温氧化性能,热疲劳裂纹在表面缺陷处最易出现,热循环过程中氧化膜的形成和破裂加剧了热疲劳裂纹的萌生和扩展.     

一类非线性系统的线性化方法研究

介绍了非线性系统转换为线性系统的条件,提出了非线性系统线性化的一种简便方法。运用Simulink构建参数未知的非线性对象及其自适应控制律的数学模型,并对其仿真结果进行了研究,证明了本文提出的非线性方法的可行性。     

一类非线性系统的自适应控制

文中研究了系数不等的三角型非线性系统，给出了同时包含非线性项不确定性和扰动不确定性系统的自适应控制设计过程，并证明了其稳定性，最后通过仿真示例验证了这种方法的有效性     

一类非线性等式与不等式组相容的充要条件

讨论了一类非线性等式与不等式组的相容性，给出了其相容的充要条件。     

非线性模态理论及其研究进展

对非线性模态的定义、构造方法、非线性模态的特点及其研究进展进行了全面综述,指出了该领域研究中存在的一些问题和今后的主要研究方向。     

基于规则补偿的滞环系统自适应非线性PID控制

研究滞环参数未知时动态系统的控制问题 .为了消除滞环的影响作用 ,给出了滞环参数估计方法 ,在此基础上提出了基于规则滞环逆补偿器 .对自适应非线性PID控制和基于规则滞环逆补偿组成的混合控制方案进行研究 ,取得了满意的效果 .仿真结果验证了该方法的有效性 .     

非线性电介质交流激励下响应特性仿真

针对电导率和相对介电常数都是非线性的电介质进行性能仿真,首先对处于均匀电场下的非线性电介质进行电路建模,推导出由电压控制型非线性电阻和电容组成的电路在交流电压激励下的响应电流方程,然后应用Matlab仿真分析了在不同频率、不同幅值交流电压波形下,电介质的响应特性.     

非线性耦合振子间产生靶能量传递的初始条件

针对线性振子连接非线性能量阱的系统中产生靶能量传递需要一定的初始条件,首先说明最优靶能量传递同其非保守系统中完全能量传递存在一致性,之后建立该非保守系统的慢变力学模型,并针对该系统提出引发最优靶能量传递的初始能量同系统中立方刚度存在精确比例关系的假设和推论,通过数值仿真验证了该假设及推论的正确性．最后将该结论应用于线性振子连接非线性能量阱系统的立方刚度设计,提出了设计可实现靶能量传递的立方刚度的方法．     

基于非线性度变换的NPID在SVC中的应用分析

分析静止无功补偿器(Static Var Compensator,SVC)控制系统的组成和补偿原理,将非线性度变换NPID控制方法引入SVC控制系统.仿真试验表明该方法在SVC应用中可以明显提高系统的响应速度,加速系统稳定.     

有机三阶非线性光学材料的研究进展

有机三阶非线性光学材料因其在光通信、光信息存储、光计算及全光开关等领域的潜在应用而引起广泛的重视。简要介绍了三阶非线性光学效应的基本理论和研究方法以及影响因素．综合评述了有机三阶非线性光学材料的研究现状与进展,展望了有机三阶非线性光学材料的研究趋势．     

卫星星载后置非线性失真消除算法

针对前置预失真器不能有效消除高阶信号调制所引起的卫星星载功率放大器的非线性干扰和记忆性干扰,提出了一种后置非线性失真消除算法。该算法根据卫星通信标准 DVB-S2下的高阶信号具有多个幅度的特点,结合功率放大器的记忆特性,建立了一种可自适应调节的非线性失真消除模块来实现卫星输出信号的线性化。在卫星输入信号的载波频率较大时,该算法可以有效解决多幅度调制所产生的非线性干扰和记忆干扰。从误码率和星座图两个方面对该算法进行仿真分析,结果表明,所设计的后置非线性失真消除算法可以有效降低高阶调制信号所带来的非线性干扰和记忆性干扰的影响,具有较好的应用价值。