竖向非均质饱和地基中埋置扭转荷载的动力响应

为探讨竖向非均质饱和地基中埋置简谐扭转荷载的动力响应,考虑地基为饱和半空间,并假定土体剪切模量随深度呈指数函数非线性分布,基于Biot固结理论与弹性动力学原理,建立饱和地基扭转振动的动力微分方程,引入边界条件并利用Hankel变换方法求解获得变换域内的剪应力、切向位移表达式,进而通过Hankel逆变换求得饱和地基内部的剪应力、切向位移解答,据此基于Mathematica编制出相应计算程序,并通过参数分析发现:地基土剪应力、切向位移沿径向呈现出明显的波动规律,曲线波动频率随荷载频率增大而增大;荷载作用面土体切向位移最大,剪应力发生突变,主要影响范围是荷载作用面上、下各两倍荷载作用半径(2a)区域;土体最大切向位移随荷载埋深h增大而减小,h=2a时最大切向位移下降90%,h 4a时,最大切向位移近似为零.     

水平地震作用下建筑结构扭转规则性研究进展

我国是一个地震频发的国家,在水平地震作用下,扭转作用对不规则结构具有显著影响。针对4次著名的大地震,对不规则结构的扭转不利影响做了分析;对国内外有关结构规则性的研究进展、国内专家学者在结构扭转规则性问题上的学术碰撞做了全面的总结;对规范扭转指标—位移比和周期比的理论基础及其研究进展做了总结和研讨,指出了在结构动力学基础上所得到的结论与位移比指标、周期比指标之间存在的逻辑瑕疵,并提出了需要进一步研究的方向与建议。     

大变形扭转剪应变定义的误差分析

以变形前互相垂直线元角度改变量的正切为工程剪应变的度量,考虑圆杆塑性大变形扭转的Swift效应或轴向伸长效应,从变形分析角度指出,实心圆杆大变形扭转时从变形分析角度给出的定义能够准确描述剪应变,而由小变形推广得到的两种定义将产生误差.黄铜实心圆杆塑性大变形扭转的结果进一步表明,在小变形情况下,三种剪应变定义均适用,随着变形的增加,由小变形推广得到的两种剪应变定义将产生的误差也增加.     

基于刚度性能优化的比例灵敏度方法研究

文章针对某款微型纯电动汽车扭转刚度不足的问题,在详细参数设计阶段提出了用比例灵敏度方法为基础对白车身结构件进行尺寸优化。首先利用Hyper Mesh软件建立正确的白车身有限元模型,并对其刚度性能进行分析;基于扭转刚度性能提升的需求,在已有灵敏度方法研究的基础上,提出了比例灵敏度变量优选方法;最后建立优化数学模型,以车身质量最小化为目标、扭转刚度性能要求为约束,通过优化白车身薄板件厚度,得到满足性能要求的车身结构。优化后扭转刚度提升了24.56%,验证了比例灵敏度变量优选方法对结构刚度性能提升的有效性。     

非接触式磁致伸缩扭转导波传感器研制

针对钢管非接触式扭转导波检测的需求,基于Wiedemann效应设计了一种新型导波传感器,该传感器由永磁铁、回折线圈和屏蔽层组成.首先,采用ANSYS仿真软件研究了钢管中静态偏置磁场分布,并分析了传感器的工作原理,通过实验验证了传感器在钢管中激励和接收扭转导波的可行性.然后,分析了检测信号中噪声信号的产生原因,利用铜皮作为屏蔽层对回折线圈轴向段激励产生的周向动态磁场进行屏蔽,提高了检测信号的信噪比.接着,通过实验研究了传感器的频率特性,结果表明传感器的最佳激励频率与回折线圈的设计频率一致.最后,将传感器应用于钢管缺陷检测,结果表明该传感器能够识别出横截面积损失3%的周向刻槽缺陷.     

Al-3%Si合金等径角挤压的变形行为

采用A路径对内部含有铜片的Al-3%Si合金在室温下进行5道次等径角挤压来考察其对材料宏观和微观组织影响.通过示踪法研究铜片位置的变化,通过SEM和OM观察脆性相Si的变化,并对材料进行XRD分析.结果表明:经5道次变形后铜片发生偏转至45°,铜片自身也发生了扭曲变形,证明剪切作用下,存在着扭转力;共晶Si的变化行为是在1道次挤压后共晶Si呈长条状分布在晶界;2道次挤压后长条状共晶Si被破碎成短杆状,部分偏离晶界;4道次挤压后短杆状共晶Si被破碎成块状,弥散分布在基体上;5道次挤压后块状共晶Si发生了偏聚,平均尺寸由10μm变为3μm,并在垂直剪切方向上存在明显移动;晶面取向(220)的衍射峰强度逐步降低,而(111)晶面的衍射峰强度则明显增加,主导取向由(220)变为(111),晶面取向(200)和(311)变化不明显.     

游梁式抽油机传动系统的扭转振动与传动效率

以游梁式抽油机皮带减速箱传动系统为研究对象,综合考虑皮带与减速箱传动系统的弹性,建立游梁式抽油机皮带减速箱传动系统有阻尼多自由度扭转受迫振动的力学与数学模型及各振动元件参数的计算模型;以传动系统扭转振动仿真结果为基础,建立皮带减速箱及皮带瞬时传动效率的仿真模型。分析影响皮带减速箱传动效率的因素。仿真结果表明:传动系统的扭转振动对系统的运动规律与动态参数有显著影响;系统瞬时传动效率并非常数,受曲柄扭矩影响较大,特别是在正负扭矩换向点附近瞬时效率显著降低;传动系统的扭转振动降低了皮带减速箱的传动效率。皮带减速箱平均传动效率的仿真结果为70%~82%,与实际测试结果吻合。     

磁流变液双质量飞轮的设计及性能

为满足车辆不同工况时双质量飞轮应具有不同扭转阻尼的要求,结合磁流变液在磁场作用下的流变特性,将磁流变液应用到双质量飞轮中,通过对二级分段刚度曲线和弧形弹簧参数的设计,以及对电磁回路磁场和工作间隙阻尼力矩的分析,设计、制作了一套可通过励磁线圈电流来控制扭转阻尼的磁流变液双质量飞轮装置,并通过静态特性试验验证了其使用性能.文中还建立了AMESim动态仿真分析模型并进行了台架试验验证,结果表明,所设计的磁流变液双质量飞轮可通过控制励磁线圈电流来实现其扭转阻尼的半主动控制.     

位移放大型扭转阻尼器性能分析

为了加固梁柱节点、避免框架结构出现"弱节点"的破坏模式、提高框架结构整体的抗震和耗能能力,研制出一种具有自主知识产权的位移放大型扭转阻尼器(DATD),并对其进行数值分析和试验研究.首先,设计了18个具有不同参数的DATD,建立其有限元模型进行数值分析;随后,设计并制作了一个DATD,进行性能试验并与有限元分析结果对比.结果表明:DATD滞回曲线饱满,耗能能力强;有限元分析与性能试验的滞回曲线吻合较好,且随着加载位移的增加,两者间误差变小,因此可以采用建立的有限元模型来研究DATD的力学性能.最后,对DATD进行参数影响分析,研究了铅芯直径、铅芯距中轴距离、橡胶层直径、橡胶层厚度及橡胶剪切模量对其特征参数的影响,结果表明:DATD的屈服剪力、等效刚度、等效阻尼比及耗能系数随着铅芯直径增大而明显增大,随着铅芯距中轴距离的增大略有增大;随着橡胶层直径、橡胶剪切模量的增大,屈服剪力及等效刚度逐渐增大而耗能系数及等效阻尼比逐渐减小;4个特征参数均随着橡胶层厚度的增大而略微减小.     

扭转SHB实验的数值模拟

采用LS-DYNA开展了分离式霍普金森扭杆实验的数值模拟分析。通过数值模拟获得波导杆上的应变信号,将波导杆上的信号按照扭转SHB实验的数据处理方法获得试件材料的"实验"应力应变曲线,再通过与输入的本构关系进行比较,观测"真值"与数值实验结果的差别。通过数值模拟结果讨论了实验加载过程中的试件变形和应力均匀性,并进一步分析了试件的测试段壁厚和直径对实验结果的影响。