三种波形激励的大气压等离子体射流的比较研究

本文采用了棒-环结构的氩气等离子体射流装置,在正弦波、三角波和方波三种激励下均产生了锥形的大气压等离子体羽.利用电学方法,发现三种波形激励的放电,其放电脉冲均出现在电压正半周期内,而负半周期内没有放电脉冲.并且放电脉冲个数均随着电压峰值的增加而增加.对于多脉冲放电,正弦波和三角波激励的放电脉冲强度在电压上升沿内逐渐增加,而方波激励的脉冲强度在电压的正半周期内保持不变.此外,方波激励的相邻放电脉冲的时间间隔要比正弦波和三角波的大.利用高速影像研究发现正弦波和三角波激励的等离子体羽均由击穿阶段(流光发展)和余辉阶段组成.通过分析放电过程,对以上现象进行了定性解释.     

循环载荷下缺口板弹塑性应变分布测定

用电测法测定了带有中心圆孔矩形铝合金（ＬＹ－１２－ＣＺ）板在循环载荷作用下横截面的弹塑性应变分布，同时测定了循环载荷下孔边应力──应变回线，弹塑性应变集中系数Ｋε和应力集中系数Ｋσ，并和四种近似公式的计算结果进行了比较。发现在循环加载情况下用电测法绘制载荷──应变回线，并根据回线出现畸变的现象，可以灵敏的检测裂纹的萌生和早期扩展。     

新型振荡发生装置的研究

设计并制作一种提供正弦位移振荡且频率可调、振幅无级可调的新型振荡发生装置,阐述其结构设计及原理.运用数学分析方法计算振荡发生装置振幅位移随时间的变化,发现振幅随时间的变化并非严格的正弦,其上半周期与标准正弦图形重合度较好,下半周期位移与标准正弦有偏差.同时,采用实验方法验证振荡发生装置在运行过程中实际振幅随时间的变化,发现与理论计算值有一定偏差,但仍呈正弦位移运动趋势,且振幅值精度较高.     

基于固有应变的船体板列焊接变形数值预测

采用固有应变有限元法,对船体板列焊接变形进行预测.确定了固有应变加载区域,进行了热弹塑性有限元分析,获得焊接温度场和应变场,提取热弹塑性有限元分析得到的残余应变数据,作为相应加载区域的固有应变值.加载固有应变值,进行结构弹性分析获得板列焊接变形,数值模拟结果可为板列焊接变形预测提供依据.分析了不同的焊接顺序对固有应变加载和结构变形的影响.     

非比例加载条件下铝合金的低周疲劳

通过对 ＬＹ－１２ ＣＺ铝合金材料在常温、拉扭复合比例及非比例加载条件下循环特性及寿命的实验研究，得出了用 Ｍｉｓｅｓ等效应力幅值的峰值随积累应变增加的变化来描述非比例加载循环时硬（软）化规律是可行的，确认了可以用等效应变幅值ｅ和最大剪应变平面上的正应变εｎ两个参数来描述非比例加载的疲劳寿命。     

点载荷循环加载下红砂岩疲劳破坏特性试验分析

 在掘进机截齿破岩高频破碎锤破岩时,其与岩体的接触面积均很小,相当于点载荷循环加卸载破岩。为了解点载荷循环作用下上限应力对红砂岩疲劳特性的影响,利用MTS Landmark 试验系统对红砂岩进行上限应力比分别为0.700.800.85 和0.90 的循环点载荷试验。结果表明：在加载波形为渐变正弦波,下限应力比为0.3,加载频率为1 Hz 的条件下,红砂岩的疲劳寿命随着上限应力的增大而减小,即上限应力越大,破岩速度越快;红砂岩在点载荷循环加卸载作用下发生破坏时的轴向应变与上限应力所对应的静态应力-应变曲线峰后段的应变相当。     

复合材料层合板表面椭圆形分层非线性屈曲分析

基于修正型Ｈａｈｎ－Ｔｓａｉ非线性本构模型，利用Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｒｉｔｚ法，研究了复合材料层合板表面椭圆形分层非线性屈曲性态．采用阻尼因子法有效地克服了非线性迭代过程中屈曲应变的振荡现象．数值结果表明：某些层合板椭圆形分层非线性临界应变与线性临界应变有明显差别．     

依相位平衡条件判定正弦波振荡电路振荡的简明方法

通过对RC、LC、石英晶体正弦波振荡电路的分析，给出了依据相位平衡条件判定正弦波振荡电路能否振荡的简明迅捷的方法。     

重复荷载下沥青混合料变形的粘弹性有限元分析

沥青混合料是典型的粘弹性材料,广义Maxwell粘弹模型能很好地描述沥青混合料的变形规律。通过拟合AC-13C基质、改性沥青混合料的静载蠕变试验数据获得广义Maxwell模型的Prony系列系数,采用加载0.1s、卸载0.9s的半正弦波间歇荷载模拟路面实际的车辆荷载,对重复荷载作用下的沥青混合料进行粘弹性有限元分析,预测出重复荷载作用下AC-13C基质、沥青混合料的变形,与实测变形相比具有很好的一致性。粘弹性有限元方法预测出的应变包括弹性应变和蠕变应变,而蠕变应变直接导致永久变形的产生,通过分析蠕变应变可以判别沥青混合料的弹性恢复能力。     

Jones-Nelson-Morgan非线性复合材料模型的增量表达式

本文给出了Ｊｏｎｅｓ－Ｎｅｌｓｏｎ－Ｍｏｒｇａｎ非线性复合材料模型的增量形式的应力应变 关系．应用此应力应变关系可以求解与加载历史有关的非线性模量复合材科的结构应 力分析问题。文后列出了两种工况下的颗粒型石墨材料板的应力分析计算结果。     

岩石类介质SHPB试验加载波形的数值分析

采用基于细观损伤力学基础而开发的动态岩石破裂过程分析系统RFPA2D对大直径SHPB装置中压杆的应力波弥散效应进行二维数值分析,讨论了矩形应力脉冲和三角形应力脉冲两种加载波形对弥散结果的影响.结果表明,基于细观损伤力学基础而开发的动态岩石破裂过程分析系统RFPA2D能够较真实地模拟SHPB试验中波形传播过程;在大直径SHPB实验技术中,由于压杆的横向泊松效应,波形在传播过程中的弥散现象明显;选择合适的加载波形可以有效降低SHPB装置中应力波的弥散效应,其中三角形波加载可以降低大直径SHPB动态测试中的应力波弥散,是岩石混凝土等非均匀材料SHPB动态测试的较理想加载波形.     

基于FDM-DEM耦合的岩石动态冲击特征方法

为探究动态冲击作用下岩石的力学特征，根据室内霍普金森冲击试验模型，基于有限差分(finite difference method，FDM)-离散元(discrete element method，DEM)耦合方法构建了三维分离式霍普金森压杆(SHPB)冲击数值模型，在模型入射杆端部施加半正弦冲击波进行动态冲击模拟，对三维离散元试样的动态应力时程曲线、裂纹时空演化等特征进行讨论，从细观力学角度分析岩石的动态冲击破坏过程。结果表明：三维耦合模型在动态冲击过程中能够很好的满足应力有效性检验，保证了冲击过程的可靠性；利用Fish语言编写的半正弦冲击波等效替代室内试验撞击杆的撞击作用可以在一定程度上消除入射波的弥散效应；动态冲击过程中，试样内部的裂纹发展可分为平静阶段、缓升阶段、陡增阶段和稳定阶段，且裂纹主要产生于应力峰后阶段，裂纹总量呈反“Z”型变化。     

大理岩RHT模型参数确定研究

RHT模型共计包含34个参数,其中A,n,f_s*,f_t*,Q₀,g_c*,ξ,D₁,ε_pm,A_f,n_f,p_comp和N因试验获取途径复杂较难确定,多数学者在利用RHT模型模拟岩石爆破破碎时,不管岩石种类如何变化都只是简单引用混凝土的相关参数,为了较为准确地获得大理岩的相关参数取值,以静力学试验、声波测试试验和SHPB冲击试验为基础,LS-Dyna数值模拟为手段,通过正交试验的方法对以上参数进行优化确定,并将参数优化前、后的模拟曲线分别与SHPB冲击大理岩的试验曲线进行对比.结果表明:以上参数经过正交模拟试验优化确定后,缩小了模拟曲线与SHPB冲击试验曲线的对比误差,得到了适用于大理岩的RHT模型参数.      

SHPB实验波形振荡问题的影响与解决方法

对分离式霍普金森压杆试验中因波导杆弯曲效应而产生的波形振荡问题进行了分析,并提出解决方案。对不同电桥连接方法进行了理论分析和实验验证,提出了全桥接线法消除弯曲效应的影响,得到无振荡的波形曲线,并对数据分析的二波法和三波法处理结果进行了比较分析,给出了SHPB实验中解决弯曲效应的最佳桥路接法。     

石灰岩的SHPB试验研究

利用大直径（φ75 mm）分离式Hopkinson 压杆装置（SHPB）实验技术对石灰岩岩石试件进行了循环冲击实验,得到了石灰岩岩石冲击过程中的动态应力-应变曲线,定量研究了冲击过程中的能量耗散. 同时利用岩石损伤的超声波测试技术对应力波作用下的石灰岩损伤进行表征,并探究了不同冲击条件下石灰岩损伤和应力波波幅、石灰岩损伤和耗能值之间的关系. 在子弹长度相同条件下,石灰岩损伤和应力波波幅呈指数关系,且在累次冲击实验中得到印证. 石灰岩损伤与耗能值之间为简单的线性关系.      

SHPB技术在材料动态加载相变行为研究方面的拓展

对比分析了分离式霍普金森压杆(SHPB)技术的冲击加载的方式以及传输和加载机制,分离式霍普金森压杆根据不同的目的可对加载装置和实验方法进行调整,依据其冲击加载基本原理,尝试将分离式霍普金森压杆(SHPB)技术引入非晶合金材料的冲击加载诱变研究中,实验表明,SHPB技术在材料一维加载情况的相变及其机理研究方面有着广阔的应用前景.     

强冲击载荷下岩石本构关系研究

研究脆性岩石在强冲击载荷下的力学响应特必和一级轻气炮驱动的飞片撞击实验技术,测量大理岩试件组成的靶板中的应力脉冲波形;应用拉氏分析方法,探讨岩石在高应变率下的力学性质和变形特征。分析得到岩石动态本构关系,深化了对岩石力学性质的认识。     

Theoretical analysis of JMC effect on stress wave transmission and reflection

Taking the joint matching coefficient (JMC) which represents the contact area ratio of the joint in rock masses as the key parameter, a one-dimensional contacted interface model (CIM-JMC) was established in this study to describe the wave propagation across a single joint. According to this model, the reflected and transmitted waves at the joint were obtained, and the energy coefficients of reflection and transmission were calculated. Compared with the modified Split Hopkinson pressure bar (SHPB) experiment, it was validated by taking the incident wave of the SHPB test as the input condition in the CIM-JMC, and the reflected and transmitted waves across the joint were calculated by the model. The effects of four sets of JMCs (0.81, 0.64, 0.49, and 0.36) on the transmission and reflection of the stress wave propagation across the joint were analyzed and compared with the experimental results. It demonstrated that the values of CIM-JMC could represent both the transmission and reflection of the stress wave accurately when JMC > 0.5, but could relatively accurately represent the reflection rather than the transmission when JMC < 0.5. By contrasting energy coefficients of joints with different JMCs, it was revealed that energy dissipated sharply along the decrease of JMC when JMC > 0.5.     

长方形岩石劈裂应力分析

 提出一种基于弹性力学平面问题傅里叶级数的长方形岩石劈裂应力解析方法。为了与该傅里叶级数解析方法比较,建立了相同劈裂载荷条件下长方形岩石三维有限元模型,分析了劈裂试件的应力分布,以及试件宽长比、垫条宽度对劈裂试件应力分布的影响。结果表明,两种方法的分析结果一致,劈裂试件的最大拉应力未出现在试件中心,而是出现在试件x=0 对称轴上靠近边界的某一点;最大拉应力随着垫条宽度2c 和试件宽长比b/a 的增加而减小;正方形试件的最大拉应力大于圆柱形试件的最大拉应力。通过类岩石材料劈裂实验,证明了该傅里叶级数解析方法描述的长方形岩石劈裂应力分布规律与实验结果相符。     

不带导流板矩形腔的流激振荡的频率特性

通过试验发现不带导流板矩形腔的流激振荡问题中,存在两种机理的振荡模式－腔的深度方向上驻波振荡和流体动力振荡,分析,探讨了不同气流迎角,不同腔深情况下的两种振荡频率的变化规律。从中得到如下结果：（１）驻波振荡频率几乎不随流速迎角的变化而变化,但随腔深、腔口截面积的增大而减小;（２）流体动力振荡频率所对应的Ｓｒ近似为一常数,不随流速变化,但随迎角的增大而减小。