薄板拉伸失稳问题浅析

主要阐述的是圆型薄板拉伸件,在经过较长时间的稳定冲压生产之后,产品的产量出现波动,其周边出现褶皱,即失稳现象,针对这一问题,本文通过分析薄板件在冲压过程中的毛坯有区的应力变化规律,寻找影响板材拉伸失稳的因素,对薄板在拉伸过程中出现失稳的原因作出分析,有利于确定出解决问题的方法。     

有流条件下中间层隔声性能的理论分析

根据声学基本理论,具体推导了有流条件下匀质中间层隔声量的计算公式;详细讨论了流速影响隔声量的5种途径.数值计算的结果表明,对于单束平面入射声波,即使流速不大,其对隔声量的影响也不能忽略;对于无规入射情况,只有当流速足够高时才需考虑流速对隔声量的降低作用.     

Ca对变形Mg-9Li-2Zn合金显微组织和机械性能的影响

实验熔制了Mg-9%Li-2%Zn(质量分数)合金并研究了添加质量分数为0.1%~0.5%的Ca对合金的影响.合金板材具有良好的冷加工性能,室温下可以轧成2 mm厚的薄板.研究了微量元素Ca对板材显微组织和机械性能的影响.室温下对板材进行拉伸测试,结果表明添加元素Ca能够提高合金的机械性能,当添加质量分数为0.1%的Ca时,板材的抗拉强度和延伸率分别提高了19%和6%,随着Ca含量的增加,强度略有提高而延伸率下降.通过显微观察可知,Ca对显微组织有细化作用,其中含Ca 0.1%时效果最明显.通过分析结果可知Ca在晶界处的吸附致使显微组织细化,进而影响了板材的机械性能.     

不同温度下带阻尼薄板件振动模态实验与仿真

为分析带阻尼薄板件在不同温度下的振动模态特性，使用改制的环境箱和激光测振技术对板件进行模态参数识别，实验分析温度对带阻尼薄板件的模态频率和模态阻尼的影响规律。结果表明，温度跟带阻尼薄板件的模态频率呈负相关，在极端高温和低温情况下，模态阻尼大幅降低。提出基于优化算法的阻尼材料参数倒推识别方法，识别出阻尼材料随温度和频率变化的复模量和损耗因子，用于有限元仿真验证。仿真结果表明，使用频变的阻尼材料参数预测带阻尼薄板件的振动响应，其共振频率和响应幅值更接近测试值。     

有限板及球或柱面声波入射下的吻合效应

通过理论分析和数值计算就有限板以及球或柱面波入射情况下的吻合频率、吻合效应区的传声损失进行了研究.结果显示,有限尺寸平板与无限大板相比,吻合频率处的隔声量变化不大,但在临界频率和吻合频率处出现2个隔声低谷,使整体隔声量下降;而平板尺寸大小对吻合效应区及临界频率以上的隔声量影响不明显;球面波和柱面波入射时,吻合效应仅在板上部分区域出现,对隔声量的影响较平面波入射要弱.     

圆形效应靶薄板的冲击响应建模及参数影响分析

为了对压力测量效应靶变形与压力转换的影响因素进行研究,以圆形效应靶薄板为研究对象,在理想刚塑性理论的基础上,建立了冲击波压力作用下固支圆薄板的冲击响应模型,得到了薄板塑性变形与冲击波压力峰值、正压作用时间的映射关系。然后设计了外场爆炸冲击波测试试验,对冲击响应模型进行了验证;在此基础上,提出了薄板塑性变形与压力幅值转换的影响因子模型,讨论了不同参数对压力转换的影响。结果表明:建立的响应模型能够描述薄板在冲击波作用下的塑性变形,效应靶变形与压力的转换关系与冲击波正压作用时间和薄板直径有关,当正压作用时间大于10倍谐振周期时,变形与压力转换和正压作用时间无关;而在一定的正压作用时间范围内,影响因子随着薄板直径的减小而趋于稳定,减小直径可以提高效应靶的应用范围。可见,研究结果为压力效应靶的应用及结构设计提供了理论基础。     

薄材多点成形中回弹的预测

多点成形技术是三维曲面板类件柔性成形的新技术.在薄板边多点成形中,回弹是一个必须解决的问题.论文中采用显-隐式算法分析了板材厚度、曲率半径对柱面、球面等典型曲面的多点成形回弹的影响,得到了回弹趋势和回弹分布规律,这些结果对多点成形技术具有一定的参考价值.     

墙角节点声传递机理的探讨

对建筑中墙角节点的场传递进行了理论分析，计算了其声透射系数和隔声量。计算结果和实验测试有良好的一致性，并介绍了节点隔声的测试方法。     

矩形薄板超声辐射器弯曲振动模式及本征频率研究

对不同边界条件下矩形薄板的弯曲振动进行了分析,得出３种边界条件下（自由、简支、固定）矩形薄板的本征频率方程,并对其振动模式进行了研究。理论分析表明,经典的细棒弯曲振动理论以及矩形薄板的条纹振动模式,是弯曲振动矩形薄板的一些极限振动模式。实验表明,弯曲振动矩形薄板的共振频率测试值与计算值符合很好,且矩形薄板弯曲振动位移分布的理论与实测结果一致。     

矩形薄板超声辐射器弯曲振动模式及本征频率研究

对不同边界条件下矩形薄板的弯曲振动进行了分析 ,得出 3种边界条件下(自由、简支、固定 )矩形薄板的本征频率方程 ,并对其振动模式进行了研究 .理论分析表明 ,经典的细棒弯曲振动理论以及矩形薄板的条纹振动模式 ,是弯曲振动矩形薄板的一些极限振动模式 .实验表明 ,弯曲振动矩形薄板的共振频率测试值与计算值符合很好 ,且矩形薄板弯曲振动位移分布的理论与实测结果一致 .     

纤维增强悬臂复合薄板固有特性分析与验证

采用理论与实际相结合的方式,对悬臂状态下纤维增强复合薄板的固有特性进行了分析与验证.首先,基于双向梁函数法,推导了具任意纤维角度下该类型复合薄板的最大动能和应变能,明确了利用该方法获取固有频率和模态振型的原理.然后,编写了Matlab计算程序,并给出了分析纤维增强悬臂薄板固有特性的具体流程.最后,搭建了固有特性测试系统,并以TC500碳纤维/树脂复合薄板为研究对象,进行了实际测试.验证结果表明,基于双向梁函数法的纤维增强复合薄板固有频率计算结果与实验结果的误差在3.7%~9.7%,且前5阶振型结果也与测试振型结果一致,进而验证了所提出的理论分析方法的正确性.     

船体结构粘弹性夹层阻抑振动波传递特性研究

基于波动理论分析了含粘弹性材料夹层的船体板架中振动波传递特性,给出粘弹性夹层对弯曲波的隔声量公式.同时将粘弹性夹层引入转角含阻振质量的典型船舶L型结构中,通过多次构造阻抗失配有效地阻断船体振动噪声主分量的传递.在此基础上,将这种复合隔振技术引入到动力舱段声学设计中并开展相应的数值实验.结果表明:粘弹性夹层对船体结构波具有较强的阻抑作用,夹层隔振性能随其杨氏模量降低及尺度增加而增大,夹层杨氏模量对隔声量的影响较其尺度更为显著,在刚性隔振基础上联合应用较小尺度的聚氨酯夹层可显著增加隔振效果并有效拓宽了隔振频带,具有较高的效费比.     

碳纤维织物增强混凝土薄板的界面粘结性能试验

为了研究碳纤维织物增强混凝土薄板中织物和混凝土界面间粘结性能,首先介绍了德国斯图加特大学提出的测试织物在薄板的混凝土基体中界面粘结性能的拉拨试验方法,并通过初步试验,讨论了试验方法中试件养护条件和试验机夹具夹持试件的尺寸2个因素对试验结果的影响.然后,进一步研究了复合材料中的织物在其使用前的预浸胶和复合材料薄板制作过程中在织物上施加预拉力2项工艺对提高织物和混凝土基体间界面粘结性能的影响.采用Ohno ＆ Hannant理论,分析和探讨了该试验方法的机理.最后,得出该试验方法能较准确地反映织物增强混凝土薄板中织物和混凝土界面间粘结性能的结论,并提出织物浸胶和施加预拉力可以提高其界面间粘结性能的建议.     

双层板结构隔声性能阻抗法分析

应用阻抗分析法与少量实样测试相结合的研究途径,探讨具有确定平面尺寸和边界条件的双层板结构的隔声量,进而得到相应的半理论半经验拟合公式.对3种不同夹层形式的双层板结构的倍频程隔声量进行实例分析,得到各自的拟合公式.3种夹层形式分别为吸声材料夹层、空气夹层(空腔)和空气-吸声材料夹层.利用这些拟合公式,可以便捷、高效地开展隔声结构参量的工程筛选.     

弹性基底粘接薄板起皱的非局部分析

基于非局部理论,研究了粘接在弹性基底上的薄板的条纹形起皱问题.通过比较经典弹性理论和非局部理论的数值计算结果,讨论了弹性基底的下表面条件和泊松比、弹性基底与薄板的厚度比以及模量比对起皱行为的尺度效应和非局部效应.数值算例表明:粘接在不可压缩、薄硬的弹性基底上的薄板起皱的非局部效应显著;而对于厚软的弹性基底,粘接薄板非局部效应可忽略.     

薄板在不同媒质中振动及声辐射特性研究

根据薄板结构的形状特点,采用8个节点等参单元离散结构,对其周围的媒质采用20节点三维等参单元离散结构,建立薄板流固耦合系统模型及其声辐射模型.通过理论计算可知:在不同媒质(大气、煤油、水)中,媒质的密度越大,薄板结构的第一阶频率越小;薄板的各阶振型不受媒质密度影响,薄板各阶振型影响其声辐射效率;薄板的频率特性变化,薄板结构的声辐射特性也发生变化;薄板的厚度增加会降低结构振动基频.空气中薄板结构模态测试结果与考虑薄板周围媒质的影响薄板模态计算值一致.     

一维周期阻尼薄板结构的隔声特性

针对特定的薄板,借助FE-SEA方法,利用全频段声学仿真软件VAone建立了薄板隔声模型。分析了一维周期阻尼的分布,阻尼个数以及覆盖率等因素对薄板隔声特性的影响。结果表明,在阻尼间隔为100 mm时薄板的的隔声效果最好,在全频率段出10块阻尼的隔声效果最好;随着阻尼覆盖率的增大,隔声效果越来越好,但却不呈现一维周期阻尼的特点。二维周期阻尼由于能发挥x,y两个方向周期阻尼结构的优势,在63~1 000 Hz隔声效果好于一维周期阻尼。因此,对于一维周期阻尼结构需要调整周期阻尼结构的晶格常数及阻尼个数和覆盖率,以使隔声量达到最大。     

悬臂纤维金属复合薄板固有特性分析及验证

通过理论与实践相结合的方式,对悬臂边界下纤维金属复合薄板固有特性进行了分析与验证.针对所研究复合薄板的结构特点,基于复合材料力学和经典层合板理论进行建模,利用正交多项式法求解其固有特性并提出计算流程,搭建相应试验系统,以TA2/TC500纤维金属复合薄板为研究对象进行测试.结果表明,提出的计算方法所获得固有频率的结果与试验测试结果间的误差在1.2%~4.7%之间,对应模态振型的变化规律也完全一致,验证了所提方法的正确性.     

热振环境下纤维增强悬臂复合薄板的固有特性

基于哈密顿原理建立了纤维增强悬壁复合薄板的动力学方程,并利用双向梁函数法对其固有频率进行求解.然后,编写了Matlab计算程序,并给出了热振环境下分析其固有特性的具体流程,最后,搭建了该类悬臂复合薄板结构在热振环境下的固有特性测试系统.并以TC500碳纤维/树脂复合薄板为研究对象,对其固有频率进行了测试.结果表明,热振环境下纤维增强悬臂复合薄板固有频率计算结果与实验结果的误差在15%以内,且振型结果也与测试振型结果一致,进而验证了所提出的理论分析方法的正确性.     

修正偶应力理论层合薄板自由振动模型及尺度效应

通过引入各向异性的细观尺度复合材料层合板的本构方程,将各向同性修正偶应力理论推广到各向异性,基于虚功原理首次建立了复合材料层合板新修正偶应力理论的自由振动模型.该理论包含不同的两个材料细观参数,偶应力曲率应变不对称.但是,用于各向同性材料与原修正偶应力理论等价,为了便于工程应用,建立了只含一个细观材料参数的偶应力层合薄板理论弯曲和振动的简化模型.算例表明建立的偶应力层合薄板模型能用于分析层合板的自由振动尺度效应.