纸板厚度方向的力学模型建立

目的理论推导纸板在受到z向压缩和弯曲时的本构模型。方法对纸板进行z向压缩时,用Ramberg-Osgood方程描述加载过程的应力-应变关系。根据纸板的内部结构特点,用多孔弹性材料模型描述卸载过程的应力-应变关系。基于对纸板弯曲时变形过程的分析,利用复合材料层板模型和纤维网络模型描述弯曲时纸板层应力-应变关系。结果该模型能描述纸板在厚度方向上的力学特性,为建立完整的纸板本构建模提供参考,同时为有限元模拟纸板厚度方向变形提供依据。     

基于广义Maxwell模型的非球面光学镜片成型模拟

介绍了玻璃材料模压过程及其存在的问题,针对玻璃模压仿真过程中所表现粘弹性力学特性,提出了采用广义Maxwell模型来模拟,分析了模压过程中的热传递形式及其模型.采用MSC.MARC软件对玻璃L-BAL42圆柱模压实验进行仿真,结果表明,广义Maxwell模型能够较好地模拟实际模压中的粘弹性力学特性,在600℃时利用此模型得到的松弛曲线与理论上的松弛曲线十分吻合.通过对非球面光学镜片的模压成型过程进行模拟,发现玻璃的最大应力出现在与上下模接触处的侧边,随着温度的降低,最大应力变大、模压力逐渐升高,在上下模闭合时,模压力快速上升,通过分析得到了透镜边缘处最易破碎失效的结论,实际透镜模压结果证实了结论.最后对非球面的形状偏差进行了预测,表明随着中心距离的增加,偏差变大,偏差最大值超过了5μm.研究的结果对玻璃模压建模及非球面透镜的实际加工具有一定的指导意义.     

蜂窝纸板静态弹性与黏弹性特性建模与参数识别

目的研究蜂窝纸板的静态力学行为。方法对蜂窝纸板试样进行压缩-恢复实验,用多项式表达试样的弹性力,用分数阶微分模拟试样的黏弹性力。考虑到试样变形和弹性力的对称性,根据压缩和恢复阶段的黏弹性力之差,利用信赖域方法识别试样的黏弹性参数,再进行试样的弹性特性参数识别。结果实验与模拟结果对比表明,提出的模型可准确模拟蜂窝纸板的力学行为,最大响应误差不超过7%。结论可利用三次多项式和五参数粘弹性模型分析蜂窝纸板的静态特性,为分析静态条件下蜂窝纸板的力学特性,研究蜂窝纸板的应力和应变的时变特性,优化包装设计方法提供了参考。     

聚碳酸酯挤压形变力学行为有限元模拟

采用有限元方法研究了聚碳酸酯在中应变率下挤压形变的力学行为。基于DSGZ本构模型,开展聚碳酸酯圆柱单轴压缩形变有限元模拟,对比模拟与实验结果,计算模型预测准确度,分析材料压缩形变后的多物理场分布,验证模型对压缩力学响应预测的有效性。模拟聚碳酸酯平板在侧向受限挤压模式下的固态形变,获得了制件的力学演变规律。结果显示,单轴压缩模拟与实验应力-应变曲线吻合度高,DSGZ模型可较为准确地预测压缩弹-塑性形变过程中的应力-应变关系。在圆柱单轴压缩形变与平板挤压形变模拟中,材料整体变形均匀,应力响应温度变化比响应应变率变化更敏感。模拟结果有效地反映了聚碳酸酯挤压形变力学特性,可成为聚碳酸酯挤压形变工程实现的重要依据,为材料强化及其在飞机座舱透明件中的应用提供有力支持。     

蜂窝纸板力学模型的建立和缓冲性能的研究

通过对蜂窝纸板力学性能的研究,建立了蜂窝纸板的粘弹塑性力学模型.通过分析,该力学模型在材料的蠕变和回复等力学特性上能够较好地反映蜂窝纸板的实际力学性能.通过建立蜂窝纸板的力学模型,对使用该种材料做缓冲衬垫的包装件的静态和动态力学的研究以及缓冲包装设计都具有理论参考价值.     

基于有限元计算的磁流变液特性分析及其与基于磁偶极子模型结果的比较

采用ANSYS有限元软件,计算了磁流变液单链在剪切过程中的力学特性,并以此为基准分别与基于简化偶极子模型和基于不简化偶极子模型的结果进行了比较。结果表明,简化偶极子模型在描述磁流变液力学特性方面具有较高的精度,但由其得到的剪切屈服应力略低于有限元计算结果。这对于改进偶极子模型以建立磁流变液性能更精确快捷的多层次描述方法,进而设计高性能磁流变液具有重要的意义。     

丁羟包覆层的黏超弹本构模型

为了准确地描述丁羟（HTPB）包覆层在有限变形下的拉伸力学特性,研究了HTPB包覆层的黏超弹本构模型。分别构建了含率相关函数的本构模型和并联式本构模型,前者由超弹模型与率相关项相乘得到,后者由超弹模型与含损伤因子的黏弹模型并联而成。进行了HTPB包覆层的单步松弛、多步松弛和不同速率的单轴拉伸试验,并将试验数据用于拟合模型参数。结果表明,HTPB包覆层对应变率极其敏感,且具有很大的延伸率,表现出明显的黏超弹特性;两种模型均能很好地预测HTPB包覆层较大形变范围内的拉伸力学性能,其中含率相关函数的模型的描述更加准确,其研究具有重要的军事意义。     

蜂窝纸板及其衬垫缓冲特性研究

测试蜂窝纸板的静态压缩特性曲线、蠕变及回复特性曲线和缓冲特性曲线，并建立其力学模型。结果表明，蜂窝纸板具有优良的力学特性和缓冲性能。另外，讨论了叠置蜂窝衬垫和并置蜂窝衬垫的缓冲系数。     

蜂窝纸板缓冲性能的实验研究

按Ａ法测试四种厚度蜂窝纸板的静态曲线;提出了力学模;分析了力学特性和缓冲性能。该模型能够较好地反映蜂窝纸析的粘弹塑性能,显示了蜂窝纸板优良的缓冲特性。     

冰雹冲击复合材料层合板仿真研究

针对飞机空中受冰雹撞击会造成复合材料结构分层或损伤问题,用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对复合材料的抗冰雹冲击行为进行分析。采用光滑质点流体动力学方法(Smooth Particle Hydrodynamic,SPH)模拟冰雹冲击刚性平板的高度非线性力学行为。通过对比模拟结果与实验数据知两者吻合较好,验证冰雹模型的准确性。将该模型引入冰雹冲击复合材料结构模型,采用粘聚区模型(Cohesive Zone Model,CZM)预测复合材料结构的分层损伤,获得合理计算结果;并分析冰雹撞击层合板损伤情况及不同参数对层合板损伤影响。