土的动态性能实验研究

本文采用分离式Hopkinson压杆来研究土壤在冲击荷载下的动态力学性能，为进行土的数值模拟提供必要的参数。原料采用当地的粘性红土，用特制的模具通过相同工艺制作成质量相同的试样，分别在三个不同的应变率下对其进行了三组冲击加载试验，通过对实验数据的分析，可以得出：实验所用土体材料具有明显的应变率效应，随着应变率的增大，应力和应变显著提高。     

土的动态性能实验研究

本文采用分离式Hopkinson压杆来研究土壤在冲击荷载下的动态力学性能,为进行土的数值模拟提供必要的参数.原料采用当地的粘性红土,用特制的模具通过相同工艺制作成质量相同的试样,分别在三个不同的应变率下对其进行了三组冲击加载试验,通过对实验数据的分析,可以得出:实验所用土体材料具有明显的应变率效应,随着应变率的增大,应力和应变显著提高.     

含孔复合材料层板的力学性能研究

对复合材料开口缝合补强结构进行了实验研究,测试了不同缝合参数(针距、行距、边距、单重和双重缝合)补强对含孔复合材料层板的破坏强度,研究了孔边应力集中和缝合补强对强度、模量等力学性能参数的影响,分析讨论了孔边及邻近区域应变集中及应变分布的规律,通过实验结果和分析讨论,对复合材料开口缝合补强结构提出合理的设计方法。     

不同温度下复合材料层板冲击后剩余强度研究

通过对T300/QY8911-IV复合材料层板进行不同温度和不同能量下的低速冲击试验,并在冲击后进行静拉伸试验,研究温度和冲击能量对复合材料层板的冲击损伤及冲击后剩余强度的影响。结果表明,在相同温度下,冲击能量越大,层板的剩余强度越低;在相同冲击能量下,随着温度升高,层板的剩余强度也会随之降低。     

基于Hopkinson压杆试验的小钎杆动态应力特性研究

在对锥体连接钎杆和整体钎杆2种典型小钎杆的应力传播模型进行理论分析的基础上,通过Hopkinson压杆试验系统对这2种钎杆杆体中部和钎头端部进行了动态应力测试。测试结果表明:2种钎杆杆体中部应力幅值基本没有差异,但锥体连接钎杆接头处具有30%的应力波反射,而整体钎杆没有;整体钎杆钎头端部最大入射应力波幅值的平均值比锥体连接钎杆的相应均值高出23%,使得整体钎杆的凿速比锥体连接钎杆的要高,但其损坏更快,预期寿命只有锥体连接钎杆寿命的18%,故整体钎杆更适用于软岩钻孔作业,而锥体连接钎杆更适用于硬岩钻孔作业,该试验研究为技术人员如何选用钎杆提供了理论指导。     

拉伸载荷作用下套管接头的应力分析

针对深井和大位移井中套管存在很大的轴向拉伸和压缩载荷的情况,采用弹塑性接触有限元方法对套管柱中最薄弱的螺纹接头部分进行分析计算,分析AP18牙圆螺纹套管接头在拉伸载荷作用下的应力情况,给出了负荷和各应力沿轴向的分布规律。     

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。     

三角波和阶跃波载荷作用下的动态应力集中系数

和动态光弹法及动态有限元法系统地研究了三角波和阶跃波载荷作用下的１０个典型试件的动态应力集中系数Ｋｄ,给出了Ｋａ值与试件几何尺寸、分析了相应的变化规律。     

随机载荷作用下动态应力-强度干涉模型

研究了随机应力作用下强度随时间退化时,随时间变化的应力-强度干涉模型。用泊松过程描述应力的作用过程,运用概率微分方程,建立了不考虑强度退化和考虑强度退化时的动态应力-强度干涉模型。在考虑强度退化时,分别将强度退化视为随机变量和随机过程。     

静力拉伸载荷下复合材料单向板刚度衰减规律研究

复合材料单向板在静力拉伸载荷作用下产生损伤后刚度会衰减下降。通过分析单向板静力拉伸破坏过程,研究了纵向、横向及剪切向应力分量对材料刚度衰减的影响,建立了考虑载荷大小和铺角变化的刚度渐进退化模型。为验证模型的合理性,对一系列不同铺角的T700/YPX3001复合材料单向板进行了静力拉伸试验,并且基于所提出的模型采用数值仿真方法模拟复合材料单向板在静力拉伸载荷作用下的损伤过程,数值仿真结果与试验结果相吻合。     

弯曲载荷作用下工字形截面梁腹板中心穿透裂纹的应力强度因子

工字形梁是工程中最常见的结构之一。其中的任何裂纹都将成为结构断裂失效的隐患。带有裂纹的工字形梁是典型的三维有限边界问题,用经典方法求解其裂纹的应力强度因子通常是相当困难的。文中利用裂纹非自发扩展的能量释放率建立一个求解弯曲载荷作用下工字形截面梁中心裂纹的应力强度因子的新方法。给出工字形截面梁裂纹非自发扩展能量释放率G^＊ -积分与应力强度因子的关系,同时也给出G^＊ -积分与载荷、几何参量以及力学性能参数的关系,进而得到工字形截面梁腹板中心裂纹的应力强度因子。     

压缩载荷作用下复合材料层合板结构开口翻边补强试验及数值模拟

对复合材料开口补强层合板进行压缩试验研究,分析损伤和破坏部位,然后建立补强后层合板有限元模型,分别利用非线性分析和线性分析两种方法对应力应变响应、失效强度、损伤扩展进行模拟,通过试验数据对数值结果进行考核,结果发现非线性分析较线性分析方法能更好地符合试验结果.     

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。     

剪切载荷下圆形和菱形开口层压板承载能力对比研究

基于剪切载荷工况,采用试验和数值计算模拟方法研究含圆形开口、菱形开口复合材料层压板承载能力及其失效模式。研究结果表明：层压板重量相同、开口可达性相同和铺层角度信息相同的前提下,菱形开口层压板承载能力大于圆形开口层压板承载能力;基于非线性连续介质损伤力学(CDM),采用最大应变失效准则预测纤维损伤、三维非线性Puck失效准则预测基体损伤,构建含开口层压板三维有限元模型并进行数值计算模拟,通过与试验结果对比,表明该模型能有效预测含开口层压板承载能力及其失效模式。     

大子样下复合材料层合板拉伸性能分散性研究

对22个相同复合材料层合板试样进行大子样拉伸试验,研究层合板的性能分散性规律.先测量抗拉强度、轴向和横向的应变值,计算每个试件的弹性模量和泊松比.随后对数据进行统计处理,发现复合材料层合板的抗拉强度和泊松比与对数正态分布模型、弹性模量与线性logistic模型拟合较好.最后,给出该复合材料层合板拉伸性能的分散性参数.     

含圆孔复合材料层合板在拉伸载荷下的破坏机理

综合考虑了基体开裂、基纤剪切、分层及纤维断裂等四种复合材料层合板的主要破坏模式,同时在通用有限元分析软件ANSYS基础上进行二次开发,编制了参数化的分析模拟程序,应用此三维逐渐累积损伤理论和有限元模拟方法,对两种不同铺层参数的含圆孔复合材料层合板在拉伸载荷作用下的逐渐破坏过程进行了分析。结果表明:该程序可以预测任意材料体系和任意铺层参数的层合板在拉伸载荷作用下的逐渐损伤破坏过程及最终失效载荷;与参考文献中的试验结果比较发现,该方法的预测精度较高,验证了其正确性。     

冲击载荷下20CrMnTi钢动态应力响应与考虑绝热温升修正J-C本构模型研究

为研究20CrMnTi钢的动态应力响应,利用拉伸试验机和分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对20CrMnTi钢进行准静态拉伸和不同应变率下的动态压缩实验。结果表明:20CrMnTi钢具有应变率效应和增塑效应。但在动态压缩实验中20CrMnTi钢对应变率变化不太敏感。考虑绝热温升的影响,对J-C本构模型进行修正。结果显示修正后的J-C本构模型可很好的描述20CrMnTi钢在动态冲击加载下的力学性能,为20CrMnTi钢在高速重载机械零件上的应用提供重要参考。     

光纤埋入CFRP后的实验和ANSYS分析研究

运用ANSYS提供的屈曲分析,对碳纤维增强复合材料(CFRP)埋入光纤弯曲试件进行模拟分析,得出了埋入光纤对复合材料整体有显著影响时的体积含量,并且与前人的实验数据进行了比较,同时得出了一种预测复合材料弯曲强度的方法,为复合材料设计和工程应用提供了一种新的依据.     

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。