Hopkinson压杆入射杆形状对动态断裂参量影响的数值方法研究

利用Hopkinson压杆测量三点弯曲试样材料的动态应力强度因子,应力波载荷的惯性效应和弥散效应对试验结果不可忽略的影响已被许多学者的实验结果证实。将不同Hopkinson压杆入射杆形状产生的载荷—时间历程曲线作为动态有限元模型的载荷信息,采用Ansys/LS-DYNA有限元软件,基于虚拟裂纹闭合技术(virtual crack closure technique,VCCT)计算得到三点弯曲试样的动态应力强度因子变化曲线,曲线上起裂时间对应的值即为材料的动态断裂韧度。进一步考虑入射杆形状及惯性效应对冲击载荷曲线的影响,研究动态应力强度因子的变化规律,为Hopkinson压杆测试动态断裂韧度提供合理、可行的方法。     

分离式Hopkinson压杆系统冲击压缩过程中试样的应力均匀化过程

分析了分离式Hopkinson压杆(SHPB)系统冲击压缩试验过程中试样的应力均匀化过程.结果表明:试样内的应力分布不均匀性在冲击压缩开始时最显著,随着时间的延长,应力分布渐趋均匀;在变形初期,应力分布不均匀主要表现为试样两端的应力水平不同以及应力一时间曲线的进程不同步且伴有较大振荡;用绝对不均匀度α(t)衡量试样内应力分布的不均匀程度,在α(t)-t曲线上存在一明显的转折点M,建议用M点对应的时间表示应力均匀化所需时间.     

一种新式压/拉一体式Hopkinson杆装置研究

分离式Hopkinson杆装置常用于测量材料动态压缩、拉伸和剪切性能,为了提高装置的高效性和经济性,研究了可以实现材料动态压缩和拉伸的一体式Hopkinson杆装置。首先,通过在Hopkinson压杆装置上增加Y字型前端构件、双侧杆和Y字型后端构件,将撞击产生的压缩波转换为拉伸波加载至试样;其次,通过ABAQUS软件数值仿真,分析各构件的几何构型、尺寸等对加载波形的影响。结果表明：前端Y字型构件分岔角度越大、截面尺寸越小,则因弯曲导致的波形失真的程度越严重,截面尺寸和失真程度成负指数关系;在侧杆截面边长大于10 mm时,侧杆间距对波形的影响较小;后端构件的法兰厚度越大,拉伸加载波的平均幅值越大。最终确定了前端构件的Y型分岔夹角为10°,2根侧杆的间距为60 mm,后端构件的法兰厚度为10 mm,构建了一种兼顾压缩和拉伸的一体式Hopkinson杆装置,并对2种试样分别进行压缩和拉伸加载,验证了此装置的有效性。     

旋风车削锥形连接钎杆锥体的改进

本文详尽介绍了锥形连接钎杆锥体加工的一种新方式—旋风车削。此种旋风车削是针对锥体加工的要求而对旋风车床进行改造后形成的不同于通常旋风车削方式的新加工方式。其特点是加工时工件不旋转,相较于其它的锥体加工方式这种旋风车削具有更高的效率和很好的安全性。     

基于虚拟仪器的Hopkinson压杆试验装置研制

采用虚拟仪器技术改造了高应变率试验装置Hopkinson压杆,替代传统的用于显示信号原始物理波形的数字示波器,在必要的数据采集硬件和专业化软件的支持下,实现了传统示波器的功能,体现了用软件代替硬件的思想.     

锥形连接钎杆平头倒角专机的设计

钎钢钎具制造是一个劳动密集型的行业,随着国内劳动力使用成本快速的增高,提高装备自动化水平,减员增效,是本行业应对劳动力成本快速升高的重要手段。平头倒角,是锥形连接钎杆生产的一个重要工序,两人同时操作是该工序的行业现状。本文介绍了一种只需一人操作的平头倒角专机的设计概况。为钎钢钎具行业的平头倒角工序的装备配置提供了又一个选择。     

中空钢疲劳寿命试验参数研究

如何选择合理的参数在高频疲劳试验机上对中空钢的质量进行模拟检测,对评估中空钢质量至关重要。本文通过采用应力分析及应力波形分析相结合,研究得到锥形连接钎杆成品的疲劳试验参数,结果表明,采用上述试验参数,在高频试验机上对中空钢进行疲劳试验能够很好的模拟钎杆的寿命状况。     

弹头形状对Hopkinson杆校准系统高g值加速度波形的影响(英文)

自由式Hopkinson杆是一种主要的高g值加载设备,已经被广泛应用于高g值加速度计校准和其它高冲击环境中。介绍了自由式Hopkinson杆校准的加速度计试验,应用一维应力波理论和ANSYS/LSDYNA软件以及试验手段,分析了子弹头部形状,加速度计安装座长度等因素对加速度波形的影响。结果表明:自由式Hopkinson杆产生的加速度持续时间等于理想半正弦应力波前沿,并与安装座长度无关;子弹头部形状对加速度波形影响较大,头部锥度小的子弹产生的加速度幅值较低、持续时间较宽。     

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。     

基于灵敏度分析的发动机连杆优化设计

为了得到一个具有足够强度且重量轻的某发动机连杆,运用有限元软件建立了该连杆的模型,并对该模型进行了静力分析及灵敏度分析,在灵敏度分析的基础上,选择合理的设计参数以连杆质量最轻为目标对连杆进行了优化设计。研究结果表明,该方法为进一步改善该车架的结构提供了参考。     

基于AVL-EXCITE的内燃机连杆轴承润滑仿真分析

内燃机连杆轴承的润滑状况对连杆轴承的使用寿命影响很大。随着内燃机的不断强化,对连杆轴承性能的要求也相应提高。因此,深入研究连杆轴承的润滑问题以便更加准确地分析和设计轴承的性能便显得日益重要。首先从理论上阐述了润滑状况对轴承工作可靠性的影响,然后针对某发动机的连杆,在AVL-EXCITE中建立了连杆的柔性多体动力学与动力润滑耦合仿真模型。通过计算得到了连杆轴承的轴心轨迹、最小油膜厚度和最大油膜压力等参数,并比较了转速、轴承间隙和温度对轴承润滑性能的影响。研究结果对连杆轴承动力学耦合分析和优化设计以及判断轴承工作的可靠性具有重要意义。     

基于LabVIEW的离心压缩机动态压力测试系统研究

从分析表征离心压缩机喘振发生时的动态压力特性入手,揭示离心压缩机的出、入口及叶轮处的动态压力信号对研究压缩机喘振主动控制的重要意义。随后在800 k W离心压缩机系统上设计了动态压力测量的NI测试系统,并用Lab VIEW进行软件开发和实现。为致力于研究离心压缩机系统特性、喘振机理及主动控制方法的工程技术人员提供了搭建测试系统的设计原则和实现方法,具有重要的参考价值。     

线性缓冲材料对质量块撞击下的弹性杆动态屈曲影响研究

针对刚性质量块撞击情况,对弹性直杆在线性缓冲材料防护下的动态屈曲进行分析,得到撞击条件下杆体屈曲发生的临界弹簧刚度。以杆体整个长度发生轴向应变的最小弹性屈曲载荷为判据,分析了临界弹簧刚度与载荷作用时间、载荷幅值、缓冲材料及杆体长度的关系,以及缓冲材料位置对于杆体屈曲防护的影响等。结果表明：撞击初速和刚性块质量是引起临界弹簧刚度改变的两个因素,缓冲材料的安放位置在一定条件下影响着弹性杆屈曲防护。所得结论对于在刚性质量块作用下弹性直杆的动态屈曲防护问题提供了一定的理论依据。     

基于ALGOR的麻花钻受力有限元分析

以UG为平台创建标准麻花钻钻头三维模型,经过模型的简化,把所建三维CAD模型转化为有限元模型。利用网格划分技术对钻头进行网格划分和单元属性定义,最后施加约束条件进行有限元分析求解。找出应力集中处,可为提高钻头的切削性能和耐用度的研究提供依据。对优化钻头结构参数、改进钻头结构具有重要意义。     

初弯曲对杆件动力性能的影响

采用弹性稳定理论 ,初步探讨了初弯曲和初偏心对杆件动力性能的影响问题。算例表明 ,随着杆件初弯曲的增大 ,其振幅值随之成比例增大 ,而其动力稳定性随之降低。根据分析结果 ,提出了实际工程中减小或防止杆件初始缺陷的具体措施 ,可供实际工程应用时参考。     

控制棒驱动机构的分段非线性动态特性

控制棒驱动机构是核电厂中的重要安全设备,其动态特性是研究和设计该机构的关键.首先建立控制棒驱动机构的磁路和电路方程.然后基于控制棒驱动机构动态提升过程分析,将运动过程分为3个阶段,并分别推导出各阶段的磁路-电路-机械运动耦合方程.采用解析解和数值仿真两种方法相结合,求解了控制棒驱动机构分段的非线性方程.最终得出动态过程中电流、电磁力、衔铁速度、衔铁位移和衔铁加速度等一系列反应控制棒驱动机构动态特性的参数随时间的变化曲线,并得到了实验验证.     

气压ABS系统制动压力动态特性分析

基于VABCO压力调节器气制动ABS系统，综合考虑温度、管路长度等彩响因素建立了制动气室压力变化数学模型；通过压力阶跃响应试验，频率特性试验和PWM调压试验分析了制动压力动态特性，证明了所建立的数学模型基本合理。为ABS控制逻辑的开发提供了理论依据。     

单牵引杆布置方式对机车动力学性能影响分析

采用多体动力学软件SIMPACK建立了一种完整的2B0机车模型,通过在直线和曲线上的仿真计算,分析了单牵引杆布置方式,长度,角度对机车直线上的横向动力学性能以及曲线通过性能的影响,研究表明:外侧单牵引杆方式要优于内侧单牵引杆方式,牵引杆长的影响不显著,倾斜角对内侧单牵引杆方式影响更显著.