多晶织构金属薄板的塑性各向异性分析

从晶体学理论出发 ,将多晶体看作是具有不同取向的单晶集合体 .认为单晶体各个滑移系的开动相互独立 ,从而简化计算模型 .同时利用从实测极图分析得到的三维晶粒取向分布函数作为权函数 ,对多晶织构圆板深拉延后径向应变进行平均化处理 ,得出薄圆板法兰部分的径向应变沿环向呈不均匀分布 ,其峰值个数及位置同已有实验结果相一致 ,表明模型正确 ,方法可行     

面心立方基体内B2结构沉淀相间的界面结构

从面心立方基体的对称性出发，我们确定了该基体内固态沉淀反应所致Ｂ２结构沉淀相之间的界面取向；基于稳定界面结构应具有最低能量的考虑，提出了几种可能的沉淀相间界面结构模型；实验观察表明，Ｎｉ－Ｂｅ合金中沉淀相间界面取向满足对称性要求，β／β界面结构跟自由β相的＜１１０＞｛１１２｝孪晶界面相同，但界面附近存在应变场。     

球形生物材料干燥时的弹性应力研究

建立了弹性应变状态下,生物材料干燥的应力应变模型。应用此模型,可以在得到物料各单元层含水率变化的基础上,得到各单元层的应力与应变。以球型土豆为例,得到:在恒速干燥期,各单元层径向应力与剪切应力逐渐增大,并且剪切应力在1 h～2 h之间达到最大值,径向应力在1 h～3 h之间达到最大值。剪切应力最大值出现在表层,径向应力最大值则出现在含水率高的核心部位。各单元层的应力在达到最大值后缓慢减小,最终接近于零。     

木材径向反复受压应力-应变模型研究

通过木材小清材试样的单调加载和反复加卸载试验,研究了木材径向全表面受压试样在单调加载和反复加卸载作用下的应力-应变关系.试验结果表明:单调加载应力-应变曲线和反复加卸载骨架曲线在应变小于0.16时基本重合,在应变大于0.16时,两者数值差异逐渐增大,但仍可由同一数学模型进行描述;木材反复卸载、再加载过程中,再加载路径与卸载路径分别由线性和双折线模型表达.综合考虑木材单向横纹受压以及反复加卸载过程中的典型特征,建立了反复荷载作用下木材径向全表面受压应力-应变模型.基于所建模型编写了MATLAB程序,对比分析了模型计算结果与试验结果,两者吻合较好.     

三通管接头径向挤压的刚塑性有限元研究

本文从实验和理论两方面验证了等径三通管接头径向挤压时的金属流动过程属于平面应变问题,应用Lee和Kobayashi S提出的刚塑性有限元法导出了模拟平面应变问题的刚塑性有限元数学模型的具体显式,编制了一套微机上模拟等径三通管接头径向挤压过程的程序.成功地模拟了等径三通管接头的径向挤压过程,计算了应变速率场和应力场的分布值,初步掌握了径向挤压时的金属流动规律.     

负压条件下高含水率疏浚泥轴对称大应变固结模型

基于Gibson一维大应变固结理论和Hansbo径向固结理论,摒弃小应变假定,引入负压边界条件,建立了等应变条件下以孔隙比为变量的负压轴对称大应变固结(NALSC)模型.NALSC模型同时考虑了高含水率疏浚泥的材料和几何非线性、径竖向渗流、负压沿深度衰减等因素,其他学者建立的固结方程是NALSC模型的特例.基于线性化的材料参数,对固结度变化时程进行了数值模拟,结果表明,在不同的渗流条件和真空度衰减方式下,NALSC模型与现有模型的固结度计算值基本吻合;土层厚度与砂井有效加固直径比值不小于10时,土体主要发生径向固结,竖向固结可以忽略;NALSC模型的计算精度较高,适用于高含水率疏浚泥的大应变固结性状分析.     

永磁铁氧体多极磁环取向结构的研究

将Halbach阵列结构创新运用到各向异性铁氧体多极磁环的注塑模具取向结构中,对常规径向取向结构和Halbach阵列取向结构进行对比研究,运用有限元软件仿真辅助得出两种不同取向结构的磁场云图和磁场强度波形分布.分析结果表明:运用了Halbach阵列的新型取向结构的磁场强度有明显的增加,该结构相对独特易行,可以有效解决生产实践中各向异性铁氧体多极磁环注塑过程中取向不充分的问题.     

多孔球形电极颗粒中的扩散-应力耦合分析

具有良好化学稳定性及较高存储容量的多孔材料在锂离子电池及超级电容器中有广泛的应用,但已有的扩散-应力耦合模型大多忽略多孔材料的微观结构.基于此,建立考虑孔隙率和迂曲度的多孔球形电极颗粒中的扩散-应力耦合模型.针对Mn_2O_4电极进行恒压充电下的数值计算,探讨孔隙率和迂曲度系数对锂离子浓度、径向应力、环向应力及体积应变的影响,并将模型结果与他人结果进行对比.数值结果表明:迂曲度系数越大,电极中锂离子的扩散越差、体积应变越小且径向应力和环向应力越大;孔隙率越大,电极中的锂离子浓度和体积应变越大但径向应力和环向应力越小;多孔电极结构更有利于提高嵌锂能力.因此,应选择孔隙率大且迂曲度系数小的材料作为高存储容量的电极材料.     

分级循环荷载下泥岩和砂岩的阻尼特性试验研究

为研究岩石在不同应力水平循环荷载作用下轴向与径向变形的应力应变滞后关系及径向阻尼比与轴向阻尼比的关系,在MTS815岩石力学试验系统上对饱和泥岩与饱和砂岩进行变幅分级循环荷载试验。研究结果表明:同一岩石在循环荷载作用下的径向滞回环与轴向滞回环形状保持一致;对于砂岩,在加载时应变相位超前于应力相位,在卸载时应变相位滞后于应力相位,由此导致滞回环加卸载段都呈下凸状;对于泥岩,在加载时应变相位同步或滞后于应力相位,在卸载时应变相位滞后于应力相位。应力幅值不变时,随着循环次数的增加,阻尼比趋向于稳定,应力幅值越大,阻尼比越大。泥岩的阻尼比大于砂岩的阻尼比,泥岩和砂岩的径向阻尼比都大于轴向阻尼比,且在循环加载的初始阶段,泥岩和砂岩的径向阻尼比增长速率较快。随着径向应变与轴向应变比的增大,径向阻尼比与轴向阻尼比的比值逐渐减小,两者之间的关系为线性关系。     

基于数值模拟的无芯模旋压收口工艺

为深入研究旋压收口成形机理，并为实际工艺过程提供依据，文中建立了单旋轮无芯模旋压收口成形的大变形弹塑性有限元模型，使用有限元分析软件MARC，对旋压收口成形过程进行三维弹塑性有限元模拟．对旋压成形过程的变形机理及应力应变分布的分析结果表明，变形金属在旋轮与毛坯的接触区受三向压应力作用；从已变形区到未变形区，轴向拉应变逐渐过渡为压应变，径向压应变则过渡为拉应变．随着压下量的增加，等效应力增加，径向应力最大值均出现在口部直身以及过渡圆角内壁，最薄区域（拉裂危险截面）出现在过渡圆角位置．有限元模拟结果与实际旋压变形规律吻合良好，为收口旋压成形工艺的制定提供了理论依据．     

基于ANSYS的瞄准镜温差热应变仿真分析

为了分析环境温差对瞄准镜光学系统的影响机理,研究光学透镜在径向和轴向温差作用下的变形规律,该文首先利用传热学和光机系统设计知识进行理论分析,然后利用ANSYS对径向、轴向温差分别为1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、-1℃、-2℃、-3℃、-4℃、-5℃时的各透镜进行了仿真分析。得到各透镜的瞬态温度场分布和总应变云图,并绘出总应变随径向、轴向温差的变化曲线。仿真结果表明:透镜温度场沿径向和轴向成梯度分布;径向温差最大总应变出现在透镜高温侧的边缘处,轴向温差最大总应变出现在透镜高温侧的中心位置;在温差相同时,轴向温差对透镜热应变的影响较径向温差大;最大总应变均随温差线性变化。     

脆性材料斜裂纹断裂与损伤耦合分析

对单向拉伸的斜裂纹,应用西多霍夫损伤模型和断裂力学耦合分析方法,推导出脆性材料斜裂纹损伤区与断裂区的边界方程,确定了脆性材料斜裂纹初始损伤区和断裂区的径向尺寸.提出了裂尖断裂区内径向应变能的概念,并建立了基于此概念上的裂纹扩展准则,即裂尖断裂区内径向最小应变能(RMSE)判据,从而确定了脆性材料斜裂纹在断裂区边界上的开裂角.最后确定了不同裂纹倾角起裂点的坐标.     

光纤布喇格光栅应变传感灵敏度的分析

分析了光纤布喇格光栅分别在轴向应变和径向应变情况下的传感特性，在理论上推导了光纤布喇格光栅的应变-波长位移数学模型，讨论了轴向应变灵敏度和径向应变灵敏度的异同，并且给出了计算机仿真实验结果．光纤布喇格光栅传感器在实际应用中，安装方位对光纤应变测量有很大影响，分析了轴向应变和径向应变同时存在的情况下，不同的安装方位及其不同的应变比导致光纤布喇格光栅传感灵敏度的变化，同时给出了计算机仿真实验结果．     

AS法主缆锚靴位置钢丝受力安全性能分析

空中纺线(AS)法主缆纺丝时,钢丝通过绕过锚靴进行锚固,锚靴的半径通常较小,此时钢丝会产生较大的弯曲应力。为了对锚靴位置钢丝的受力安全性能进行分析,首先,采用单根无应力钢丝进行弯曲试验,验证钢丝绕小半径锚靴的弯曲应力与理论计算值。通过钢丝的拉伸试验得到钢丝实测的应力-应变曲线,将钢丝的本构关系简化为双折线的强化模型。将绕过锚靴表面的钢丝受力状态视为拉弯构件,计入材料非线性并采用条分法对设计索力下截面应变状态进行迭代求解。考虑钢丝对锚靴的径向压力会产生摩擦力阻碍钢丝的自由伸长,通过实体有限元模型分析钢丝与锚靴间的滑移状态,讨论不同摩擦因数对钢丝应变的影响。最后,考虑钢丝间的挤压引起钢丝截面的法向应变,采用修正本构关系的分层有限元模型讨论钢丝径向力作用下的应变。研究结果表明:根据条分法分析得到5、7 mm直径钢丝绕400 mm半径锚靴时截面的最大应变分别为1.315%和1.831%,当钢丝的极限应变为4%,锚靴位置钢丝的安全系数分别为3.04和2.19;考虑摩擦作用后钢丝的最终应变降低130×10~(-6)～390×10~(-6),考虑钢丝互相挤压作用引起钢丝截面法向应变的增加量为140×10~(-6),径向力对钢丝的应变影响相对较小。     

川西南地区膨胀岩的膨胀特性

利用岩土三向膨胀力测量仪,研究膨胀岩的膨胀特性。试验结果表明:在无侧限条件下,膨胀岩吸水膨胀是具有时间效应的时间过程,试样吸水后,膨胀应变很明显,在较短时间内可以达到总膨胀变形的85%以上,随着时间的增长,膨胀应变最终趋于稳定状态。轴向应变始终大于径向应变,最终的轴向应力值约为径向应力值的2倍。随着含水率的增加膨胀应变也相应增加,其发展过程大体分为开始膨胀、快速膨胀、稳定膨胀3个阶段。膨胀岩的轴向应变随轴向应力的增大而减小,在较小的应力区间范围内,膨胀岩的膨胀应变变化比较明显,随着轴向应力的增大,其变化程度有所放缓。修正后的Huder-Amberg本构模型更符合膨胀岩的膨胀特性。     

突出煤层槽硐周围煤体的应力与应变

为研究水力掏槽技术在突出煤层中实现快速掘进,分析槽硐周围煤岩的应力与应变、煤体弹性模量与竖固性系数的关系。利用ANSYS有限元软件建立水力掏槽槽硐数值模型,分析槽硐横向、竖向剖面周围煤岩体应力、应变云图。结果表明:槽硐周围煤体在应力重组作用下,径向、轴向应力集中带均向深部移动;距离槽硐不同位置测点,煤体应力、应变均呈规律性变化;同一剖面上距离槽硐中心径向距离越大,煤岩位移量、应变、应力变化越小;距离槽口轴向距离越大,煤岩位移量、应变、应力变化越大,但是超过一定距离后,又逐渐减小。现场实验结果验证了理论分析和数值模拟结果的准确性。     

面心纯铝轧制织构的晶体塑性有限元模拟

基于率相关晶体塑性本构模型,分别将Taylor模型和有限单元模型两种多晶模型嵌入大型有限元程序ABAQUS,实现了晶体塑性学有限元模拟. 直接将电子背散射衍射(EBSD)获取的晶粒初始取向输入晶体塑性有限元模型,预测了两种不同应变情况下面心1 050纯铝轧制织构的演化. 模拟结果与EBSD实验测得的织构演化结果有较好的一致性,随着变形程度的增加,预测织构与实测织构变得更加锋锐. 经过比较,Taylor型模型预测出了{4 4 11}〈11 11 8〉的Dillamore取向,而有限单元模型预测出了铜型织构取向,比Taylor模型预测结果更接近实验验证结果. 两种模型并不能预测出{011}〈211〉黄铜取向、{123}〈523〉S取向、{011}〈100〉Goss取向及其他理想取向.     

对结构局部微小损伤敏感的一种监测与诊断方法——应变模态法

大型钢结构件微小损伤的存在、发展决定着结构的可靠性和安全性,利用结构应变模态对结构的微小损伤的敏感性,可以及时定性的监测诊断结构损伤的位置以及发展状况,对于保障结构的可靠性、安全性具有重要意义.文章从理论上研究应变模态的原理和应变模态参数识别方法,并通过实验获得试验模型的应变模态参数、应变模态振型,为工程实际应用提供必要的理论、实践依据.     

复合型裂纹脆断主应变因子准则

提出了一种复合型裂纹脆断的主应变因子准则。该准则为：1）定义垂直于裂纹扩展径向平面上的主应变ε1及极径r的组合量√2πrε1为主应变因子ε1^-,裂纹将沿主应变因子取得最大值的径向扩展;2）垂直于裂纹扩展径向平面上的主应变因子的方向与原裂纹面法线方向的夹角为扩展裂纹面的扭转角,当主应变因子达到临界值时裂纹将失稳扩展。由此导出了裂纹的开裂方向和裂纹面扭转角有断裂方程。Ⅰ-Ⅲ复合型裂纹断裂试验表明：主应变因子准则与试验结果基本相符,利用其进行断裂评定较安全。     

SHPB的径向惯性效应修正

惯性效应是造成SHPB试验中试件应力不均匀和多轴性的主要因素.对SHPB试验中的径向惯性效应进行了分析,发展了Dharan修正模型,考虑了径向应力的不均匀分布和试验加载过程中试件变形速度的变化,推导了新的径向惯性修正公式.计算分析表明,修正公式可有效减小测试应力应变曲线的振荡,消除波形中上升沿波头对屈服应力测试的影响.