二维超声磨削纳米复相陶瓷表面残余应力研究

采用二维超声振动磨削和普通磨削方式,利用X射线衍射仪,对纳米复相陶瓷和氧化锆陶瓷表面残余应力的性质及大小进行了研究。实验表明,残余应力是磨削条件、相变应力和裂纹释放应力综合作用的结果。得到结论:在相同的磨削条件下,超声磨削的切向残余拉应力比普通磨削方式的小,法向残余压应力则比普通磨削的大;磨粒尺寸越小,残余拉应力越小;材料以塑性方式去除时,残余应力表现为压应力;超声磨削的m相变率比普通磨削的小。     

陶瓷/金属复合靶板优化设计

研究了小口径穿甲弹垂直撞击下双层陶瓷/金属复合靶板的优化计算,讨论了Florence模型的适用范围.给定靶板材料和子弹参数,由Florence模型导出靶板最小面密度及相应面板、背板厚度的计算公式.与现有试验数据比较表明,当面板厚度与弹体直径相当时,Florence模型与试验结果吻合较好;当面板厚度比弹体直径小得多时,计算结果偏低;当面板厚度比弹体直径大得多时,计算结果偏高,对于7.62 mm穿甲子弹,Florence模型精度较好,本文计算结果与试验结果吻合较好.     

边界条件对复合材料储能飞轮应カ及位移分布的影响

不同的边界条件对复合材料飞轮的应力、位移分布有着不可忽视的影响,和飞轮的储能密度也有相当的关系。针对复合材料和对称结构的特点,建立基于非均质各向异性弹性理论的计算模型,得到飞轮在工作转速情况下应力和位移计算的解析公式,给出了任一点的径向、环向应力及径向位移。并按照所建立的计算模型对飞轮的几何尺寸、转速对其应力、位移场的影响进行仿真计算,并对不同的边界条件对飞轮径向、环向应力和径向位移的影响进行比较。     

三维约束陶瓷复合靶抗30弹偏心侵彻机理研究

基于弹道试验对30 mm口径半穿甲弹偏心入射三维约束陶瓷复合靶板的侵彻过程进行了数值模拟,重点研究了弹着点对抗弹机理和性能的影响。研究表明:弹着点对有效防护区内的弹丸侵彻阻力和背板塑性变形耗能影响不大,因而对极限速度影响较小;有效防护区外的侵彻阻力和背板塑性变形耗能均随偏心比增大而下降,导致抗弹性能迅速下降。     

基于接触面特征的螺栓联接刚度研究

螺栓联接由于其可靠和有效性在工业界得到广泛应用,螺栓联接设计中的联接刚度设计在螺栓联接结构中具有十分重要的作用。提出一种最佳预紧力下螺栓联接结构的有限元分析方法,在综合考虑螺栓螺母与被联接件及被联接件之间的受力、接触、摩擦等非线性因素的基础上,采用不同结构的系列参数模型运算结果进行联接刚度分析,研究了螺栓预紧力、被联接板厚度、螺栓公称直径、被联接板外径及螺母系数等因素对联接刚度的影响。通过接触面压应力分布实验验证和连续性假设,对联接结构刚度函数式进行无量纲化推导,实现了系列参数模型无量纲化刚度数据的有效拟合,在有限元分析结果基础上获得了计算螺栓联接结构联接刚度的计算公式。通过与有限元分析结果及文献［4-6］结果比较,验证了该刚度计算公式的有效性和可靠性。     

基于Taylor杆的Ti-5553钛合金动态特性研究

利用Taylor杆冲击实验与数值模拟方法研究了Ti-5553钛合金在高应变率冲击下的动态行为。Ti-5553合金在两种热处理工艺处理后获得了不同准静态力学性能的等轴组织和双态组织。在泰勒杆冲击实验的基础上,应用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件研究了材料参数屈服强度值σ_s和失效应变值ε_f的变化对Taylor杆冲击能量、速度、加速度等过程参量和冲击结果的影响,将σ_s值设定为1 170~1 400 MPa,ε_f设定为0.1~0.8. 研究结果表明：屈服强度值的变化对冲击前后能量、速度、加速度的改变量影响较小。随着屈服强度值的增大,冲击过程中能量、速度、加速度的变化速率有所增加,冲击后试样的应变量减小;失效应变值的变化对冲击过程量有明显影响;对等轴组织钛合金,ε_f<0.7时,随着失效应变值的增大,能量、速度、加速度的变化速率逐渐增大,试样冲击后几乎无回弹现象;当ε_f ≥0.7时,过程参量曲线全部重合,试样冲击后有明显回弹现象;当设定ε_f =0.75和ε_f =0.35时,等轴组织和双态组织钛合金分别符合真实Taylor杆冲击变形特征。     

粘弹性材料剪切模量松弛函数的拟合研究

粘弹性材料进行有限元分析时,须有其粘弹性物理模型特征参数。采用数值拟合法,对粘弹材料肋软骨,推导了模型简化下归一化实验曲线与广义Maxwell模型的关系,实现了实验曲线与广义Maxwell模型的拟合,得到了肋软骨材料用于粘弹性有限元分析的Maxwell模型参数。仿真验证表明曲线的拟合度很高。