磁悬浮直线进给单元工作台模态分析

磁悬浮直线进给单元是一种新型的机床功能部件,振动问题是其结构设计中所面临的问题之一,它会造成机床的加工误差,影响零件的加工精度和表面质量。建立了进给单元工作台的三维有限元模型,利用有限元分析软件ANSYS对工作台初始模型进行模态分析,求得其固有频率和振型,并据此改进工作台的结构,以便在设计阶段预测工作台的性能,并为工作台的结构优化提供理论依据。     

TC4钛合金GTN损伤模型反向标定法研究

通过拉伸试验得到TC4钛合金载荷-位移曲线,研究反向标定法确定GTN孔洞损伤模型参数。通过有限元模拟,研究GTN模型6个待定参数对模拟结果的影响。结果表明,参数f0和fN需要通过反向标定法确定,εn可由拉伸试验确定,Sn可通过计算确定,fc和fF可由模拟结果直接给出;TC4钛合金的孔洞损伤随颈缩过程的产生迅速发展,直至断裂。     

单晶高温合金损伤与断裂特征研究

研究了单晶高温合金在持久、拉伸和低周疲劳条件下的损伤与断裂特征。结果表明:单晶合金高温持久微观断裂方式为沿原始微孔洞扩展的微孔聚集型断裂,中温持久微观断裂方式为微孔聚集型断裂与滑移剪切断裂共存的混合型断裂;高温拉伸首先在内部以微孔聚集型模式开裂,最后阶段以滑移剪切的方式发生断裂,微孔聚集型断裂过程占主要地位,中温拉伸以纯滑移剪切的方式发生断裂,断口由一个平面组成;低周疲劳断裂由裂纹萌生、裂纹稳定扩展和裂纹失稳扩展3个阶段组成。断口呈现多源开裂特征,疲劳裂纹一般萌生于表面。疲劳裂纹扩展初期断口基本与主应力方向垂直,随着疲劳裂纹扩展,断口表现为与主应力约成45°的平面特征。     

概率损伤成像在兰姆波结构健康监测中的应用

应用概率成像方法对分布式传感器网络兰姆波结构健康监测中的损伤进行识别。根据损伤散射信号的传播时间确定1个椭圆轨迹,该轨迹显示了损伤可能存在的位置。若损伤恰在椭圆轨迹上,概率值最大,损伤距离椭圆轨迹越远,损伤在该位置出现的概率越小。对检测区域中所有空间位置的像素值按照损伤出现的概率量化,能够可视化地显示出结构损伤。对铝板中4种情况横穿孔损伤的实验结果显示了该方法的有效性,有助于推动兰姆波结构健康监测的实用化。     

CNG储气井套管远场涡流检测的设备研制

在研究远场涡流理论的基础上,针对CNG储气井套管损伤的特点,设计研发一套远场涡流检测系统。重点阐述了激励线圈和检测线圈的功能及设计,该远场涡流检测系统可以用于CNG储气井套管损伤检测。     

悬臂梁试件损伤检测中固有频率指标的应用

建立了基于固有频率的损伤定位理论基础,该理论表明损伤定位参数仅是损伤位置的函数。在损伤定位的基础上,提出了判断损伤程度的方法。运用ABAQUS对车用钢板悬臂试件进行了有限元分析,得到了损伤定位参数和损伤程度判断参数的变化规律,并且研究了损伤程度对损伤定位结果的影响,当缺口长度小于试件宽度的50%时,既可以进行高精度的损伤定位还可以对损伤程度进行判定。最后通过动态测试分析系统进行了模态试验,验证了该方法的有效性和准确性。     

基于汽车振动的模态试验方法探究与应用

文章介绍了进行基于汽车振动的模态试验时应遵循的模态试验理论、模态试验方法及确保测试精度的相关措施,并对某重型卡车驾驶室的模态试验过程进行了简要陈述,通过该试验所得MAC图可知试验获取的模态参数非常可信,并且通过分析、研究模态振型图发现了该重卡驾驶室结构的薄弱环节,从而为该结构的改进及优化提供了重要的参考依据。     

基于响应面法的机床床身动静态多目标优化

为了提高数控机床的加工精度,床身必须具有较高的抗振动性,同时质量应尽可能的轻。文章基于SolidWorks建立TK6920型数控落地镗铣床床身三维模型,将模型导入ANSYS,对床身进行动态有限元研究,得到了床身前四阶模态固有频率和振型。在分析了模态结果后,提出以床身的质量和前四阶加权固有频率作目标函数、床身筋板厚度作设计变量建立数学模型,以确定床身结构多目标优化的最优解。从而使床身质量下降6.14%,前四阶固有频率分别提高8.54%、7.01%、6.99%、8.92%。为TK6920型数控落地镗铣床床身设计与制造提供一种理论指导。     

考虑韧性损伤的Ti6554电塑性本构模型建立及应用

建立了修正Johnson-Cook电塑性本构模型,使用FORTRAN语言开发了用户硬化子程序UHARD,并耦合指数形式的韧性损伤断裂准则,使用ABAQUS有限元软件进行了数值模拟。为验证本构模型与有限元模型的合理性,设计了脉冲电流辅助单向拉伸实验,通过控制脉冲电源的频率、占空比以及试验机的拉伸速度,分别在12、13和15 A·mm^-2电流密度下对Ti6554试样进行拉伸,直至断裂。结果表明,模拟与实验的载荷-位移、温度-时间曲线吻合情况良好,试样在15 A·mm^-2电流密度下的流动应力较小,温度攀升较缓,颈缩区域更广,颈缩现象提前发生,材料刚度退化最慢,最后通过扫描电子显微镜观察了3种电流密度下试样的断口形貌,发现试样均为韧性断裂。     

铝合金前防撞横梁的服役性能预测及评价

在某车型前舱的设计空间内,设计了一款基于铝型材的前防撞横梁,并通过准静态和动态拉伸试验获得了铝合金的应力-应变曲线,开展了前防撞横梁的服役性能预测及评价。结果表明,6061-T6和6082-T6铝合金的流变应力具有明显的应变速率效应。相比之下,6061-T6铝合金的屈服强度略高,而6082-T6铝合金的应变硬化和应变速率硬化更强;40%重叠偏置碰撞的最大侵入量和应变均大于100%重叠正面碰撞,两者的最大侵入量分别为29.2和29.1 mm,最终侵入量分别为22.4和14.9 mm;拖钩强度工况下,前防撞横梁各结构和焊缝的安全系数均大于1.45,6061-T6铝合金部件、6082-T6铝合金部件和焊缝处的最大疲劳损伤分别为0.435、0.103和0.460,满足强度和损伤的评价指标。