残余应力测量法中压痕标定实验的分析

基于压痕法测量构件内部残余应力的实验原理，在有限元分析的基础上进行压痕标定实验的分析和探讨，该压痕标定实验主要由法向加载装置向试件表面局部加载P，在试件接触表面产生弹塑性变形，应变量测量系统完成试件在加载后的应变量△ε的测量工作。压痕标定实验结果表明，应变量△ε与内部应力σo、法向局部载荷P和测量距离L等有关，因此合理选择各项参数将会提高压痕标定实验的准确性。     

盲孔法测量焊接残余应力应变释放系数的有限元分析

为探讨简单易行的盲孔法测量焊接残余应力应变释放系数A、B的标定方法，根据盲孔法测量残余应力时应变释放系数A、B试验标定原理和强度理论，建立三维有限元模型，分别对盲孔法测量92lA钢焊接残余应力应变释放系数进行有限元标定和孔边应力集中有限元塑性修正．并由此得出应变释放系数随孔深与孔径比值的关系式和应变释放系数随形状改变比能参量S变化的塑性修正公式；将有限元标定结果与试验标定结果、通孔应变释放系数理论解进行比较，结果表明，有限元标定结果与试验结果、通孔应变释放系数理论值有较好的一致性，经塑性修正，计算结果与试验测量结果的偏差大大减小，建立适当有限元模型，用有限元法标定释放系数和进行孔边塑性变形修正是可行的。     

基于弯曲法的AFM微悬臂梁弹性常数标定技术

原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)在微纳米尺度力学测量领域有着广泛应用,其微悬臂梁探针的弹性常数是直接影响测量结果准确性的关键因素之一.弯曲法是标定微悬臂梁弹性常数的一类重要方法,基于弯曲标定原理提出了一种新的技术实现方案,并研制了相应的标定系统.借助精密运动定位台使微悬臂梁接触超精密天平并产生弯曲,分别以天平和光杠杆机构同步测得接触力和梁的弯曲量,再根据胡克定律直接算得弹性常数.利用所研制的系统对多种型号的微悬臂梁进行了标定,实验结果表明该系统具有良好的准确性和重复性,测量相对标准差小于5％.     

屈服强度对压痕应变法测量焊接应力中应变增量的影响

压痕应变法测量焊缝残余应力时采用母材的标定系数,常常由于焊缝和母材屈服强度的较大差异而带来严重误差.文中首先针对焊缝应力的计算方法提出改进,然后采用有限元数值模拟,针对直径2.0 mm球形压头和0.2 mm的压入深度,分析距离压痕中心4 mm～6 mm范围内不同屈服强度材料的塑性区变化特征,以及不同屈服强度材料的压痕叠加应变增量和有效应力(外加应力和屈服强度之比)之间的关系,获得一系列有价值的结果,基本解决了压痕应变法测量焊缝残余应力中用母材标定结果计算焊缝应力存在的误差问题.     

电磁超声单向应力横纵波联合测量方法研究

针对单向应力检测时厚度不均匀及拉伸变形等严重影响应力检测精度的难题,提出一种电磁超声横纵波联合测量单向应力的方法.通过基于洛伦兹力换能机理,优化设计出电磁超声纵波与横波探头,可有效提高回波信号的信噪比与幅值大小.分析了纵波与横波应力-声时差关系,建立了横纵波联合的单向应力电磁超声测量模型.利用自制的铝合金7075螺栓模拟件,开展了单向应力-声时差系数标定及横纵波联合应力测试实验,并与基于应变片的实测值进行了比较,验证了所设计电磁超声探头和应力测量方法的有效性.     

残余应力应变释放系数的有限元分析

通过建立16Mn残余应力盲孔法有限元分析模型,模拟出孔边应力、应变的变化情况.揭示了残余应力引起的孔边应力、应变变化情况与应变释放系数A、B值之间的关系,并用孔边应力、应变的有限元运算结果计算出A、B值.通过应变计中点应变法、应变计中点应力法和平均应变法三种方法去标定和修正应变释放系数,通过对三种方法的比较表明,三种方法的计算结果与实验结果相符.且计算精度较高.证实了残余应力有限元模拟的准确性和A、B值标定和修正方法的多样性.     

金属材料表面残余应力超声测量方法

针对金属材料零件制造中的表面残余应力无损检测难题,提出一种平面应力状态超声测量方法.基于线弹性理论,引入晶粒取向表征因子,揭示晶粒取向对超声传播的影响机制.虑及材料力学性质(弹性常数、晶粒取向等)和应力状态对声速的共同影响,建立平面应力分量-声速解耦模型.基于临界折射纵波(LCR波)表面应力测量原理,分析温度与耦合状态对超声信号衰减、畸变以及声时的影响规律,并设计出一种一发双收直接耦合造波探头.以单向拉伸的变截面铝合金板和搅拌摩擦焊后的轧制铝合金板为典型对象,利用自主开发的超声应力测量系统进行表面应力测量试验,分别与有限元法和小孔法进行对比,应力测量结果具有良好的一致性,可为金属材料表面残余应力测量提供可行方案.     

循环应力应变关系对碳素钢疲劳寿命预测的影响

通过试验对拉压载荷下材料的循环应力应变关系进行测试,建立了表达式σ＝ｋεｐ＾ｍ中常数κ、ｍ与材料的静抗拉强度间的经验式,并用该方程式可以直接由材料的静抗拉强度比较简便地预测材料的疲劳强度。最后与国外常用的拉压状态下的应力应变经验式σ＝１．７３σｂεｐ＾０．１６进行了比较;得到了两种材料疲劳寿命预测结果。     

三角度磁巴克豪森测量平面应力方法研究

为了提升磁巴克豪森（magnetic Barkhausen noise,简称MBN）应力测量效率,提出了一种三角度磁巴克豪森测量平面应力的方法,分析了角度选择对精度的影响。为了减小标定的不确定性,提出了一种基于多维特征重构不确定性度量空间的贝叶斯标定方法。实验结果表明,当应力大于50 MPa时,采用相互间隔60°的3个角度,可实现主应力值测量误差不大于±10 MPa、方向测量误差不大于±5°。贝叶斯标定模型进一步将幅值误差降低到±5?MPa以下,并将方向测量的±5°误差带扩展到40 MPa的低应力区。该研究方法为工程中采用磁巴克豪森高效、准确测量平面应力奠定了基础。     

蠕变条件下梯度材料球罐应力应变行为分析

推导内外压载荷下梯度材料球罐与时间相关行为的解析公式,在此基础上分别分析弹性梯度分布和蠕变梯度分布对球罐蠕变应力应变的影响.计算结果表明弹性参量的梯度变化只对蠕变初始阶段应力分布有影响,当蠕变应力达到稳态值后,球罐中的应力水平将只取决于蠕变参量的梯度分布;而蠕变应变分布则同时与材料的弹性和蠕变两种梯度变化有关.就降低梯度材料球罐蠕变应力应变值进行探讨,为梯度材料球罐的结构设计和优化提供基本的理论依据.     

喷射成形沉积坯热应力及残余应力分析

利用有限元技术计算了沉积坯在生长形成过程及形成后的温度场,利用该温度场计算了沉积坯的瞬时热应力场和残余应力场,计算结果表明沉积坯在沉积的初始阶段冷却速度较大,沉积坯底部的残余应力和瞬时热应力最大。     

缸套压装中压头的设计

介绍了一种缸套压装设备的结构特点和工作原理，采用气缸自动上料，一次可同时压装4个缸套。确保了缸套与缸孔的同轴度。     

残余应力对切削加工精度的影响及消除

探讨了机械制造过程中残余应力的形成原因及对机械零部件切削加工精度的影响,通过对车削、铣削等常用机加工过程中残余应力的形成以及对加工品质、使用寿命、失效形式的分析,有针对性地采取了有效措施,减小残余应力的产生,消除残余应力,从而改善加工品质,提高工件的切削精度和使用寿命。     

热切锯锯齿应力分析

针对热锯机锯片磨损较快，使用寿命过短等主要失效形式，为摸清失效机理，找出预防办法，进行了锯齿初始接触状态和稳定锯切状态下齿尖应力的理论分析和有限元研究，并且得到有意义的结果。     

振动时效消除床身铸件残余应力

介绍了用振动时效工艺消除床身铸件残余应力的方法并获得了明显的效果。     

柔性构架的动应力仿真研究

在 ANSYS 有限元分析软件中建立了转向架构架的柔性体模型,在 SIMPACK 多体动力学软件中建立了完整的车辆系统动力学模型,把 SIMPACK 中计算得到的构架载荷-时间历程引入 ANSYS 中得到构架各部位的应力分布以及关键部位的应力-时间历程,从而为构架的疲劳强度评估和疲劳寿命预测奠定了基础.这一方法不仅实现了有限元计算与多体动力学分析之间的有效结合,而且完成了多体系统动力学研究中刚体与柔性体之间的耦合,是构架设计新方法的尝试.     

浅谈扶手底座设计中的受力分析

扶手底座受力比较复杂,对扶手底座进行受力分析,验证扶选材和螺栓选用是否合格就很重要.通过对扶手底座45.方向和垂直方向施加2500kN的力,然后对其受力和螺栓的受力进行分析.在研究过程中,先应用有限元分析技术ANSYS对扶手底座的受力进行分析,验证它的的选材耐候刚是满足设计要求的,再应用螺栓理论对螺栓的抗拉强度、剪切强...     

基于流变应力特性的铝合金淬火残余应力数值模拟及试验研究

依据相关试验数据引入铝合金的流变应力特性曲线,对7075铝合金板材淬火过程进行温度场和应力场的直接热力耦合数值模拟,研究7075铝合金板材最终淬火残余应力的分布规律,并采用盲孔法对7075铝合金板材最终淬火残余应力进行测量,试验测量结果表明考虑铝合金流变应力特性的直接耦合法数值模拟出的铝合金淬火残余应力分布具有很好的准确度,同时借鉴相关文献的试验测量数据对直接耦合和准耦合两种数值模拟方法仿真出的铝合金板材内部最终淬火残余应力分布结果进行比较和评价,评比结果显示考虑铝合金流变应力特性的直接耦合数值模拟结果具有更好的准确度,能够准确模拟出铝合金板材内部最终淬火残余应力在厚度方向上(表面至中层)的非单调分布规律.     

应力松弛成形工艺稳健设计

针对热压罐升温速率波动导致的成形质量问题,提出基于容差模型和稳健ε-支持向量机的应力松弛成形工艺稳健设计方法,并给出一种改进的容差计算方法。该方法首先建立工艺参数优化数学模型,以塑性应变的导数为优化目标,以材料性能提升率为优化约束;建立优化目标响应曲面、优化约束响应曲面以及优化约束容差响应曲面,计算得优化约束容差并将其引入优化模型中;利用更新后的优化约束可以计算得到稳健的工艺可行域,最终在可行域内求解得到最佳工艺参数。分别采用原始工艺参数和优化工艺参数进行试验,在升温速率波动的影响下,采用优化工艺参数的试验件全部满足约束条件,而采用原始工艺参数的试验件中有30%不满足要求,验证了本文提出的工艺稳健设计方法的有效性和可靠性。     

挖掘机车门的三维应力分析计算

为了检验挖掘机车门的准确应力分布情况和便于检验应力集中区域。建立车门的简化模型．采用ANSYS软件在静态承载的工况下进行了有限元分析，明确了盈利集中区域及应力值。结果表明结构强度满足设计要求，为设计和检验提供有效的理论依据。