基板强度对轻合金自冲铆接头失效形式的影响研究

制备轻合金板材组合自冲铆接头,通过静力学实验获得各组接头的静失效载荷、失效位移及能量吸收值等力学性能参数,分析了基板强度对接头失效形式及静失效载荷的影响.通过扫描电子显微镜(SEM)对接头失效断口进行观测,分析了接头的微观失效机理.结果表明:基板强度影响接头的失效形式,当两基板的屈服强度差别较大时,接头失效形式为屈服强度较低的板断裂;当两基板屈服强度接近时,接头因铆钉与基板分离失效;基板发生断裂失效时接头断口为韧性断裂机制.当接头失效形式相同时,发生失效基板的屈服强度越大,接头静失效载荷越高.     

多铆钉自冲铆接头力学性能机理

以3颗铆钉连接的5052铝合金自冲铆接头为对象,通过试验的方法研究多铆钉自冲铆接头力学性能机理。获得了m-o自冲铆接头(简称m-o接头)和m-i自冲铆接头(m-i接头)的静力学和疲劳试验数据,选择正态分布和二参数威布尔分布检验数据的有效性,通过最小二乘法获得疲劳寿命最佳拟合直线和疲劳载荷-疲劳寿命曲线二参数幂函数方程。结果表明:接头静态和疲劳失效形式分别为下板被拉出和下板断裂。铆钉分布结构对接头静强度、变形能力、能量吸收能力、疲劳寿命及它们的稳定性均有影响。m-i接头静力学性能良好,m-o接头整体具有良好的疲劳性能。疲劳测试中,铆钉分布结构会导致首要和次要承载顺序的产生,疲劳断口为首要承载顺序所在位置。     

泡沫铜夹层对铝合金压印接头的力学性能影响

泡沫金属由于其良好的缓冲、减震性,近年来在工业领域得到了越来越广泛的应用.为了研究泡沫铜夹层对铝合金压印接头的力学性能影响,本文采用5052铝合金对其进行压印连接试验,并添加不同厚度的泡沫铜夹层作为对比,通过静力学拉伸-剪切试验,对接头的成形质量、接头强度、失效位移、失效模式和能量吸收能力进行研究.结果表明:泡沫铜夹层对压印接头成形质量有一定的削弱作用;泡沫铜夹层可以很好地吸收压印接头所承受的拉伸-剪切力,可以增大板材所能承受的最大拉伸-剪切载荷,并且泡沫铜夹层的厚度越大,这种作用越明显;泡沫铜夹层可以提高压印接头的失效位移均值,且夹层厚度对其无显著影响;泡沫铜夹层对压印接头的能量吸收能力有明显的提升作用,并且泡沫铜夹层的厚度越大,接头能量吸收能力越大.     

压印接头强度的有限元模型及理论计算方法

建立了压印接头拉剪强度模型并提出接头强度的理论计算方法。建立了压印连接成形的二维模型,模拟压印成型过程并分析金属流动规律,模拟结果与试验结果一致。由压印连接过程的模拟结果得到压印接头的三维模型,由此三维模型模拟接头的拉剪过程,得到接头的载荷-位移曲线和失效形式,模拟结果与试验结果一致,求解误差为3.4%。根据压印接头拉剪的两种失效形式(颈部断裂失效和上下板分离失效),提出了压印接头的理论计算公式。并由12种压印接头对计算公式进行验证,求解结果与试验结果吻合,最大强度误差为8.9%。     

钢铝异质自冲铆接头剥离失效仿真

为了研究钢铝自冲铆接头剥离失效行为,对5754铝合金和Q235钢异质自冲铆接头进行了剥离试验及仿真研究。建立了基于MMC失效准则的T型自冲铆接头有限元模型,对两种接头在剥离工况下的拉伸失效过程进行仿真,对比试验结果验证了有限元模型的可靠性,并对接头的剥离失效行为进行了分析。研究结果表明:建立的有限元模型能表征接头在剥离工况下的失效形式及力学性能;铝-钢接头因上板与铆钉分离失效,剥离过程中加载侧钉脚和钉头区域易产生应力集中,上板加载侧铆孔区域最先发生失效;钢-铝接头失效形式为铆钉与下板分离,剥离过程中加载侧钉头边缘及钉脚内壁区域易出现应力集中,下板铆扣区域发生脱层损伤,脱层损伤区域向非加载侧铆扣区域扩展。     

含温湿效应的复合材料风机叶片的破坏

针对复合材料风机叶片在温湿环境下的早期失效问题,采用有限元数值模拟方法研究了考虑了风载荷和温湿载荷共同作用下叶片的逐步破坏行为和破坏机理。将风机叶片简化为悬臂梁模型,进行了三维建模,对蒙皮、腹板和主梁均采用板壳单元进行离散,分别讨论了在不同温度及湿度条件下,环境因素对复合材料风机叶片材料性能的影响,并分析了叶片刚度、强度的变化及破坏情况。同时引入基于应变分布的三维Hashin失效准则,利用有限元分析软件ABAQUS对风机叶片进行刚度和破坏分析,讨论了风载下复合材料风机叶片的逐步破坏行为以及温湿载荷对风机叶片强度和刚度的影响。分析结果表明,高温湿润的环境对复合材料风机叶片材料性能影响很大,导致叶片的强度和刚度均有不同程度的降低。     

复合材料层合板斜切型挖补修理试验

为研究拉伸载荷作用下不同挖补角和附加层数对复合材料胶接挖补修理接头刚度、强度、失效模式及关键位置应变变化的影响,开展了复合材料层合板斜切型挖补修理接头拉伸试验.采用一种碳纤维织物增强树脂复合材料作为母板与补片材料,一种改性环氧树脂胶膜作为胶层材料,设计了斜切挖补角分别为1.8°、2.6°、3.5°、4.4°,附加一附加层或二附加层的斜切型挖补修理试验件.拉伸试验结果表明,在1.8°至4.4°挖补角范围内,所研究的接头刚度和强度随挖补角的增大而减小.附加层数的增加能够有效提升接头的刚度及强度.接头的失效可以概括为四种模式,与挖补角及附加层数目相关。接头关键位置点的纵向应变变化能够动态反映接头的失效过程.     

CFRP构件带垫圈铆接损伤及剪切性能

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在航空领域应用广泛,但极易发生铆接损伤。因此,针对航空CFRP构件,本文通过试验方法研究带垫圈铆接损伤行为,评估不同宽径比和宽径比西铆接构件拉伸剪切性能,研究结果表明：CFRP铆接损伤主要由镦头径向过度膨胀和镦头材料轴向变形挤压造成,以挤压损伤为主,带限制垫圈铆接可有效减少铆接损伤,其损伤主要发生在镦头附近层板孔周附近表层局部区域,由垫圈内孔附近区域挤压下凹造成;所有试件力-位移响应曲线特征由钛合金铆钉主导,呈现出明显弹性变形阶段、塑性变形阶段和最终失效阶段,最终失效模式均为铆钉剪切失效;拉伸失效过程中,垫圈均未发生明显变形,CFRP层板钉孔周围表层发生明显局部挤压损伤,拉伸过程中伴随纤维断裂声响;宽径比对试件刚度和最终失效强度均具有明显影响,而边径比对试件力-位移响应影响不明显。     

铝锂合金/FM94胶接接头内聚力模型参数识别

为了正确预测铝锂合金/FM94胶接接头的强度与失效特征,采用ABAQUS软件建立胶接接头的内聚力仿真模型. 针对内聚力模型关键参数的确定问题,利用材料力学和断裂力学相关理论推导I、II型断裂失效形式下断裂能的计算公式;通过实验测定FM94胶接铝锂合金标准双悬臂梁（I型失效）和三点弯曲试样（II型失效）的力-位移曲线,计算并确定不同失效模式下的内聚力模型参数;采用三角形内聚力理论模型和所确定的模型参数进行双悬臂梁标准试样、三点弯曲标准试样及单搭接接头的强度与断裂失效过程的数值仿真. 结果表明：仿真结果与实验数据较一致,在不同加载速率下断裂载荷最大误差为4.4%,断裂位移最大误差为3.8%,验证内聚力模型参数确定方法合理,模型参数正确.     

自动铺丝变刚度加筋板结构承载能力分析

对自动铺丝带来的变刚度问题研究近期才引起关注,目前还处于探索阶段,变刚度加筋结构的工程应用仍需要大量的机理性探究作为数据支撑。基于分段线性化的离散思想和纤维平移法,使用Matlab/ABAQUS杂交建模法建立变刚度层板有限元模型。考虑材料刚度退化及筋条与蒙皮之间的界面损伤,基于Hashin准则编写的子程序,研究了变刚度蒙皮加筋板在压缩和压剪组合载荷下的承载能力。对比直线铺放加筋板和变刚度加筋板的载荷-位移曲线,证明采用合理的曲线铺丝设计,加筋板的承载能力可以得到显著提高,通过对几种加筋板在上述2种载荷工况下的渐进失效分析,研究了变刚度蒙皮加筋板的失效机理和其对整体承载性能的影响。实验结果表明:采取合理的变刚度蒙皮的方式能够较为显著地提高加筋板的刚度,提高结构的极限承载能力。     

RX-AT型环锥行星无级变速器机械效率的研究

根据RX－AT型环锥行星无级变速器的传动原理和结构特点,对其机械效率进行了深入的分析与研究,提出了机械效率的理论计算公式．在同样条件下分别计算了RX－AT型无级变速器与RX型无级变速器机械效率的理论曲线．计算表明：RX－AT型无级变速器的机械效率比RX型无级变速器有明显增加,其综合机械性能有明显改善．     

带式输送机传动滚筒轴设计中的力学问题

运用力学基本原理把带式输送机传动滚筒轴的结构、支座、载荷等诸多因素进行合理简化,建立起恰当的力学模型;针对这些力学模型,如何进行相关的受力分析及强度计算,本文对此进行了较为详细的讨论.     

机械链方法求强迫振动的稳态响应

本文在机械阻抗法的基础上提出一种新的机械链方法。基本思想是借助机械链图将时域系统转变到复域系统,可以象计算纯粹弹簧系统的等效弹簧一样方便地计算系统及局部的等效复弹簧。新方法简单、直观,便于手算。本文还给出FORTRAN计算程序。     

植物细胞壁的物理参数对其力学响应的影响

在已经建立的植物细胞力学模型的基础上,不考虑细胞液的渗透作用,利用数值仿真的方法,讨论了细胞壁的物理参数对细胞力学响应的影响.结果表明:细胞壁的物理参数对细胞的力学响应影响较大,细胞的内压、穿刺力等随着细胞壁物理参数的增加而增加.研究结果为实验数据分析、实验方案的设计、分析细胞的力学特性等提供参考依据.     

从机械制造业的现状谈宁波机械工业的发展对策

本文详细介绍了制造业现状、发展趋势和各种先进技术,在此基础上,着重剖析了宁波市机械工业所存在的各种问题,并提出了相应的对策。     

机械防护服装的受力模型

由高强性能织物制成的机械防护服装,由于其轻质和高冲击损伤容限,具有很好的机械防护性能。机械防护服装的机械防护性能主要取决于各方面的力学性能,包括：纤维的拉伸性能、取向度、纱线的初始模量、断裂强度和纱线上的应力波传播速度,织物的线密度、组织结构、服装的层数,剪裁和接缝的方法等。从能量吸收的角度,分析机械防护服装受强力冲击时的能量吸收和波传播的速度,提出简单的计算方法,建立机械防护服装的受力模型。     

锤击对铝合金焊接接头性能的影响

通过力学性能试验和SEM技术对不同锤击焊接强化工艺的LY12CZ高强铝合金试样进行了力学行为研究和组织分析。结果表明：锤击处理可明显强化焊接接头，特别是随焊锤击能够明显强化焊趾，提高焊件的强度和塑性。与常规焊相比，其抗拉强度提高26％，延伸率增加50％。常规焊件断口形貌上存在较多树枝晶；随焊锤击件断口为韧窝和撕裂棱形貌，焊后锤击的断口形貌则介于常规焊件和随焊锤击件之间，可观察到韧窝和撕裂棱，亦可观察到少量树枝晶，晶粒细化是锤击工艺的主要强化机理。     

PTT纤维与PET纤维力学性能的模拟与比较

三元件模型能较好地模拟PTT纤维和PET纤维的应力松弛过程。从纤维大分子结构和模型参数分析得出：PTT纤维较PET纤维具有较低的初始模量，较大的延伸性；PTT纤维应力松弛率较小，应力松弛速度较慢，具有较好的弹性；PET纤维比PTT纤维有较明显的粘流特征；PTT和PET纤维在小应变水平下弹性变形所占比例较多。     

电加载机械传动实验台的设计

阐述了电加载机械传动实验台的构成，加载的试验原理及试验台的使用方法，并附有ＺＬ ２５两级圆柱斜齿轮减速器效率的测定结果。     

结构和力学参数对薄膜结构受力性能的影响

介绍了利用非线性有限元法对薄膜结构进行静力分析的相关理论,讨论了一些结构和力学参数对薄膜结构静力计算的影响,并对一个工程实例进行了静力分析。文中揭示的薄膜结构静力性能规律,为膜结构设计提供了有益的帮助。