动态冲击载荷下无氧铜的力学性能研究

利用分离式Hopkinson压杆实验装置(SHPB)对无氧铜进行了常温下不同应变率(2 500 s-1~15 500 s-1)的动态力学性能进行了测试,得到常温下无氧铜的真实应力-真实应变曲线,并分别通过Power-Law本构模型和JohnsonCook本构模型对其进行了拟合。结果表明:无氧铜在受到动态压缩载荷的作用时,其塑性流动应力对应变率并没有表现出敏感的趋势,但对于材料的屈服应力则在应变率高于14 000 s-1时明显增加,同时材料的应变强化效果降低,另外,相较于Johnson-Cook本构模型,Power-Law本构模型能够更准确的预测无氧铜在高应变率下的塑性流动应力。     

弹性拉杆在冲击载荷下的力学性能分析

弹性拉杆是某断离机构的重要元件,其在静力载荷和冲击载荷下的力学响应特性尤为关键。采用理论方法和有限元方法分别建立了该弹性拉杆在静力载荷和冲击载荷下的分析模型,得出了其在不同加载速率下的位移响应特性,发现在冲击载荷下弹性拉杆有明显振荡,其位移有0.06mm左右的振幅。进而研究了不同材料对弹性拉杆在冲击载荷下的力学性能的影响,发现在10 000k N/s的加载速率下,现阶段的常用金属材料所表现出的力学性能是一样的,并且与静力载荷下的力学性能相同     

冲击载荷作用下齿轮动应力的研究

取整个齿轮，对冲击载荷作用下的齿轮动应力进行有限元分析。研究了齿根应力随时间的变化情况及冲击载荷对临近轮齿的影响，并与静态结果进行了比较，并且分析了不同脉宽冲击载荷对齿根应力的影响。     

冲击和非冲击疲劳载荷下裂纹扩展的研究

对几种典型材料分别进行了四点弯曲冲击和非冲击疲劳裂纹扩展试验。结果表明,相同ΔK条件下,冲击和非冲击疲劳裂纹扩展速率之间存在三种类型的关系,这三种类型的关系与材料在两种载荷制度作用下的微观断裂机制紧密相联,统一了过去在冲击和非冲击疲劳裂纹扩展对比试验中的矛盾结果。     

冲击载荷作用下动态应力集中的优化研究

用动态光弹性法和有限元法研究了带有圆孔的平面直杆在冲击载荷作用下动态应力集中的优化问题。结果表明,在主孔下游引入辅助圆孔可减小动态应力集中系数。文中得到了动态应力集中系数随辅助孔直径的变化规律,同时得到了辅助孔的优化尺寸。     

冲击载荷作用下螺纹连接件屈服强度研究

螺纹连接件是舰艇抗冲击性能的短板之一,据统计,舰载设备冲击试验发生损坏的案例中有40%与螺栓连接件相关。针对冲击载荷作用下,冲击对螺纹连接件屈服强度的影响问题,对三种螺纹连接件材料进行了分离式Hopkinson压杆和拉杆试验,并通过Johnson-Cook模型构建了三种材料的本构方程,分别得到不同应变率下的屈服强度。与准静态试验下的屈服强度对比,冲击试验得到的三种材料屈服强度至少提高1.3倍。因此,冲击可以一定限度的提高螺纹连接件的屈服强度,同时根据机械设计手册选用螺纹连接件是偏于安全的。     

冲击载荷下机器人关节系统动态特性研究

为了研究微型机器人关节在非稳定工作状态下的机电耦合作用机理,考虑误差以及齿轮啮合时变刚度,采用集中参数法,建立了电机拖动二级串联行星齿轮传动系统的机电耦合模型,计算求解得到了系统的固有频率以及质量参数对系统固有频率的影响、模态能的分布规律,分析了在冲击载荷下齿轮系统的扭振特性。结果表明,零件质量增加将使系统固有频率降低;系统模态能主要表现为低阶扭转振动应变能和高阶动能;在冲击过程中,系统表现为1阶固有频率与1倍啮合频率主导的振动模式。     

冲击载荷下小模数齿轮动态应力研究

以冲击电钻小模数变速齿轮为研究对象,采用有限元方法研究,冲击电钻在堵转时所引起的不同的冲击载荷和冲击时间,对小模数齿轮齿根动态应力的影响,并分析比较在相同的静载荷作用下的静应力状态,以及不同的齿根过渡曲线对齿轮强度的影响。     

冲击载荷作用下弹体内加速度分布研究

将高速钻地弹模拟为一个细长弹性直杆,以直杆一端施加一半正弦载荷脉冲和模拟弹体冲击刚性靶为例,采用线性波动分析方法给出杆中纵波的传播解,并基于ABAQUS和LS-DYNA软件分析应力波传播和弹体加速度的关系及对弹体上不同位置处加速度的影响,研究表明:应力波传播造成的质点局部加速度远远大于将弹性杆等价为刚体时计算得到的质心加速度,揭示了应力波传播效应和结构整体效应的区别。因此数据处理时,应根据不同的测试需求,使用相应的加速度信号处理方法。同时发现弹体的塑性变形将引起塑性应力波的传播和能量耗散,对弹体中的加速度分布产生显著影响,加速度曲线上的最大加速度峰值明显降低。     

25SCY 轴向柱塞泵冲击载荷下的寿命研究

提高产品的可靠性已是现时国内外工业界的重大任务。鉴于产品的可靠性(寿命)是在一定载荷条件下定义的,因此全面地评价、考核产品的可靠性或寿命,必须确定其载荷条件。液压泵在实际使用中载荷状况是多变的,除了应用典型载荷谱的模拟方法外,通常,特别是对于生产厂商,往往采用恒载加冲击的加载试验方法。25SCY14-1 B轴向柱塞泵在恒定载荷下的寿命试验研究已经取得了有效的成果,改进后的新泵寿命至少可提高1.6倍,每年可获得百万元以上的经济效益。在此基础上开展的泵冲击载荷下的寿命研究,经过一年时间的努力也取得了满意的结果。找到了冲击载荷下的失效模式、失效薄弱环节、失效密度函     

冲击载荷作用下块煤的断裂破碎行为研究

块煤破碎是获得小粒度煤的主要途径,而冲击破碎是目前广泛使用的块煤破碎方法。用裂纹扩展理论对冲击载荷作用下块煤的断裂破碎行为进行分析,得到块煤内部由应力波导致的裂纹扩展速度和瞬时裂纹长度的函数表示,给出块煤在冲击载荷作用下的断裂破碎准则。选择不同粒度的块煤进行冲击实验,实验结果表明断裂破碎准则可有效判别冲击载荷作用下块煤的断裂破碎情况,可作为冲击破碎机械初步选型的依据。     

冲击载荷作用下板壳结构的可靠性研究

根据振动方程得到了板壳结构在冲击载荷作用下的响应及其数字特征,基于首次超越破坏机制,建立了板壳结构在冲击载荷作用下的极限状态方程,采用泊松分布方法分析了动力可靠性.最后以某舰局部甲板承受随机冲击为工程背景,对其板壳结构进行了振动可靠性分析.     

旋转冲击载荷下组合密封的敏感参数研究

在高温、三维复合运动耦合作用下冲击螺杆钻具传动轴总成密封极易失效,限制了冲击螺杆钻具的推广应用.为研究高温、高转速和往复运动耦合作用下传动轴总成密封特性及参数敏感性,定义轴与滑环形成的接触面为主密封面,O形密封圈与槽底面形成的接触面为次密封面,基于主密封面接触压力,对影响冲击螺杆钻具传动轴组合圈密封特性的相关参数进行数...     

冲击载荷下偏心夹持性能分析

铣削加工的性质通常是断续加工,会产生周期载荷或冲击载荷。以偏心夹持机构用于铣削加工为例,对偏心夹持在载荷作用下的夹持性能进行研究,首先从结构上确定偏心夹持的可靠性,然后利用有限元动力学分析模块确定偏心夹持机构在振动条件下的响应情况,分析振动强度或频率等对夹持可靠度的影响,首先通过计算确定出偏心夹持失效的临界振动条件,然后结合有限元分析来研究冲击载荷下的偏心夹持性能。     

波纹板在拉伸载荷下的力学性能分析

以可延展性柔性电子中的余弦型波纹状结构为研究对象,运用ANSYS Workbench有限元软件分析波纹板在拉伸载荷作用下的应力分布情况。在此基础上,提出对波纹板的优化措施,使其达到更好的力学性能。     

冲击载荷下的减震分析与设计

将一个工程实际问题简化为单自由度、双质量系统 ,分析了其在冲击和干摩擦力作用下的位移响应 ,由此推导了吸震弹簧的刚度计算公式 ,并用Matlab编程计算了一个实例 ,在此基础上设计了吸振器     

冲击载荷下磁流变缓冲器的动力学行为

传统力学模型很难准确预测冲击载荷下磁流变缓冲器的动力学行为,关键原因之一是未考虑惯性效应和局部损耗、或仅考虑其一。针对此问题,从理论与试验上研究分别考虑惯性效应、局部损耗,以及两者同时作用下的环形通道磁流变缓冲器动力学行为。基于Herschel-Bulkley (HB)本构模型,考虑惯性效应,利用平均惯性效应法,推导出环形通道内磁流变液的平均加速度与活塞杆加速度之间的关系,建立包含惯性效应的HB-Inertia (HBI)模型;考虑局部损耗,利用流体力学的相关理论,建立包含局部损耗的HB-Minor Losses (HBM)模型;综合考虑惯性效应和局部损耗的影响,提出同时包含惯性效应和局部损耗的HB-Inertia-Minor Losses(HBIM)模型。设计并制作一对参数相同的磁流变缓冲器,搭建落锤式冲击试验平台,将该对磁流变缓冲器并联,测试不同冲击速度和电流下的动力学行为。试验结果显示所设计的磁流变缓冲器具有良好的控制效果,且最大缓冲力高达75 kN。将试验结果与理论模型进行比较,发现HBI和HBM模型与试验结果有一定差异,而HBIM模型与试验结果吻合较好,表明惯性效应和局部损耗对缓冲器的力学特性都有影响,其中局部损耗的影响更大。     

疲劳载荷与冲击载荷交替作用下的零件可靠性模型

为评估零件在疲劳载荷与冲击载荷交替作用下的可靠性,基于应力-强度干涉理论,运用全概率及Poisson过程等概率统计理论,推导出疲劳载荷与冲击载荷交替作用下零件的可靠度计算模型以及失效率函数,并通过具体算例对所建模型的有效性进行验证和分析。结果表明,该模型能够有效预测零件的可靠性,对疲劳载荷与冲击载荷交替作用下零件的可靠性分析具有一定的理论指导意义。     

冲击载荷下复合材料板簧式起落架动强度研究

对冲击载荷下复合材料板簧式起落架的动强度进行研究。首先用Nastran软件辅助生成板簧的模态中性文件,将其导入Adams软件中生成板簧的柔性体,并采用刚柔混合建模对起落架落地过程进行动力学仿真;然后从动力学仿真结果中提取出板簧所受的冲击载荷,并将其施加到Nastran软件中进行动强度分析;最后通过实验测量这一过程板簧发生的冲击应变。将仿真分析和实验测量的结果对比发现,两者相差在10%左右,在工程允许范围内。实验表明仿真计算方法的合理性。