湿热条件下碳纳米管的后屈曲分析

基于连续介质力学和结构稳定性理论,考虑温度、相对湿度以及碳纳米管与基底间的初始距离等因素,对碳纳米管在轴向荷载与基底范德华力作用下的屈曲和后屈曲行为进行研究.采用欧拉梁模型,建立碳纳米管在湿热环境中的后屈曲控制方程,运用半解析法和伽辽金法对碳纳米管的后屈曲问题进行求解,确定碳纳米管在湿热环境中的后屈曲路径.结果表明,碳纳米管与基底间的范德华力随着相对湿度的增加而变大,进而影响碳纳米管的稳定性;在高温环境中碳纳米管的稳定性随温度升高而降低,在低温环境中碳纳米管的稳定性随温度升高而增强;碳纳米管的稳定性随径长比的增大而改善.     

滚动轴承的弹塑性静动力学响应

针对当前滚动轴承的弹塑性力学行为研究相对薄弱等问题，以深沟球轴承为例，建立了研究滚动轴承弹塑性静动力学特性的分析模型.该模型通过引入一个与应力球张量有关的混合硬化屈服准则，建立了各向同性材料的弹塑性增量型本构方程，基于Hertz接触理论确定了作用在内外套圈上荷载之间的关系，由对称性得到了正交曲线坐标系下1/4轴承外圈的平衡方程和相应的定解条件，并综合应用有限差分法和Newmark-β法对问题进行迭代求解.数值结果表明，荷载大小、轴承尺寸和材料的塑性性能均是轴承设计时应考虑的重要因素，传统的弹性模型会过高地估计轴承的刚度，而弹塑性模型能更加精准地描述滚动轴承的力学性能.     

超高强度钢高速切削工艺参数优化

针对超高强度钢高速铣削过程中刀具磨损严重的问题,采用金属陶瓷刀具对超高强度钢进行高速铣削试验,从而建立刀具磨损速率的预测模型.以切削速度、进给量和轴向切深3个切削工艺参数作为设计变量,以刀具磨损速率最小和切削效率最高作为优化目标,基于遗传算法对切削工艺参数进行优化,获得了最优切削工艺参数组合.     

机械工程学科服务于区域发展的途径

机械学科是支撑整个工业发展的重要基石之一.结合武陵山片区的实际情况,以湘西州吉首大学的机械学科为例,从学科、教师、大学生和研究生等4个角度论述了机械工程学科服务于区域经济社会发展的关联性,并提出符合武陵山片区区情的服务途径及建议.     

基于零折射率材料的弯曲声学波导

设计了一种具有零折射率效应的三维声子晶体,该声子晶体的有效密度和倒体积模量在类狄拉克频率附近均趋近零,声波的有效速度接近于无限大,波长远大于所通过结构的尺度,声波可以完美地穿过声子晶体且不会改变其传输特性.利用该声子晶体设计了一种弯曲的声学波导,研究发现涡旋声束通过该波导后,涡旋特性稳定不变,对于声学涡旋的多方向操控具有指导意义.     

二维蜂窝弹性材料拓扑态的研究

将谷拓扑态的概念引入弹性材料，设计了一种二维蜂窝弹性声子晶体，当系统受反演对称性保护时，在K(K′)点处出现3个线性简并的狄拉克点，分布在不同的频段.通过调整其几何结构参数，破坏体系的空间对称性，使得在K(K′)点处的狄拉克点打开，形成能谷.这种多频段的能谷之间存在连接上、下体带的边缘态，在弹性材料中利用边缘态实现拓扑输运，可以设计出有良好性能的声学器件，具有一定的研究价值.