三维四向大编织角复合材料的细观强度分析

编织角是影响三维编织复合材料力学性能的最重要因素.实验数据表明:大编织角复合材料在单向拉伸作用下的破坏形式较为复杂,其应力-应变曲线呈现非线性特性.本文建立了细观应力场的均匀化列式和有限元求解方法,运用该方法对三维大编织角复合材料的细观应力分布进行了数值模拟,结合相关的强度理论对材料进行失效分析,并进一步对材料的拉伸强度进行预测.强度计算结果与实验结果较为吻合.     

表面微观形貌对疲劳强度影响的定量分析

利用原子力显微镜对表面定量测量的结果,通过建立有限元模型,分析了表面微观形貌表征参数对微应力集中的影响,研究了四种不同表面处理方式对lCrllNi2w2MoV不锈钢疲劳性能的影响。结果表明:各表征参数包括微缺陷温度、微缺陷的谷底半径和单峰平均间距对微压力集中都有影响,仅靠表面粗糙度参数无法真实反映表面微观形貌对微应力分布的影响;不同表面微观形貌所引起疲劳性能的变化与其表征参数的变化是一致的,利用表面形貌参数可以定量分析不同表面所导致的疲劳性能的改变。     

剪力钉推出试验受力机理研究

剪力钉在钢-混凝土组合结构中传递剪力,调节钢与混凝土结构的受力分布,广泛应用于桥梁、高层建筑领域。由于计算和测试手段不足,以往对剪力钉受力机理的分析还仅限于对推出试验结果中的滑移量和破坏形式进行分析,规范中对剪力钉承载力的规定基本为以推出试验结果为主的经验公式。利用有限元软件通过合理的建模,对推出试件中剪力钉的细观应力场进行分析,结合推出试验结果,对剪力钉的受力机理进行细致分析。同时,通过变化参数对影响剪力钉性能的因素进行分析。     

共轴偏光瞳折轴三反射光学系统装调方法

为了实现共轴偏光瞳折轴三反射光学系统的高精度装调,提高其光学成像质量,研究了大口径非球面反射镜的微应力装配以及光学系统共基准的调校方法。采用光学定心加工实现主、次反射镜光轴基准与相应构件机械轴基准的高同轴度;采用Zygo激光干涉仪检测波像差,指导主镜、次镜以及三镜的装配过程,保证各反射镜装配组件完成后的面形精度与裸镜一致,并最终指导完成主次镜光学系统以及三反射光学系统的像质调整。此外,由于整个光学系统是偏轴使用的,推帚方向垂直于电荷耦合器件(CCD)线阵方向,采用折轴镜旋转并修切折轴镜垫圈的方法来消除由于折轴镜倾斜而引入的系统像散。实际装配结果表明:光学系统各个视场处的成像质量均达到系统装配指标,光学系统波像差均方根(RMS)值小于0.07λ,传递函数(MTF)大于0.57。     

基于均匀化理论的三维编织复合材料细观应力数值模拟

从基于小参数渐近展开和摄动方法的均匀化理论出发,给出了求解细观应力的数学表达式。通过有限元方法对三维编织复合材料的细观应力场进行数值模拟,并结合适当的强度准则对拉伸极限强度下单元的失效情况进行判断,得出材料强度的一种细观失效判据。通过该方法得到的应力计算结果与实验结论基本相符。      

碾压混凝土坝层面对温度应变的影响研究

通过建立薄片模型，应用材料力学方法，推求出层面与本体由于不同线膨胀系数、弹性参数等引起的微观应力，预测了能综合反映层面对温度应变影响的水平向和竖向等效线膨胀系数．算例表明，层面对温度应变的影响较小，在计算温度应变时可不考虑层面的影响．但层面的防裂是不利的，微观应力对层面应力的影响不容忽视．     

航天光学遥感器用XM-23密封剂的微应力使用工艺研究

对航天用XM-23密封剂进行了仔细研究。重点考虑了其作为阻尼剂在航天光学遥感器反射镜组件中的应用情况,分析了其各组分构成及功能,合理选择了各组分质量配比,优化了和胶过程中各组分的添加顺序,形成了常温常压初固化、常温常压基本固化、真空高温后固化的固化工艺。最终得出了一种比较理想的可用于空间反射镜组件结构微应力密封的使用工艺路线。试验数据表明,该使用工艺路线时间短,内应力小,各组分配比合理,达到了空间项目中对密封剂微应力的使用要求,因而可以广泛应用于空间结构。     

空间遥感器反射镜组件的微应力装配技术

讨论了某型号空间遥感器主镜组件的微应力装配技术。在镜面被加工到面形RMS值为λ/10(λ=632.8nm)时进行组件装配。为了尽量减小装配应力对镜面精度的影响,分析了主镜镜面的受力情况,并设计了组件装配流程及装配调整装置。装配后对面形进行了测试与检验,面形数值没有发生变化。最后通过力学环境试验和真空热循环试验进行了验证。结果表明,该装配技术满足设计及使用要求。     

杂质对盐岩力学特性的影响研究

采用随机序列吸附方法(RSA),生成3种不同杂质含量且其位置和大小随机分布的含杂质盐岩平面有限元模型,研究其在单轴、三轴压缩荷载下的细观应力和变形特性,研究杂质颗粒形状、大小、含量、分布方式等对含杂质盐岩整体力学和变形特性的影响。研究结果表明:杂质和盐岩力学特性上的不匹配导致在杂质体内部以及界面附近存在较为明显的应力集中,杂质形状和大小不同,在杂质内部、界面以及盐岩中应力分布形式存在较大差异;杂质含量越大其盐岩基体中的应力分布越不均匀,当相邻杂质其距离较近时杂质外应力集中区域会相互连通,并相邻杂质之间的区域存在应力叠加现象,杂质形状、大小以及分布对应变分布的影响同样较大;杂质内部的应变均比盐岩应变小很多,当杂质间距较小时,在杂质之间的区域特别是竖向分布的杂质之间会形成应变集中叠加。