拉伸实验中的金属磁记忆信号总体特征研究

为了确定构件承载应力与金属磁记忆信号之间关系,以推进金属磁记忆法在构件检测中的应用,制备了不同尺寸和结构的拉伸试件,在试件承受不同拉伸载荷的情况下,进行了金属磁记忆检测,分析了金属磁记忆信号的总体特征Deta.研究表明:Deta作为金属磁记忆检测信号的特征量可以描述构件承载水平的高低;随着构件承载增加,Deta将逐渐减小,在达到材料屈服极限后,Deta保持在一定水平波动;对应材料X70屈服极限的Deta值是79.27A/m,高于该值时,X70构件是安全的.     

基于ANSYS管道缺陷承载行为研究

研究了压力管道含局部减薄缺陷及轴向长表面裂纹缺陷时的极限承载能力及结构极限状态特性。通过ANSYS有限元方法对压力管道含局部减薄缺陷及轴向长表面裂纹缺陷进行非线性数值分析,结果表明极限载荷与材料屈服强度成线性关系;在极限状态下,裂纹前端塑性区首先沿45°方向扩展并贯穿韧带截面。     

长屈服平台材料表面裂纹J积分计算的工程估算方法

利用ＲＯＲ材料三维裂纹数值解,通过拟合长屈服平台材料的真应力－ 应变关系曲线, 给出了表面裂纹Ｊ积分的工程估算值, 并与有限元解作了比较, 结果表明： 多段拟合法与多段幂次法仍然可应用于三维裂纹问题; 由于表面裂纹问题的极限载荷通常远大于二维穿透裂纹的极限载荷, 所以在拟合材料的应力－ 应变曲线时, 不仅要照顾小应变段, 同时也要考虑较大应变段     

带圆锥形凹坑圆板的塑性极限分析

将结构的极限载荷作为反映结构承载能力的一个重要参量,在压力容器及管路的分析设计中具有重要的意义。在ASME的锅炉和压力容器设计规范里面引入的应力分类方法中,整体和局部薄膜应力的许用值是与结构的极限载荷密切联系的。以含裂纹缺陷的压力容器结构为例,分析了在不同载荷条件下的塑性极限载荷。用塑性力学的极值定理和滑移线场理论,对压力容器中带缺陷的圆板、壳体等结构进行塑性极限分析,并给出其极限载荷、约束因子,所研究材料均假设为刚塑性材料。     

复合材料盒段弯曲试验与数值研究

为了确定垂直尾翼承力盒段与机身连接形式,并获取两种方案所构成盒段的力学性能数据,对垂直尾翼承力盒段进行了弯曲试验,得到了壁板上的应变分布状态。应用有限元软件ANSYS建立了垂直尾翼承力盒段的有限元模型,通过分析计算得到了盒段的弯曲极限载荷和壁板的应变云图。分析数值模拟结果与试验结果,比较了两种盒段在弯曲载荷作用下的力学性能。载荷达到极限载荷的50%之前,盒段根部的载荷-位移曲线和蒙皮上的载荷-应变曲线均呈线性关系。通过比较数值模拟结果和试验结果,验证了数值模拟的可行性。     

AZ80镁合金的动态力学性能研究

AZ80镁合金应用越来越广泛,研究其冲击载荷下的响应行为具有一定意义.利用分离式霍普金森杆实验对AZ80镁合金进行动态试验,对冲击压缩后的材料进行金相分析,得到了变形机制;通过对不同冲击速度下的实验研究,建立了AZ80镁合金的动态强度和应变率的关系,拟合得到了常温下的Johnsoncook本构方程,并进行数值模拟与实验进行对比.结果表明:AZ80镁合金的应力-应变曲线随应变率的增加而呈增大的趋势,材料在高应变率下的强度极限增加,但应变率效应不敏感.数值模拟与实验具有较好的一致性.金相分析发现,孪晶的形成是其形变的主要机制.     

低碳钢扭转预变形冲击性能与微观机理

本文通过对低碳钢的扭转预变形后的试件进行仪器化冲击实验,测试低碳钢在扭转预变形之后材料的屈服极限和强度极限的变化,同时从吸收功,摩擦功等多方面对扭转预变形后的低碳钢的冲击性能进行分析,并且和低碳钢的静态拉伸实验进行比较.经过SEM微观扫描后,通过微观的分析来阐述宏观变形的微观机理,得出预变形使材料的强度,屈服极限等都得到提升等结论.     

基于磁机械效应的铁磁材料漏磁检测数值模拟

为更准确地描述材料的非线性磁机械耦合效应，以非线性磁致伸缩应变方程、有效场理论和能量平衡方程等为基础提出新的磁弹性耦合模型与变刚度模型，分析了铁磁材料的磁机械效应和变刚度效应，并利用数值分析软件将非线性磁化模型的理论结果与仿真过程进行耦合。结果表明，仿真得到的缺陷泄漏场分布与已有研究结果一致，验证了所提出模型与仿真方法的可行性和准确性。分析了应力、缺陷尺寸和缺陷位置对表面磁场的影响，结果表明：在拉伸载荷作用下，试样表面法向磁场信号呈类S形曲线，切向信号呈类锥形曲线，其极值均随载荷增加先减小后增大；试样存在缺陷时，不同采集路径上获取的信号存在很大差异，缺陷边缘路径上的漏磁场峰值与缺陷长度呈负相关，而峰值距离和跨度却相反，在远离缺陷的采集路线上，漏磁场信号的峰值和跨度均与缺陷长度呈正相关。     

不同拉伸损伤状态下45钢表面磁畴观测

为明确铁磁材料在拉伸损伤过程中磁特征变化规律,以45钢试样为对象开展准静态拉伸实验.选用粉纹法进行不同拉伸损伤状态下45钢试样的磁畴观测.实验结果表明:45钢退火试样金相组织中含有珠光体和铁素体.在未施加载荷时,其表面的微观磁畴结构排列无序、分布较为杂乱.随着拉伸的进行,45钢试样磁畴组织由180°畴、点状畴等形态转变为迷宫畴、90°畴,拉应力的增加破坏了系统局部能量平衡,使得磁畴间距逐渐变大,畴壁宽度逐渐变小.     

轴对称拉伸试件的大应变弹塑性有限元分析

本文用大应变弹塑性有限元程序对圆柱光滑拉伸试件和圆柱切口拉伸试件在单调载荷作用下的变形场、应力场和颈缩外形的变化等响应作了计算模拟,发现颈缩发生后光滑试件颈部最小横截面的轴向应变不再保持均匀一致,周向应变与径向应变不再相等也不再是均匀分布。当颈缩程度很深时,颈部最小横截面中心与边缘处的轴向应变相差和边缘处周向应变与径向应变两者的相差都可大于20%。这表明,在这种情形下Bridgman公式所赖以建立的基本假设有相当大的误差。本文提出了一种用试探曲线和Hermite插值配合大应变弹塑性有限元数值模拟并与实验相结合逐步求出颈缩后材料的应力应变曲线和颈部应力应变分布的方法,可用于材料的韧性断裂研究。     

外载荷作用下压力容器接管结构有限元分析

工程设计时因需要满足工艺流程的复杂性,常常在压力容器的特殊位置进行开孔接管.GB 150—2011仅考虑容器结构在单一载荷的工况进行开孔接管结构的强度计算,没有涉及到实际工程中开孔接管结构的附加外载荷.应用SolidWorks软件对筒体切向开孔接管压力容器进行局部建模,采取有限元分析法,分别对三维实体模型施加仅内压、内...     

型槽式爆炸容器动力学响应的数值模拟

型槽式容器作为一种特殊的压力容器,至今还没有被用作爆炸容器,文章把它用作爆炸容器,针对采用平板封头的型槽爆炸容器在不同因素影响下的动力学响应问题,应用ANSYS/LS-DYNA非线性有限元程序进行数值模拟。结果表明,应变率效应对爆炸容器的动力特性影响显著。容器越长,所对应特征单元的有效塑性应变越小;容器的最外层的有效塑性应变在中环面处达到最大,并从中环面向极点逐次降低;封头处的有效塑性应变在其几何中心处达到最大,并从其几何中心向极点处逐次降低;型槽式爆炸容器的设计能提高容器的抗爆特性,型槽的形状对容器的抗爆特性同样产生影响。     

基于等效结构应力法的汽车后桥疲劳寿命分析

汽车支撑后桥是汽车底盘中主要的受力部件,承受着各个方向的载荷,其主要的损伤形式是在交变载荷作用下发生的疲劳失效。CAE仿真技术的广泛应用使得车身及零部件结构设计进入了一个崭新的阶段。本文首先利用三维软件CA-TIA建立某型支撑后桥的三维几何模型,并利用Hypermesh软件建立相应的有限元模型,根据工况设定相应的约束载荷,利用Ansys软件对后桥进行静力分析。之后将有限元分析结果导入Fe-safe软件,利用等效结构应力法分析了后桥在典型工况下的疲劳寿命。对比实际的疲劳冲击试验和CAE分析结果,预测结果与实验结果基本吻合,后桥产品的疲劳寿命满足质量要求。证明CAE疲劳仿真技术可以合理有效的预测寿命,有助于提高产品开发的质量和周期。     

压力容器的常规设计法与疲劳设计法的分析比较

压力容器常规设计法采用静载荷、高安全系数的设计方法, 在工程应用中较简单方便。实际上, 压力容器大多数是受变载荷作用, 材料本身的缺陷, 以及结构的不连续, 按疲劳设计更符合工程实际。     

载荷试验机理及其在水泥土搅拌桩中的应用

载荷试验是一项使用最早、应用最广泛的原位试验方法．它是现场在一定尺寸的刚性承压板上分级施加静荷载,测定承压板下应力主要影响范围内的天然地基、单桩或复合地基岩土的承载力和变形特性．笔者以云南腾冲驼峰机场的水泥土搅拌桩为例,介绍了载荷试验的基本机理及施工要点,并提出注意事项．     

移动荷载下半刚性基层沥青路面剪应变研究

为了研究半刚性基层沥青路面早期破坏现象,采用移动荷载下黏弹性层状体系动力学模型,分析典型路面结构的动力响应,研究轴重、速度和胎压对面层底部剪应变和面层内部剪应变分布的影响.结果发现,随着轴重和胎压的增加,当速度减小时,面层内部剪应变和面层底部剪应变均增加;轴重较小时,车辆对路面产生的破坏主要发生在上中面层,而轴重较大时,产生的破坏主要发生在中下面层;胎压的变化对2~8 cm深度范围内的剪应变影响严重,随着胎压的升高,出现最大剪应变的深度位置减小.     

自激吸气式脉冲射流装置压力及流动特性的研究

利用自制的射流试验平台对自激吸气式脉冲射流装置进行了冲击试验,测量了装置腔体上典型测点压力和靶心冲击力时间历程,运用高速摄像技术观测了装置内部水气流动过程,分析不同结构参数和运行参数下典型测点压力与冲击力脉冲效果,研究了典型测点压力、冲击力脉冲效果与水气流动过程之间的关系。研究结果表明：腔长、下喷嘴直径、工作压力和围压对吸气量有明显的影响;腔长和下喷嘴直径对碰撞体测点压力脉冲效果、冲击力时均值及其脉冲效果均有较大影响,存在着最佳结构参数使装置吸气量、冲击力时均值最大且脉冲效果最好;工作压力和围压对冲击力时均值及其脉冲效果影响较大;装置吸气后腔内形成了气水旋转涡团,气水旋转涡团与碰撞体测点压力和冲击力脉冲效果存在着明显的对应关系,解释了装置产生脉冲射流的原因。     

基于有限元法的机械连接静力分析的研究

在复合材料结构设计中,连接问题比较复杂,连接强度与铺叠方式、载荷方向等因素密切相关,对于多排钉孔传力时的钉载荷分配更难以预测。笔者利用MSC．NASTRAN有限元分析软件,选取几种典型连接范例,计算了这几种连接形式下的钉载分配并给出了这几种连接下的钉载分配曲线,结果与工程算法结果相吻合。将此种连接仿真方式应用于空间遥感器连接部件的有限元模型计算中,分析结果与实验分析结果在规定误差内。     

Pneumatic resistance network analysis and dimension optimization of high pressure electronic pneumatic pressure reducing valve

The structure and working principle of a self-deigned high pressure electronic pneumatic pressure reducing valve (EPPRV) with slide pilot are introduced.The resistance value formulas and the relationship between the resistance and pressure of three typical pneumatic resistances are obtained.Then,the method of static characteristics analysis only considering pneumatic resistances is proposed,the resistance network from gas supply to load is built up,and the mathematical model is derived from the flow rate fo...     

接有冲击性负荷的微电网电能质量分析

微电网通过连接分布式电源与大电网,可有效降低分布式发电对电网的冲击,提高供电可靠性. 但由于微电网网架相对脆弱,随着冲击性负荷的大量接入,电网谐波、电压不平衡等因素对微网电能质量影响越来越明显. 建立了风光储交流微电网并网系统,并以炼钢电弧炉作为典型冲击性负荷模型,重点分析了弧长变化较大的熔化期对微电网造成的三相不平衡、电压波动、谐波等电能质量问题. 结果表明,冲击性负荷接入对并网方式下的微电网系统电能质量有很大影响.