零件局部应力—应变计算新方法

使用修正Neuber法计算零件缺口根部应力-应变时,计算的精确度主要取决于疲劳缺口系数K_f的正确求解.本文认为K_f是弹性缺口系数K_f、名义应力S及材料循环屈服强度σ_s的函数,并结合实验分析提出了一种新的K_f求解公式.然后把K_f代入修正Neubert式进行局部应力-应变计算,证实新法更接近实际,具有更为广泛的适用范围.     

基于数字图像相关技术的铝合金拉伸应变测量

在传统的动力学实验中,获取位移/形变的方法都有诸多缺陷,例如无法进行全场测量,动态测量中实时响应不够及时,系统精度较低等。与传统测量方式相比,光学测量方法具有非接触、可全场测量、测量精度高、使用方便、采集数据信噪比高等优点,在实验力学中被广泛使用。本文通过基于数字图像相关技术的光学测量方法,对铝合金构件进行了拉伸应变测量,验证了该测量系统在实际应用中的精度和可靠性。     

数字图像相关法在竹纤维材料拉伸试验中的应用

采用数字图像相关法(DICM)对竹片变形前后的图像进行相关计算,获得了竹纤维材料在弹性范围内的位移和应变,并与电测法的结果相比较.试验结果表明,数字图像相关法能够有效地测量竹纤维材料的力学性能.     

基于数字图像相关的光学引伸计应变测量精度研究

基于数字图像相关(DIC)方法的光学引伸计在应变测量领域有着广泛的应用。为了提高数字图像相关方法的测量精度,本文采用二维DIC与三维DIC的光学引伸计、基于双45°反射镜成像的二维光学引伸计以及电测法,对单轴拉伸试验中不锈钢试件的应变进行同时测量,比较分析了各个光学引伸计在测量轴向与横向应变方面的优劣以及误差产生的原因。实验结果表明:试件离面运动的存在大幅降低了普通二维光学引伸计的应变精度;基于双45°反射镜成像的二维光学引伸计可以有效消除离面刚体位移对测量结果的影响,其应变测量精度(尤其是横向应变精度)高于其他光学引伸计,且测量结果与电测法的测量结果高度吻合;三维DIC光学引伸计的横向应变精度明显不如轴向应变精度。     

高速三维数字图像法测量手机跌落全场应变

为了测量手机跌落时的变形与应变,基于数字图像相关法及双目立体视觉原理,提出一种用于手机跌落试验中变形与应变测量的方法,并研制了相应的高速三维全场应变光学测量系统。针对手机跌落碰撞过程中,角度变化导致散斑匹配失败率高,变形应变场缺损严重的问题,利用高速相机高速采集图像,并改进图像匹配方法,采用顺序逐帧基准匹配,保证了测量精度,提高了应变场完整度。研制了光学测量系统,设计了试验方案,进行了数字图像测量方法与动态应变仪测量结果的对比,对改进的散斑匹配方案进行了验证。试验结果表明,本文的方法使变形应变场的完整度提高了21%,其位移动态测量精度为0.42%,应变测量精度为0.5%。本文的方法和系统可以满足手机跌落碰撞全场变形与应变测量的要求,与传统测量方式相比有明显优势,是研究手机跌落碰撞变形规律的有效途径。     

三维数字图像相关法在碳钢拉伸试验中的应用

对Q235B钢、45钢、T8钢进行室温准静态拉伸试验,基于三维数字图像相关(3D-DIC)法测定拉伸过程中颈缩处的应变和半径以及应变分布,并与力-位移传感器测试结果和ABAQUS有限元模拟结果进行对比。结果表明：3D-DIC法测试得到拉伸过程中3种碳钢的应变和颈缩处半径均呈先慢后快的变化趋势,与碳钢的拉伸变形行为相符,并且应变的变化规律与有限元模拟结果一致,平均相对误差小于2.35%;3D-DIC法与力-位移传感器测试得到的应变的平均相对误差为0.003%,说明3D-DIC法较准确。3D-DIC法测试得到的应变在x轴和y轴方向的分布与有限元模拟结果较吻合,但有限元模拟结果更精细,对于xy平面上的应变分布,这两种方法所得结果差异较大。     

应变速率对不同钢压缩真应力-应变曲线的影响

用G1eeble 1500型热/力学模拟实验机对20Cr、40Cr和45钢进行了变形温度为1 050℃,应变速率为1,5,10 s-,变形量为0.7～0.9的热模拟单向压缩试验,分析了钢热变形过程中的真应力-应变曲线.结果表明:试验钢在应变速率为1,5 s-1的变形过程中,均发生了动态再结晶;动态再结晶阶段具有反复动态再结晶→变形→动态再结晶即交变出现软化→硬化→软化的现象;应变速率为10 s-1时,45钢发生了动态再结晶,动态再结晶阶段也具有交变软化→硬化→软化的现象,而20Cr和40Cr钢处于动态回复阶段.     

阀座设计中应力应变计算方法的应用与分析

提出罗氏应力应变公式在阀座设计中的应用,针对旋转壳,压力容器,管道等受分布载荷时,从经线应力、环向膜应力、径向应力以及在综合应力情况下零件的应力变形等方面做了详细的描述.参考这些公式的计算,有助于设计者优化阀座的尺寸设计以及阀座外径和阀体内腔间隙的控制.     

各向异性材料应力应变分析方法的研究

由于各向异性材料的弹性常数随方向而变化 ,这就使通常用于各向同性材料的光弹性贴片法的基本方程失效。本文从光弹性贴片法的基本原理出发 ,给出正交各向异性板内任一点的应力计算公式 ,同时也提出了正交各向异性板厚度效应的修正系数。文中对带圆孔正交各向异性板孔边应力分布做了光贴片实验并与文献 [2 ]中的有关数值解进行了比较 ,验证了本文工作的正确性     

由拉伸试样确定材料真实应力应变关系

提出一种借助有限元分析由光滑和切口圆棒试验数据确定应力应变关系的方法，首先分析光谱和切口圆棒，得到其各自的应力应变分布，研究在颈部应力应变随变形位移和材料的分布变化，得到其间关系的曲线图，同时对圆棒颈缩变形进行模拟。对工程上常用的硬化指数差别较大的两种钢材制成的光滑试样及切口试样进行初步的计算与分析，对影响拉伸试样颈缩形成的因素进行研究，指出试样夹持端状态与外廓直径的细微减少及加载约束方式三者对颈缩有重要影响，对工程上常用的bridgeman估算公式进行分析，指出其在工程上的适用性。     

数字图像相关法在材料力学实验教学中的应用

在材料力学实验教学中引入数字图像相关（DIC）方法,开设了研究型实验,将科研成果应用于实验教学,可培养学生的科研意识、创新精神,提高学生的综合素质。文中给出了一个典型实验,将实验结果与理论解进行了比较分析。     

考虑材料应变强化效应的应力应变关系双线性表征方法的研究

合理利用材料的应变强化性能可以显著降低承压设备的壁厚,以提高设备的技术经济性能,还能够更加合理地评价设备的承载能力,并充分释放现有承压设备的生产能力。对2007版美国ASME规范第Ⅷ卷第2分篇中考虑材料应变作用的本构模型进行了分析,并在此基础上提出了更为简化的考虑金属材料应变强化效应,使用材料常规力学性能作为参量的真应力应变关系曲线的双线性表征方法。同时,通过有限元计算,分析了材料应力应变关系的双线性表征方式对不同典型结构爆破压力计算结果的影响。最后,将有限元计算与试验数据进行了对比。     

专用升降机壳体的应力应变试验研究

通过对专用升降机壳体应力应变分布情况的试验研究,得出壳体表面应力应变的分布规律,从而对壳体的优化设计提供技术支持,并阐述了电测法在工程上的应用.     

多冲试验中的应力应变测量

本文介绍了用电阻应变测试技术测取多冲试验中应力应变的两种方法——直接测量法和间接测量法,分析了其各自的优缺点及适用范围.     

基于缩尺模型的桥式抓斗卸船机应力应变特性研究

卸船机结构庞大,受力复杂,工作环境恶劣,现场试验难以组织。为降低试验成本,根据相似原理,运用量纲分析法研制了2 250 t/h桥式抓斗卸船机的相似模型,几何尺寸比例为1∶40。通过模型应变检测试验,得出俯仰梁与前拉杆上5个测点在满载荷的抓斗从起升位置运动至卸料位置过程中的应力应变呈现逐渐变小的规律,实验结果与有限元分析计算结果对比基本吻合。研究结果为卸船机安全性设计和维修策略研究提供理论依据和试验数据。     

型砂的高温力学性能及应力-应变关系

本文对国内中、大型铸钢件生产中常用的几种型砂的高温力学性能进行了实验研究。通过测取型砂在不同温度下单轴压缩的应力-应变曲线,求得型砂在不同温度下的形变模量E,抗压强度σ p以及型砂软化后的粘度系数φ。通过测定试样的破坏角求出型砂的摩擦角ψ和粘聚力C。应用实验中获得的力学参数,建立了型砂在高温下的弹塑性或粘性的应力-应变模型。     

多轴应力应变的一种新的计算方法

计算缺口件缺口处的应力应变方法有多种,其中应用较广的是具有能量观点的Neuber法和等效应变能密度法。通常Neuber法过高地估计应力和应变,等效应变能密度法过低地估计应力和应变。通过分析研究,文中引进屈服强度参数,提出一种新的计算方法。通过对同一构件缺口处的应力应变的计算结果进行比较可知,文中提出的新的计算方法是合理可行的,有较好的精度。     

基于数字图像相关的粘接界面内聚力模型参数反演识别

胶接装配具有结构简单、质量小、尺寸小、工艺性好等优点,但脱胶破坏等界面失效形式的出现对胶接结构的使用提出了挑战。内聚力模型可以有效表征粘接界面的损伤失效过程,其参数的准确获取对粘接结构的可靠性分析和设计具有重要意义。文中提出了一种基于数字图像相关技术、有限元模拟计算和智能优化算法相结合的内聚力模型参数反演识别方法。首先,采用数字图像相关技术获取双悬臂梁试件在拉伸断裂过程中的粘接区域位移场;其次,基于双线性内聚力模型,建立双悬臂梁试件拉伸断裂的有限元模型,并仿真获得双悬臂梁试件粘接界面开裂过程的位移场信息;最后,采用人工鱼群优化算法迭代试算双线性内聚力模型参数,直至有限元仿真的位移场与数字图像相关技术获取的位移场之间的误差最小。