考虑自重影响和屈曲约束的结构拓扑优化方法

为综合解决考虑自重影响和屈曲约束的结构拓扑优化问题,提出一种新的拓扑优化设计方法.首先,针对优化过程中低密度区域的伪屈曲模态问题和自重引起的寄生效应问题,同时为了减少计算量,提出了改进的材料惩罚模型,并引入伪屈曲模态的识别和删除措施.其次,为克服常规应力单元的应力刚化问题,采用混合应力单元对结构应力进行了精确评估.基于密度过滤及Heaviside三场映射方案,建立了目标函数为考虑自重影响的结构柔顺度最小、满足屈曲和体积主动约束的拓扑优化模型.利用伴随变量法对屈曲约束的灵敏度进行了推导,并采用移动渐近线(method of moving asymptotes,MMA)算法对模型进行了优化求解.最后,通过算例说明了本研究方法的正确性和可行性.     

不同热处理材料在超细Al_2O_3颗粒作用下的冲蚀试验研究

利用高速冲蚀试验系统,选用超细Al_2O_3颗粒作为冲蚀颗粒,研究3种叶片材料不同热处理方式下的冲蚀行为。通过探讨材料冲蚀率、表面粗糙度、表面硬度等随冲蚀角度变化的规律,分析冲蚀特性曲线的异同,解释显微组织结构对冲蚀机理的影响。研究结果表明:3种材料冲蚀率都有1个最高点,材料塑性越好,冲蚀率最高点向低角度方向移动;在低角度冲蚀时,材料以微切削方式被去除,组织越硬抗冲蚀能力越强,其中回火索氏体组织中大尺寸碳化物能够直接起到抗冲蚀作用;在较高角度冲蚀时,材料表面首先发生塑性变形,偏向堆积沟槽末端,后续的粒子将这部分材料切除或者剪切折断去除;接近正向冲蚀时,材料经反复变形后,硬化剥落或剪切折断去除;表面粗糙度随冲蚀角度变化呈先增加后降低的趋势,且中高角度冲蚀的表面质量较差;塑性越好的材料冲蚀硬化越明显,正向冲蚀下的硬化程度最高。     

产品绿色设计评估建模

绿色设计评估是实施产品绿色设计的关键技术。建立了产品的全生命周期信息模型 ;并在此基础上 ,提出了退役产品的拆卸回收评估方法和产品全生命周期环境影响评估方法 ;探讨了产品绿色设计决策支持系统的框架组成。绿色设计评估系统将产品的拆卸回收分析和产品全生命周期分析结合在一起 ,可为产品的绿色设计提供方案评估和决策支持     

塑化淀粉分子结构变化对生物质复合材料力学性能的影响

植物纤维与淀粉结合制得用于包装领域的新型植物纤维淀粉基生物质复合材料,淀粉塑化改善了植物纤维淀粉基生物质复合材料制品性能。为揭示塑化过程促使淀粉理化性能发生变化的深层机制,对塑化后淀粉的分子结构变化展开研究。利用红外光谱分析（FT-IR）和X射线衍射分析（XRD）对热塑性淀粉内部分子之间的氢键变化和结晶度进行分析表征,以研究塑化过程中淀粉分子官能团以及结晶结构的变化,结果表明：塑化过程中淀粉结晶结构发生变化,结晶区A型结晶遭到破坏;塑化剂与淀粉分子中的羟基之间形成了新的氢键,淀粉分子羟基官能团被削弱。力学性能测试表明,塑化使淀粉分子结构发生变化后,由其制备的植物纤维淀粉基生物质复合材料的抗拉、抗压强度得到明显提升,防水性得到改善。淀粉结晶区被打破,无定形区增多,淀粉更加紧密地附着在植物纤维表面,因此复合材料的抗拉等力学性能得到了明显提升。防水性得到提高的原因在于塑化后淀粉链中亲水的羟基被削弱,淀粉的红外光谱分析中塑化淀粉的羟基伸缩振动峰减弱验证了此结论。     

一种改进的减基法及其在固体结构分析中的应用

针对减基法快速分析固体结构时容易出现的奇异问题,提出了一种改进的减基法.该方法通过将参数域样本点对应的响应基进行奇异性判别和处理,删除响应基中线性相关程度高的向量,并把新得到的基进行约化的QR分解,使原系统通过Galerkin映射向矩阵Q的列向量基所张成的空间进行投影,从而提高了固体结构快速计算的精度及可靠性.数值算例...