On Modulus and Fracture Toughness of Rigid Particulate Filled High Density Polyethylene

A Kaolin-filled, high-density polyethylene (HDPE) system was used to illustrate the influence of particulates on modulus and toughness of the bulk material. A variation of filler content, particulate size and coupling quality for two HDPE-matrix systems with different viscosity led to a strong dependency of elastic modulus and fracture toughness under various testing conditions, e.g. static loading, fatigue and impact.

A stiffness improvement with increasing filler content was achieved by all coupling qualities. The developed Kaolin reinforcement of HDPE with optimised coupling offers an improvement of the stiffness and toughness under all investigated loading conditions. The degree of improvement depends on the particulate size and matrix viscosity. The energy dissipation mechanisms were investigated by fractographic analysis.     

滇池环湖截污干渠错峰技术模拟与分析

为了实现滇池流域截污效果的最大化,基于前期建立的东岸排水管网SWMM模型,结合该区域1995-2016年间降雨资料,研究环湖截污干渠的错峰调蓄技术。根据雨水干渠液位高度执行不同控制模式:当水位低于6.76 m时执行典型污染物浓度阈值控制模式;当水位高于6.76 m时执行典型污染物阈值控制的同时执行液位-污染物通量控制模式。采用SS和TN作为干渠截流的典型污染物控制指标,其控制浓度阈值分别取12和5 mg/L。模拟重现期为0.5~1 a降雨时SS、TN浓度-负荷通量调蓄方案下干渠负荷收集情况,结果表明两种调蓄方案均能有效提高雨水干渠的负荷收集率,提高污水干渠出口浓度,降低雨水径流对污水厂的高水量和低浓度冲击负荷。随着重现期增大,干渠对污染物的高效和最大化收集效果越明显。但是TN调控下污染负荷收集效果优于SS,因此选择TN作为干渠截流的最优典型污染物控制指标。     

循环荷载作用下重塑饱和粉黏土的刚度弱化特性研究

以东海大桥海上风电场项目为课题背景,通过动三轴系统对重塑饱和粉质黏土开展一系列长期不排水循环加载三轴试验,分别考虑围压、动应力比和频率3种因素,特别是对高频(f5 Hz)下土体的动力弱化特性进行了研究。试验结果表明:累积塑性应变与累积孔压随着循环次数的增加而增大并且趋于稳定,呈现出应变软化和孔压软化现象。割线动变形刚度模量和割线动弹性刚度模量则随着循环次数的增加,先急剧降低然后趋于稳定,从而表现出刚度弱化现象。进一步研究了割线动弹性刚度模量与循环应变幅值的关系,割线动弹性刚度模量的衰减趋势受动应力比和频率的影响不大,与围压有关,围压越大,割线动弹性刚度模量衰减趋势越慢,衰减稳定幅值越低。     

基于概念设计阶段的解耦模式车门截面形状优化方法

为了提高车门静态刚度, 采用基于HDMR理论的多参数解耦优化方法与Morph技术结合, 对一款处于概念设计阶段车门的主截面形状进行优化。这种建模方法的特点在于通过少量的样本点识别形状变量之间的耦合关系, 进而将高维问题进行分解, 在保证精度的前提下提高计算效率。采用Kriging插值方法对Cut-HDMR的各项进行构造, 得到车门各刚度下的考察点位移和质量的近似模型, 进而利用非支配排序多目标遗传算法（NSGA-Ⅱ）对近似模型进行优化, 在车门静态刚度均达到设计要求的前提下合理进行减重, 使垂直刚度和扭转刚度得到了很大的提高。     

冲压式舵机动态特性测试系统的研制

为了在实验室条件下模拟冲压式舵机的舵面在空中所受的气动载荷,实现舵机系统动态性能指标的综合检测,设计了基于PXI总线的舵机动态测试系统,工作过程中对舵偏角信号、工作电流信号、扭矩信号进行实时采集、显示,并配合测试流程完成对舵机动态性能的测试。设计中重点考虑了定刚度加载系统的小扭矩加载精度、小转动惯量以及同轴度问题。实验结果表明,该测试系统测试精度高、使用维护方便,满足要求。     

Tensile modulus modeling of carbon‐filled nylon 6,6 and polycarbonate‐based resins

Electrically and thermally conductive resins can be produced by adding conductive fillers to insulating polymers. Mechanical properties, such as tensile modulus, are also important. This research focused on performing compounding runs followed by injection molding and tensile testing of carbon‐filled nylon 6,6 and polycarbonate‐based resins. The three carbon fillers investigated included an electrically conductive carbon black, synthetic graphite particles, and a milled pitch–based carbon fiber. For each polymer, resins were produced and tested that contained varying amounts of these single‐carbon fillers. In addition, combinations of fillers were investigated by conducting a full 2³ factorial design and a complete replicate in each polymer. These tensile modulus experimental results were then compared to results predicted by several different models. For the composites containing only one filler type, the Nielsen model with the modified Ψ term provided the best prediction of the actual experimental values. For the composites containing more than one filler type, a new parameter, which includes the vibrated bulk density (VBD) of the fillers, was incorporated into the Nielsen model with the modified Ψ term. This model with the new VBD parameter provided the best estimate of experimental tensile modulus for composites containing multiple‐filler types. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 90: 1716–1728, 2003     

基于有限元方法的3-PPSR大长径比柔性并联机器人刚度模型分析

为实现较大工作空间的运动,设计了一种大长径比的3-PPSR结构的微操作柔性并联机器人.该机器人由压电马达驱动,采用大长径比柔性铰链连接,柔性铰链的变形范围在毫米级,适用于要求大变形的场合,同时具有结构简单、无奇异、无间隙、运动精度高等特点.由于系统的刚度直接影响系统的运动精度、承载负荷等性能,针对大长径比柔性铰链特点,运用有限元方法,建立了柔性铰链的数学模型,并采用整体刚度的方法,结合机构协调方程和力平衡方程,得到系统的柔性刚度模型.最后,采用ANSYS比较了所建理论刚度模型结果与有限元模型分析的结果.分析结果表明,理论刚度模型合理,符合机构的运动特征.     

校车车身结构的有限元分析

建立某型校车的有限元模型,计算在不同工况下其车身骨架的静态强度.计算结果表明:在弯曲和扭转工况下,该校车最大应力分别为154.8和171.4 MPa,均小于Q235屈服应力235 MPa;最大变形分别为4.925和12.92 mm,满足《客车定型试验规程(GB/T 13043—2006)》中所规定的弯曲和扭转工况下10及12 mm的限额;车身结构整体应力大多集中在30 MPa左右,有较大的安全裕度.分析结果可为该校车车身骨架结构优化提供参考.     

轴向冲击下波纹腹板梁的失稳控制和能量吸收

针对Sine波纹腹板梁结构,通过设计其初始振幅缺陷,控制不同波形阶数下波纹梁的失稳模态,引导上下翼板按预期渐进、稳定、可重复的压溃变形模式发展.采用Abaqus/Explicit中的显式动力学方法数值模拟初始振幅缺陷与比吸能(Specific Energy Absorption,SEA)的关系.通过对比低阶、中阶和高阶波形的载荷-位移曲线说明波形阶数对吸能特性和失稳控制的影响.结果表明:对于给定的波形阶数,存在初始振幅缺陷的临界值使Sine波纹腹板梁结构达到预期的临界失稳状态,同时SEA最大;初始振幅缺陷越大,失稳控制越容易,但吸能效果随之降低.