波形碳纳米管增强复合材料的有效刚度和局部应力的宏微观均质化数值模拟

采用分子动力学方法简化的碳纳米管等效纤维模型,利用具有精确周期性边界条件的均质化理论和宏微观均质化法分析正弦波形非连续碳纳米管的有效刚度和局部应力分布规律.结果表明,纳米增强复合材料的有效刚度和局部应力对碳纳米管的波形非常敏感,碳纳米管稍有弯曲就会导致复合材料有效刚度降低和应力传递能力的下降,为揭示复合材料中碳纳米管的增强机制和改善增强效果提供理论依据.     

变刚度法在梯形齿同步带应力分析中的应用

从梯形齿同步带的材料非线性问题入手，以弹性平面问题的有限元法解平面应力问题为基础，引入梯形齿同步带的非线性有限元解法，即求解非线性问题的变刚度迭代法。用此方法对梯形齿同步带一个齿上的平面问题的应力分布进行了有限元分析研究。最后，通过一个具体算例求出梯形齿同步带一个齿上的最大应力点及应力分布规律并与弹性平面问题的解进行了比较。     

纤维增强复合材料在探测机器人主车体上的应用

天然纤维增强复合材料亚麻纤维具有良好的抗冲压强度和自洁防腐功能,延伸率和密度也较小,选用其替换由45号钢制作的煤矿井下探测机器人的主车体,在保证主车体性能要求的前提下,质量减少190.5 kg,占主车体质量的80.9%。     

石墨纤维增强铝基复合材料在空间遥感器镜筒结构中的应用

为了设计和制造出性能更加优越的空间遥感器,对一种新型航天材料-石墨纤维增强铝基复合材料(Gr/Al composite)进行了研究.突破了石墨纤维与铝合金的界面反应控制、纤维铺层和缠绕设计等关键技术,成功制备了石墨纤维增强铝基复合材料,材料的密度为2.12×103 kg/m3,弹性模量为129 Gpa,线膨胀系数为5.0×10-6 K-1.针对这种复合材料,摸索出一套完整的加工和后处理工艺,并首次把这种复合材料应用在空间红外遥感器镜筒结构设计中,设计的镜筒较之钛合金镜筒减重31.8%.最后,完成了镜筒组件的加工装配、透镜的装校和随机振动试验.实验结果表明,镜筒组件的一阶谐振频率为284 Hz,高于100 Hz的设计要求,振动试验后光机系统没有发生变化.上述工作表明,石墨纤维增强铝基复合材料在航天遥感领域具有较高的应用价值.     

基于几何学和势能法的直齿轮副时变啮合刚度精确建模及应用

时变啮合刚度(TVMS)是齿轮系统动力学研究中的重要参数变量之一,准确地模拟计算TVMS,对分析齿轮传动系统的振动、噪声等相关动力学性能响应指标至关重要。根据渐开线齿轮的啮合运动方程和几何位置关系,提出一种基于几何学和势能法作用的直齿轮副TVMS精确建模方法;实时、有效地分析标准渐开线齿廓的啮合极限边界条件,并结合势能法构建TVMS由物理模型向数学模型转变的计算分析模型;通过数值计算法精确地计算直齿轮副的TVMS,并进行了有限元验证及举例应用。研究表明,在满足齿轮设计承载容许范围内,应合理选取齿宽和轴径尺寸,且可通过两者进行TVMS的小幅度调整而实现刚度优化作用和提高转子系统抗挠度性能等,为后期进行齿轮系统动力学计算作基础性应用研究。     

石墨纤维增强铝基复合材料在空间遥感器结构中的应用

为了设计和制造出性能更加优越的空间遥感器,对一种新型航天材料—石墨纤维增强铝基复合材料(Gr/Al)进行了研究。首先,突破了石墨纤维与铝合金的界面反应控制、纤维铺层和缠绕设计等关键技术,成功制备了石墨纤维增强铝基复合材料,材料的密度为2.12×10^3 Kg/m^3,弹性模量为129GPa,线膨胀系数为5.0×10^-6/K。接着,针对这种复合材料,摸索出一套完整的加工和后处理工艺。首次把这种复合材料应用在空间红外遥感器镜筒结构设计中,设计的镜筒较之钛合金镜筒减重31.8%。最后,完成了镜筒组件的加工和装配,透镜的装校,随机振动试验。试验结果表明,镜筒组件的一阶谐振频率为284Hz,大于100Hz的设计要求,振动试验后光学系统没有发生变化。上述工作表明石墨纤维增强铝基复合材料在航天遥感领域具有较高的应用价值。     

无机填料的改性及其在复合材料中的应用

阐述了填料表面改性技术即偶联剂处理技术、表面活性剂处理技术、等离子体处理技术的最新研究进展,介绍了数种典型无机填料在复合材料中的应用现状,以及填料粒径、形状和含量对填充效果的影响。     

Cu-C复合材料的研究进展及其在雷达中的应用前景

Cu-C复合材料具有优越的导电、导热和力学性能,可用在电子封装、电子元件、热交换基板和散热器等领域。采用表面处理和机械合金化方法可以改善Cu-C的界面润湿性,增强界面结合力。通过无压烧结、热压烧结、等离子烧结和热挤压等成形工艺可以获得成分和组织均匀、性能良好的高致密度块体材料,为雷达高散热元器件的研制提供参考。     

银－碳纤维复合材料的制造及其在电接触器中的应用研究

探讨了应用粉末冶金制造银－碳纤维复合材料的方法，并把该复合材料应用于电接触器上。实验表明，碳纤维的加入明显改善了复合材料的性能，其使用性能优于银－石墨系材料。     

混沌多项式新求解及其在板料成形性容差预测中的应用

利用单项式容积法的积分点,通过回归求解混沌多项式(Polynomial chaos expansion, PCE)系数,提出一种构造PCE的高效方法。该方法解决了概率配点法和随机响应面法的两大问题：① 当采用加权余量法构造PCE时,须要用高斯积分法求数值解,但是高斯积分点个数随变量维数增加而呈幂次递增,而单项式容积法积分点的数量比较接近PCE系数的个数,所以能够有效降低原始模型的计算或模拟次数;② 因为概率配点法和随机响应面法只抽取了部分高斯点,不同的取法可能会产生不同的结果。由于单项式容积法只需要少量积分点,故可以全部抽取,不存在取样差异的问题。通过具有精确解的数学算例的计算对比,结果表明该方法不但显著减少模拟次数而且精度与Monte Carlo方法相当。将该方法应用于行李箱后盖外板成形质量的容差预测,验证了该法在工程应用中的可行性。     

基于均匀化方法的双向铺层层板弹性性能计算及优化设计

基于均匀化方法对双向铺层复合材料层板等效弹性参数进行预估，通过均匀化方法有限元模型的分析，说明对双向铺层弹性参数单胞模型处理是合理的。在预估的等效弹性参数基础上，对其自振频率进行优化设计，结果表明文中方法是可行的。     

周期信号参数高精度估计方法与应用

给出连续谱峰搜索地高精度估计参数的牛顿迭代法格式。针对频谱的起伏剧烈,用基因算法修正了迭代过程。仿真结果表明,连续谱峰搜索法估计参数的远高于传统的ＦＦＴ谱线算法。旋转机械和心音的两个产例都表明连续谱搜峰法的优越性。     

A NEW MODELING METHOD FOR MACHINE-FOUNDATION COUPLING SYSTEM AND ITS APPLICATION TO THE CONTROL OF POWER FLOW

０ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＶｉｂｒａｔｉｏｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｆｒｏｍａｍａｃｈｉｎｅｓｏｕｒｃｅｔｏｆｌｅｘｉｂｌｅｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｔｈｅａｓｏｃｉａｔｅｄｓｏｕｎｄｒａｄｉａｔｉｏｎｆｒｏｍｔｈｅｖｉｂｒａｔ...     

A NEW MODELING METHOD FOR MACHINE-FOUNDATION COUPLING SYSTEM AND ITS APPLICATION TO THE CONTROL OF POWER FLOW

A new concept, namely, the equivalent mobility matrix of coupling subsystem is proposed, and the corresponding three-subsystem coupling progressive approach is explored. With the new efficient approach presented, the complexity in dealing with a more complicated dynamic coupling system is greatly reduced. The new modeling method is then combined with the theory of power flow to investigate the dynamics of the overall non-rigid isolation system from the viewpoint of energy. The interaction between the resilient machine of its main modes and the resonant behavior of the flexible foundation on power flow transmission is studied. Taking a machine tool mounted on a multi-story working plant as an example, the dynamic characteristics of the machine-foundation coupling system are analyzed, and their effects on power flow transmission are revealed under various service frequency bands. Some advisable control strategies and the design principle for machinery mounted on flexible structure are proposed.     

边界元逆分析法预测含未知缺陷的结构可靠性

结构分析中常遇到结构体内含有未知缺陷等情况,用常规的可靠性计算方法无法对结构进行正确的可靠性分析,本文利用随机边界元法与非线性优化技术相结合,根据弹性体内或边界上的位移,应力等附加信息,建立了结构可靠怀预测的边界逆分析法的基本模型,算例证明了该理论的有效性。     

机械结构强度可靠性随机边界元法研究

主要针对复杂机械结构，建立关于静态响应的均值和波动值随机边界积分方程，建立了新的强度类可靠性极限准则，提出了适用于构件静态响应统计特性分析的可靠性随机边界元法，编制了ＢＥＣＳ可靠性随机边界元实用计算软件包，并就新研制的Ｂ６７－３０Ｇ制冷压缩机的连杆、曲轴等典型机械构件，进行结构可靠性分析与设计     

微分变换法在动力学响应分析及系统边界参数识别中的应用研究

引入求解非线性微分方程的微分变换法，将其推广为广义微分变换法。建立求解一般非线性振动微分方程的一般框架，将此方法用于求解著名的Vander pol方程。并且将微分变换法推广到结构边界参数识别，以一个典型的悬臂梁边界参数识别为例，对其进行数值仿真和实验研究，并将此方法的实验研究识别结果与用实测频率响应函数法的识别结果作比较。说明该方法具有良好的工程应用价值。     

多晶体材料微结构弹性性质的数值统计分析

以计算微观力学的分析观战力图在清晰的物理，几何图像下，应用多域边界元数值算法，对工程机械中承力构件常见的合金材料微结构的弹性性质进行为数值仿真由仿真所获得的弹性应力应变数据，采用ＥＤＦ统计量进行拟合优度检验，获得了材料微结构表观弹性参数的数值统计规律。     

机械设备流固耦合动力分析的有效方法

提出流固耦合动力分析的新方法。该法通过结构动力学的有限元求解方程和Newmark法,导出了新的迭代公式。流场的动压力使弹性体的动态特性变为载荷非线性问题;同时,固体位移场的变形作用使流场成为可变域流场。这些问题都可用本法得以解决。文中给出算例和工程应用实例。数值解结果表明,该法收敛速度快,效率高,克服了耦合问题的求解困难。