SBS改性沥青高温流变性能与相态结构的关系

为量化表征SBS改性沥青网络化程度,确定控制其高温性能的形态学参数,采用荧光形态学方法、多重应力蠕变回复试验、频率扫描试验分别对5种掺量、6个剪切时间的线型SBS改性沥青在64℃下的荧光数字图像、不可恢复蠕变柔量、频率敏感性进行了定量分析。结果表明:通过增大改性剂掺量、延长剪切时间,SBS改性沥青高温流变性能得到改善。SBS掺量低于5%时,仅靠延长剪切时间无法形成网络结构;相同剪切时间下,增大SBS掺量即可形成网络结构。本文选取图像连通域和面积比率共同描述SBS改性沥青的相态变化特征,并建立了流变指标与形态学参数间的关系模型,为直接利用形态学方法预估、评价改性沥青高温性能提供理论依据。     

2D-C/SiC复合材料偏轴拉伸力学行为研究

通过对2D-C/SiC复合材料试件进行不同偏轴角度的拉伸实验,研究了偏轴角度对材料拉伸力学特性的影响。通过应变片分别测得了材料加载方向和纤维束方向上的应力-应变行为,对比分析了偏轴角度对上述应力-应变行为的影响;并结合试件断口扫描电镜照片,阐释了纤维束方向上拉伸和剪切损伤间的相互耦合效应。实验结果表明,材料的拉伸模量和强度随偏轴角度的增大出现明显下降;材料纤维束方向上的拉伸损伤和剪切损伤具有显著的相互促进作用。最后,以材料0°拉伸和45°拉伸实验数据为基础,建立了材料的偏轴拉伸应力-应变行为预测模型,模型预测结果与实验结果吻合较好。     

水泥回转窑一维数学模型研究进展及趋势

全面系统地综述了国内外水泥回转窑一维数学模型,重点介绍了传热模型、料床运动模型、煤粉燃烧模型和熟料矿物形成模型。应用MATLAB编程、求解,展示并分析了不同模型及关键参数对模拟结果的影响。在此基础上,展望了回转窑一维数学模型的发展趋势。     

基于LM算法的粘弹性材料剪切松弛模量的拟合

在对粘弹性材料进行有限元计算时,需要材料的剪切松弛模量,必须对经验公式或实验数据进行转换。根据KWW经验公式与广义Maxwell剪切松弛函数的对应关系,列出了求解松弛时间与剪切松弛模量的超定非线性方程组,用LM优化算法得到了方程组的最优解。初步讨论了初值的选取方法。根据此方法得到的松弛时间与剪切松弛模量的拟合曲线的拟合度达到了0.99以上。所提出的方法也适用于用实验数据(随时间变化的应力应变)求解材料的剪切松弛模量。     

考虑加/卸载速率影响的Ti-Ni形状记忆合金简化本构模型

系统研究了Ti-Ni形状记忆合金丝(SMA)应力-应变曲线、特征点应力、耗能能力、等效阻尼比随材料直径、应变幅值、加载速率、加载循环次数的变化规律;针对SMA唯象Brinson本构模型无法描述SMA动态力学性能的缺点,结合前述试验结果,提出了一种可考虑加/卸载速率影响的SMA简化本构模型。应用该模型对试验用SMA丝进行模拟,所得应力-应变曲线各特征点平均误差仅为3%,结果表明:所建立的速率相关SMA简化本构模型可较为精确地描述SMA在应力诱发相变过程中的超弹性力学行为,同时可反映加/卸载速率和应变幅值等主要因素对其动力本构模型的影响;该模型结构形式简单,具有较好的工程应用前景。     

微孔结构对PMI泡沫准静态压缩性能的影响

基于BBC点集建立了聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)闭孔泡沫的Kelvin十四面体模型和Laguerre模型,并采用有限元方法研究了其在准静态载荷作用下的压缩性能。分析了孔径大小、泡孔体积离散系数对压缩弹性模量、初始峰值应力和能量吸收能力的影响。结果表明:Kelvin十四面体模型可以较好地预测PMI泡沫的压缩弹性模量和峰值应力;在相同相对密度条件下,小孔径泡沫的初始峰值应力和能量吸收能力均高于大孔径泡沫,而压缩弹性模量则低于大孔径泡沫;随着泡孔体积离散系数的增大,闭孔PMI泡沫压缩弹性模量、初始峰值应力和能量吸收能力均减小。     

Proposal for the simplified design of basement walls under lateral earth pressure

This paper deals with the design of basement walls subjected to lateral earth pressure. The current simplified calculation method according to DIN EN 1996‐3/NA only covers active earth pressure, which is the lower limiting value of the earth pressure. Designing according to DIN EN 1996‐1‐1/NA, higher coefficients of earth pressure (like earth pressure at rest) can be considered, with an additional verification of the shear resistance being necessary. This paper presents a theoretical model, which forms the basis for an analytical derivation of the loadbearing capacity, and explains the required minimum values of the acting normal force to ensure sufficient resistance to cover bending and shear. Based on these results, a simplified equation is proposed for the determination of the required minimum normal force, based on the design according to DIN EN 1996‐3/NA and providing identical values in case of an earth pressure coefficient of 1/3. The required minimum load resulting from this approach fulfils the described requirement to cover bending and shear. The presented solution is verified and the conditions for application are defined. Finally, the minimum required normal forces are evaluated and tabulated for common cases relevant to building practice.     

Nucleation Crystallography of Ni Grains on CrFeNb Inoculants Investigated by Edge‐to‐Edge Matching Model in an IN718 Superalloy

In this work, the nucleation crystallography of CrFeNb intermetallic particles as a grain refiner for Ni‐based IN718 superalloys is studied using Edge‐to‐Edge Matching model. Three distinguishable orientation relationships between CrFeNb intermetallic particles and Ni grains are well predicted: , (111)_Ni 1.28° from (0004)_CrFeNb, , (111)_Ni 1.32° from _CrFeNb, and _Ni//[0001]_CrFeNb, (111)_Ni 0.72° from _CrFeNb. The results indicate that CrFeNb intermetallic particles have a strong nucleation potency as an effective grain refiner for Ni‐based superalloy and the existence of semi‐coherent interfaces between the CrFeNb intermetallic particles and Ni grains. Furthermore, the IN718 superalloy is used to experimentally validate the grain refinement effect of CrFeNb intermetallic particles, showing that its grain size is obviously refined from 8.60 to 1.23 mm. And, the corresponding heterogeneous nucleation mechanism of grain refinement at the atomic level is further identified.

     

碳纤维/聚醚醚酮(PEEK)复合材料拉拔制管工艺设计和模拟

从太空制造角度出发,设计了一种碳纤维/聚醚醚酮(PEEK)预浸复合板料拉拔连续制管工艺.综合考虑了预浸复合板料的供料放卷过程、冲压、拉拔成形工步和超声焊接工序,并创造性的提出了卷曲拉挤成型方式.利用Johnson-Cook和Holzapfel-Gasser-Ogden模型构建了一种以PEEK为基体,以碳纤维编织布为增强体相互叠加的材料模型,通过实验数据确定材料参数.采用商业软件ABAQUS对各工序分步进行了地面条件下的有限元数值模拟,分析了预浸复合材料板材在供料放卷、冲压拉拔成形过程中的应力分布,并采用蔡-希尔最大变形能理论证明了本文设计的放卷模具和卷曲成形模具可以进行连续制管.在焊接过程中,分析了预浸料基体PEEK在焊接区域产生的Mises应力分布,证明了超声波焊接方案对管材表面质量的影响较小.模拟结果表明,所设计的连续拉拔制管工艺能够快速有效地生产出表面良好的管材.仿真结果可为后续复合材料在轨拉拔连续制管的工艺设计和制造提供借鉴.     

CATIA V5环境下基于产品数模的三坐标测量机测点自动采样

为了实现CAD与CAIP(计算机辅助测量规划)的集成,提出了一种基于产品三维模型的CMM(三坐标测量机)测量点采样方法。该方法从产品的IGES文件中有效识别型面形状与边界定义,采用均匀采样与依曲率变化二次采样相结合的策略,针对各个型面类型制定专门的信息处理机制,实现测量点的自动采样,并通过转换在参数平面中判断采样点与裁剪区域的隶属关系,以有效剔除无效采样点;通过典型飞机部件外形曲面的采样点生成结果表明,该方法能有效应用于飞机的测量规划中。