组合薄壁杆件截面特性自动计算及软件开发

讨论了组合薄壁件截面特性(惯性矩、变曲中心等)自动计算原理，采用精确积分法推导出闭口和开口薄壁件截面特性的计算公式，利用Visual Basic，开发出组合薄壁件截面特性计算软件。计算实例表明，理论计算结果和自动计算结果一致，且能适应复杂的组合薄壁件情况，计算快捷有效。     

梯形截面梁弯曲吸能特性研究及优化

以梯形截面梁为研究对象,建立了梁的准静态三点弯曲试验仿真模型,提取仿真结果的加载力峰值、比吸能和平均加载力作为梁弯曲吸能的评价指标,并通过拉丁超立方试验设计方法选取参数样本点并进行了有限元分析,从而构建梁截面尺寸参数和梯形截面梁弯曲吸能之间的近似模型;在此基础上,结合理论分析,研究了截面宽高比和倾斜角对梁的弯曲吸能的影响规律。设计一优化函数,利用序列二次规划优化方法对梁的弯曲吸能特性求优化解。     

变截面构件弯曲变形的计算机计算原理

在机械等工程中，常需计算一些变截面构件的弯曲变形，而这类计算往往十分繁琐。应用本文的计算方法进行计算机计算，可以准确、迅速地计算出任意载荷作用下的变截面或等截面构件弯曲变形时各截面的转角和挠度。     

不锈钢薄壁长方管的弯曲方法

装修行业常用不锈钢薄壁方截面或长方截面弯管,例如电动不锈钢伸缩门的立管(见图1)。弯曲后,三个外侧表面均应光滑平整,方管棱角不发生皱折,整体成形美观。因此在弯曲前应确定理想的成形断面,计算关键数据,确定弯曲模具等。     

复合材料包裹十二直角薄壁梁弯曲理论分析方法

复合材料包裹金属十二直角薄壁梁具有良好的弯曲特性,应用于车身安全构件中可兼顾抗撞性和轻量化的需求。开发了一种适合应用于车身结构设计早期阶段的理论分析方法和程序,来获得该种薄壁梁的弯曲特性。首先,将复合材料包裹十二直角薄壁梁弯曲失效区域中的变形特征简化为塑性铰、滚动铰和平面拉伸三种能量耗散机制。进而,考虑了滚动铰运动方向和复合材料纤维方向夹角的瞬时变化的影响,推导了滚动铰塑性极限弯矩和滚动铰的能量耗散的理论表达式,建立整个薄壁梁的弯曲能量耗散平衡方程。最后,基于能量最小原则,求解弯曲变形区域特征长度,获得了复合材料包裹十二直角薄壁梁的弯曲特性(弯曲力矩-转角)曲线。与有限元分析的结果比较表明,所提出的理论分析方法可以准确地预测复合材料包裹十二直角薄壁梁的弯曲特性。     

空心闭合截面薄壁型钢结构电子衡器的设计与计算

体积小、高低低、重量轻，即小薄轻，是当今电子衡器结构的一个主要发展方向。空心闭合截面薄壁型钢结构的电子称重梁和电子平台秤就是小薄轻结构的典型代表。本文介绍了这种新型电子称重梁和电子平台秤的结构与特点，根据闭合截面薄壁杆件结构计算理论，确立力学模型，进行受力分析与理论计算。     

不同截面形状薄壁梁的轴向吸能特性研究

以汽车前纵梁结构为研究对象,运用数字模拟仿真和动态试验相结合的方法研究了截面形状对薄壁梁吸能特性的影响。首先在引入平均压溃载荷理论公式基础上,对影响平均压溃载荷的参数特性进行了分析,然后利用HYPERMESH/LS-DYNA非线性有限元软件对不同截面形状薄壁梁的吸能特性进行碰撞仿真模拟和计算,最后通过落锤试验对模拟仿真结果进行对比分析,验证了各截面参数变化对薄壁梁吸能特性的影响。结果表明:通过增加截面折叠单元(SFE)数目、增加相邻边夹角等措施能够有效提高薄壁梁的吸能特性,使变形模式更加稳定、规则。     

用积分变换法计算梁的弯曲变形

将积分变换方法与奇异函数相结合,用于计算各种等截面梁的弯曲弯形,计算过程简单,在工程设计中有一定的实用价值。     

任意形状薄壁截面的几何特性参数的计算

开口及闭口薄壁杆件几何特性参数,特别是扇形几何特性参数值,以往只是靠大量的简化来得到,存在很大的误差。将任意不规则的薄壁截面离散化,用几何和解析相结合的方法,推导了实用性强、计算精度高的任意形状开口及闭口薄壁截面的几何特性参数计算公式,可以准确地确定截面形心、弯心及形心主轴的位置,精确地计算出截面的主截面二次矩、主扇形截面二次矩等几何特性参数。这些几何特性参数的大小只与离散后截面上的节点坐标有关,对于异型薄壁截面,在允许的范围内,通过调整节点的坐标,可以达到优化截面参数的目的。     

一种分析薄壁箱梁剪滞效应的高精度法

考虑了三个不同的剪滞纵向位移差函数以反映薄壁箱梁不同宽度翼板的剪滞变化幅度 ,提出一种分析薄壁箱梁剪滞效应的高精度法。应用能量变分原理 ,导出了箱梁受横向荷载作用下的剪滞控制微分方程和边界条件 ,获得闭合解 ,通过高阶有限条法计算验证了本文方法的正确性。并探讨了不同纵向位移差函数对剪力滞的影响。     

组合薄壁直梁的耐撞性研究

针对汽车前部纵梁结构的耐撞性要求,设计了在矩形空心管内部填充成组圆管的组合梁结构,研究了组合直梁在轴向冲击载荷下的能量吸收与变形特性,并进一步研究了填充圆管直径和长度等参数变化对组合梁的性能影响。结果发现,矩形薄壁梁内部填充圆管以后,结构的碰撞吸能特性得到较大程度的提高;通过合理的改变填充圆管的数量和长度,可以较好地调整结构压溃过程中的碰撞力峰值载荷和均值载荷。     

悬臂梁压电弯曲效应研究与验证

采用各向异性弹性理论和电磁理论计算压电石英悬臂梁的弯曲应力和弯曲束缚电荷密度,并利用有限元方法模拟出极化电场分布。理论分析表明,采用分割电极法在压电梁表面合理布置检测电极可测量弯曲效应。对该悬臂梁压电弯曲效应进行了实验验证,实验结果表明电极检测的电荷量与外力成线性关系,理论分析与实验结果基本一致。悬臂梁压电弯曲效应研究将为新型压电谐振器或执行器的开发奠定理论和实验基础。     

薄壁金属管类零件加工工艺的研究

研究薄壁金属管类零件加工中的变形问题,提出工艺改进措施,改进传统热处理工艺以防止因应力释放产生再次变形;采用了内外芯轴等辅助加工夹具来代替传统的装夹模式;有效地减少了薄壁金属零件加工过程中因夹具、切削力及内应力等多种因素引起的变形,保证了零件的加工质量。     

间隙对薄壁矩形管绕弯成形截面畸变影响的研究

基于ABAQUS/Explicit,建立了铝合金薄壁矩形管绕弯成形过程三维有限元模型,并对其可靠性进行了验证.模拟分析了芯棒与管坯间隙、压块与管坯间隙、防皱块与管坯间隙及弯曲模与管坯间隙对管坯截面畸变的影响规律.研究结果表明:减小芯棒与管坯间的间隙及弯曲模与管坯间的间隙都可减小管坯截面畸变的程度;而压块与管坯间隙及防皱块与管坯间隙的改变对管坯截面畸变率影响不大.     

薄壁梁类零件加工方法探究

薄壁零件由于存在加工过程中容易变形的特点,其加工精度经常难以保证。某机纵梁是典型的薄壁零件,零件结构复杂,表面皆为曲面,且存在大闭角,加工难度系数大。通过对该零件进行实际加工试验,总结出类似零件的加工方法。首先,对零件特点及技术难点进行分析。其次,制定合理的工艺方案,并对数控机床及刀具的切削参数等影响因素进行改进。最后,试验表明,通过上述方法,可以有效提高零件表面加工质量,并将零件实际壁厚公差控制在±0.2 mm,符合零件的交付依据。     

核级闸阀阀体一次薄膜加弯曲应力的计算

阐述了阀门设计中一次薄膜加弯曲应力计算的重要性和计算公式中系数选取及评判标准。     

基于有限元分析的铝合金板料弯曲回弹的影响因素研究

铝合金材料的弯曲成形是飞机板材和型材零件常用的加工方式之一,在卸载过程中,由于板料的弹性回复,不可避免的会出现回弹现象,在实际加工中如何预测工件回弹后的形状,并对模具进行适当修正仍是一个比较难解决的问题。本文利用非线性有限元软件MARC对不同厚度的铝合金板材弯曲加工过程进行了模拟分析,给出了相对弯曲半径,弯曲中心角,及不同弯曲模式与回弹角度之间的关系,并与实验数据进行了比较。结果表明,有限元分析结果与实验结果比较吻合,有限元模拟能有效地分析和预测铝合金板料的弯曲回弹,为实际生产加工过程中工艺参数的选择提供有力的参考。     

薄壁管复合载荷下应变增量的数值算法

薄壁管复合载荷实验是研究材料在一般应力状态下力学属性的有效手段。本文以 Hill非二次屈服准则以及塑性增量理论为基础 ,给出了薄壁管复合载荷 (拉扭、拉胀 )下应变增量的数值解法 ,分析了 Hill非二次屈服准则的次数 (m值 )对计算结果的影响。通过与解析解的对比以及简单加载下的实验验证 ,本文的算法正确、有效。     

腐蚀预损伤对铝合金小裂纹行为影响研究

研究了不同腐蚀预损伤对新型高强铝合金小裂纹行为的影响。小裂纹试验采用单边缺口拉伸试样（SENT）,在试样半圆形缺口根部预制直径大小为100—300μm的单腐蚀坑,后在空气环境进行疲劳小裂纹实验,实验在R=0．5恒幅载荷下,采用复型法观测小裂纹的萌生及扩展情况。结果表明,与预腐蚀24h试样相比,预腐蚀240h试样产生的裂纹数量较少,裂纹萌生与扩展较快。预腐蚀240h试样裂纹绝大多数萌生于腐蚀坑处而预腐蚀24h试样并未出现类似特性。预腐蚀240h试样未显现明显的小裂纹效应,预腐蚀24h试样有较明显的小裂纹效应出现。文中还通过引入参数aT对腐蚀时间与小裂纹受微观组织影响程度的关系进行了描述。相较预腐蚀24h试样预腐蚀的240h试样的aT更短,小裂纹受微观组织影响也更小。