岩石动态破裂全过程曲线测试的研究

介绍了一种测定岩石动态荷载-位移全过程曲线的实验技术。该方法采用长杆自由下落冲击圆柱形岩石试件。通过对杆端荷载的测量,并基于长杆条件下荷载、位移及落高之间存在的定量关系,进行了位移计算,从而得到荷载-位移全过程曲线。文中给出了三种岩石的动态荷载-位移全过程曲线。     

高应变率下无氧铜动态剪切性能研究

动态剪切试验是获得材料高应变率力学性能的有效方法之一,采用由霍普金森压杆改进的双缺口冲击剪切装置具有测试方便的特点,同时其测试结果的可靠性可以满足工程应用的需要。本文首先通过有限元数值模拟肯定了这种改进的双缺口冲击剪切试验装置的有效性,并对试件几何量的优化作了分析讨论。在此基础上,对无氧铜材料的动态剪切特性进行了测试。得到了在高应变率下无氧铜材料的剪切应力-应变曲线。实验结果并表明,在高应变率下,无氧铜材料依然符合Von．Mises屈服准则。     

硅橡胶动态拉伸力学性能的实验研究

为研究硅橡胶在高应变率下的拉伸力学性能,基于旋转盘式间接杆杆型冲击拉伸测试系统,针对硅橡胶低模量、低强度的特点,选择和确定了拉伸试件与入射杆/透射杆的机械连接方式以及拉伸试件的形状和尺寸,实现了硅橡胶材料的高应变率（350 s^-1）单向拉伸试验.采用自动网格法应变测试技术,实施了硅橡胶在准静态（0.001 s^-1）和中应变率（1 s^-1）加载条件下的单向拉伸试验.拉伸应力-应变测试结果表明：硅橡胶的拉伸力学行为具有明显的超弹性特征,且具有显著的应变率相关性,其拉伸模量随着加载应变率的升高而增大.     

利用SMA拟弹性增强复合材料梁抗低速冲击性能

以形状记忆合金SMA纤维增强复合材料梁为研究对象,根据SMA拟弹性曲线的特性,确立了一种SMA拟弹性应力应变关系的分段线性化模型;根据SMA的能量吸收特性,采用分步能量平衡法,求解了SMA增强复合材料梁受低速冲击时的横向位移和应力;分析了SMA的拟弹性特性对复合材料梁的低速冲击响应性能的影响.研究结果显示,SMA的能量吸收特性能有效地增强复合材料梁抗低速冲击响应性能,梁的最大位移和最大应力都有明显减小.     

新型电脑绣花机挑线机构的优化设计

以新型电脑绣花机挑线机构为研究对象,应用优化设计的方法,以六杆机构的杆长为设计变量,以输出端的位移曲线和已知机构的输出位移曲线的差值最小为设计目标,通过编程计算,得出了一组杆长的合理搭配,使新型挑线机构的输出和已有挑线机构的输出差值降到最小,实现了用新型挑线机构代替受专利保护的已有机构的目的.     

前端开孔的大振幅柱型超声变幅杆

提出了一种前端开横向矩形通孔的柱型变幅杆.利用有限元方法计算了谐振频率下振幅放大倍数和输出端面位移分布,研究了孔尺寸对变幅杆谐振频率的影响并优化了孔尺寸,得到最大放大倍数,与传统变幅杆相比放大倍数有大幅提高.分析了优化前后变幅杆的应力.将变幅杆与换能器相连接,激光测振仪测试了振动系统的频率、振型、变幅杆的输出端面位移分布及相对于变幅杆输入端的振幅放大倍数,测试结果与有限元计算结果一致.测试结果还表明激励电压与变幅杆输出端位移具有线性关系.     

光纤Bragg光栅在分离式Hopkinson压杆实验中的应用

光纤Bragg光栅用于高频应变的测试是一个重要研究课题．文中介绍了其高频解调原理,探讨了光纤光栅传感器用于分离式霍布金逊压杆(SHPB)实验装置中应变测试的相关问题；推导了弹性杆中传播的应力波σ与传感光纤光栅中光波相位的变化量Δ(?)之间的关系式,进而建立了含有光纤光栅传感变化量的弹性杆应力波计算公式；构建了基于光纤Bragg光栅的动态应变测试系统,对中心波长分别为1550nm和1545nm的裸光纤光栅传感器以及应变片,两种传感器粘贴在被撞击弹性杆(输入杆)表面测试应变的情形进行了比较研究,给出了实验结果．研究表明,光纤Bragg光栅在高频动态应变测量中具有很好的应用潜力和前景,测试方法和结论对于光纤Bragg光栅在高频动态应变的实际测试中具有积极意义．     

DIC法在岩煤岩冲击破坏试验中的应用

为了研究岩煤岩组合体在冲击破坏过程中的全场应变和位移,利用霍普金森压杆对煤单体及岩煤岩组合体试件进行冲击试验.利用高速摄像机采集数据,运用数字散斑相关技术对岩煤岩组合体进行非接触式测量,用DIC软件对数据图像进行筛选和分析.试验得到应力应变曲线、全场应变散斑图和位移散斑图.试验结果表明,在冲击过程中岩煤岩组合体前期内部不均匀变形较大,后期组合试件内部的应力波经过多次传播以及反射,使得应变趋于均匀;受冲击荷载时,中间煤部分先产生裂隙,随后裂隙向岩石扩展形成贯通裂纹直至破坏;试件不断被冲击压缩后,水平方向位移的变化也逐渐一致.     

冲击载荷作用下复合材料层板动态力学性能的实验研究

介绍了Hopkinson杆冲击拉伸实验设备及其实验技术,对CFRP、GFRP层合板进行了冲击拉伸实验研究,得到不同加载率下CFRP、GFRP层板的应力-应变(σ-ε)曲线,以及断裂强度、拉伸模量和断裂应变随加载速率改变的规律,认识复合材料层板在冲击拉伸情况下动态力学行为和变形、破坏机理。     

丝状材料单夹杂问题的弹性解

研究了丝状材料中含单一柱状夹杂轴对称本征应变问题,将原问题分解成两个子问题,并分别求得杆中的弹性场;再利用叠加原理,获得原问题的位移场、应力场及弹性应变能。     

基于数值模拟和机器学习的汽车碰撞代理模型

建立某型皮卡车三维有限元实体模型,模拟汽车对刚性墙碰撞和两车相向对撞的动态过程,得到不同初速度下汽车的碰撞力-位移曲线.将汽车初始速度作为输入,碰撞力-位移曲线作为输出,采用BP神经网络机器学习算法建立全速度域下汽车碰撞代理模型.将数值模拟样本分为训练集和测试集,对代理模型进行训练,并利用测试集样本验证了模型的精度.利用代理模型可以快速预测任意碰撞速度下该汽车的力-位移曲线,为其安全性设计提供依据.     

Bending Modulus Measurement of Single High Performance Fiber

The bending modulus property of high performance fiber is an important property for both polymer science and engineering. The measurement of the bending performance is, however, difficult because of the thin size of the fiber. We have measured this property by the axial compression bending method where single fiber with suitable slenderness is compressed in the fiber axial direction to obtain the peak point of the force-displacement curve. Then the bending modulus and the flexural rigidity can be calculated by measuring the protruding length and diameter of fiber needles and the critical force, Pcr. The measured data show that the bending characteristics of all kinds of high performance fiber are dissimilar evidently.     

依球面波粒子速度研究材料的本构关系

材料的本构关系是研究应力波在材料中传播衰减规律的基础,拉格朗日方法可以通过几组实测数据得到材料的本构关系,是研究材料动态力学行为的常用方法.在适当假设下,利用拉格朗日反分析方法,对爆炸球面波实测数据进行处理,得到材料的动态应力应变关系曲线.给出了方程的主要推导过程,建立了利用径向粒子速度数据反演其他物理量的计算方法.分析和比较了有机玻璃和花岗岩的动力学特性.对粒子速度波形进行傅里叶变换得到其频谱曲线,讨论波传播过程中频波分量的变化对路径线构造的影响,对拉氏方法的实际应用提出几点认识.     

系统动态范围对激光束束宽测量精度的影响

以激光束矩量分析理论为基础，给出了有效积分区域的概念，讨论了系统动态范围与有效积分区域的关系，给出了大有铲积分区域的方法，分析了在基模斯光束和是厄米－高斯光束测量中，系统动态范围对光束宽度测量精度的影响，通过具体的数据，得出了实际测量中对系统动态的一般要求。     

车床动态刚度测量系统

研究了基于虚拟仪器技术实现车床动态刚度在线自动测试的方法,推导了车床动态刚度在线测试系统的原理,阐述了基于虚拟仪器技术的车床动态刚度测试系统的硬件组成以及利用LabVIEW软件开发平台实现该系统的具体方法,指出利用该系统绘出车床动态刚度检测的系统刚度曲线,可直观地展现车床的刚度状态,同时可获取车床系统、床尾和床头各个部位的刚度值。     

基于Iwan模型的螺栓非线性接触建模与参数辨识

螺栓连接在使用过程中会产生非线性现象，主要包括微观碰磨与宏观滑移等。本文主要建立了基于Iwan模型的螺栓连接结构动力学模型，并通过实验研究实现了模型的参数辨识。引入六参数Iwan模型，对力-位移方程进行数值求解，绘制Iwan模型非线性位移与非线性力关系曲线，解决了传统螺栓连接模型计算精度不高的问题。针对螺栓结构动力学模型参数辨识问题，采用万能试验机拉伸实验与振动实验平台激振试验结合，识别构建的模型参数，实现模型构建。实验结果表明随着螺栓直径的增加，宏观滑移残余刚度会随之增加。研究结果可为螺栓结构设计分析与计算提供参考。     

船舶与海洋平台碰撞的动力响应分析

建立了船舶与海洋平台碰撞的弹塑性动力分析方法．首先研究了平台圆管构件的局部凹陷特性，推导了一个带凹陷损伤的圆管截面的屈服条件，以考虑局部凹陷损伤造成的构件承载能力的减弱．采用塑性节点法结合大位移分析理论，综合考虑构件的局部凹陷变形、构件整体变形以及平台结构的总体变形，对船与平台组成的碰撞系统的非线性动力响应作了详细的数值模拟，得到了碰撞过程中平台结构变形、损伤和碰撞力等响应信息．最后，给出了一个典型的供应船与导管架平台碰撞的计算例子．     

基于相关拟合校准技术的MEMS平面微运动纳米精度测量

微电子机械系统（MEMS）谐振器周期运动过程中各个时刻的运动特性及其动态特性参数为MEMS器件的设计提供重要参考．提出一种基于相位相关技术的亚像素运动估计算法,可对相关拟合方法进行误差校准补偿,从而提高对物体运动的分辨力,实现纳米精度测量．利用该算法对MEMS器件的运动历程做分析,得到特定驱动频率下MEMS器件的幅度一相位曲线．利用扫频测量原理,获得了MEMS器件的幅频特性．实验结果表明,该方法具有较好的测量精度,测量分辨力优于5nm．     

接插件力与位移关系的有限元分析

本文用有限元素法分析了圆柱、圆锥组合壳型的接插件力和位移的关系,其结果对于该类接插件的设计有一定参考价值。     

基于小波去噪和LabVIEW的最佳拟合曲线

介绍了测量数据的最小二乘法的拟合曲线。给出了使用LabVIEW实现拟合曲线的方法，同时给出了使用Mathcad的Ksmooth函数进行数据处理的方法。通过比较数据，应用小波去噪前后的，不同幂次的多项式拟合所得到的动态实时参数，给出了一条寻找最佳曲线的途径。使得理论、实验和计算机运算获得了完全的一致。从而为数据测量的前期工作和获取结果指出了一条简捷可行，科学的方法。