夹层结构弯曲性能测试的不确定度评定

三点弯曲方法和四点弯曲方法经常用于夹层结构的弯曲特性测试,但是这些测试结果的可靠性很少有人研究。为了实现对夹层结构弯曲试验的误差分析,用国际公认的测量不确定度对其测试结果进行评定。首先,基于GB/T1456-2005测试标准和JF 1059-1999,简要介绍了试验测试原理和测量不确定度的基本概念及原理;其次,逐一对影响夹层结构弯曲模量和弯曲强度不确定度的各个变量进行分析;最后,在约定置信概率为95%的条件下,得到弯曲模量和弯曲强度的离散性小于4%,其扩展不确定度可以期望在(79.3-2.5)~(79.3+2.5)GPa区间和(207.9-2.3)~(207.9+2.3)MPa区间。     

纤维增强复合材料U型夹层板的弯曲性能

通过泡桐木芯材和纤维增强复合材料(FRP)面板厚度不同的9组复合材料U型夹层板构件的3点弯曲性能试验,分析该类型组合板的弯曲性能、变形性能和破坏模式。研究表明:在截面高度、宽度、翼缘板与腹板夹角相同的情况下,随着芯材厚度和FRP面板厚度的增加,复合材料U型夹层板的抗弯、抗剪能力相应提高。将试验得到的变形值与Timoshenko梁方程计算值对比,发现在弹性范围内U型夹层板弯曲变形值与计算值较为吻合。     

考虑土工格栅蠕变的加筋路堤变形分析

为了明确土工加筋材料蠕变对结构物变形的影响规律,基于有限差分数值分析方法,对不同工况条件下由土工格栅蠕变所造成的路堤加筋结构的变形进行分析。从加筋材料蠕变对路基顶面沉降、路基侧向位移以及土工格栅应变的影响等3个方面进行对比分析。结果表明:在不同工况条件下,土工格栅蠕变对加筋路堤结构物变形的影响显著;路基顶面沉降量、路基侧向位移和加筋材料蠕变应变与路基高度呈正比例关系,与边坡坡率、筋材弹性模量呈反比例关系。     

矩形夹层板的非线性弯曲问题

本文将非线性弯曲的理论引入夹层板的表板,在考虑表板抗弯刚度情况下导出了矩形夹层板非线性弯曲的基本方程,并进一步求解了四边固支的矩形夹层板的大挠度问题,所得结果的线性项部分与文献(2)的线性理论的计算结果基本相同。本文并讨论了线性理论适用的范围。本文的公式便于工程应用。     

复合材料桁架结构热变形分析

通过有限无法研究了缠绕角度、铺层层数、单层厚度对复合材料杆件热变形的影响.研究表明,铺层层数和单层厚度对复合材料杆件热变形的影响较小,缠绕角度对复合材料杆件热变形会产生较大影响.本文主要是对复合材料杆件的缠绕角度在不同位置进行改变作了相应探讨,同时还确定使复合材料桁架结构热变形较小的杆件缠绕方案.     

复合材料层合板的热变形非线性分析

采用交替非线性分析有限元法研究了复合材料层合板在瞬态热载作用下的热变形问题。通过数值结果讨论表明，在研究热载作用下复合材料层合板热变形分析时必须考虑复合材料的热物理和力学机械性质随温度变化的非线性特征。     

考虑几何非线性时梁(板)的弯曲变形计算

改进了梁(板)的挠曲线微分方程的求解,对弹性范围内梁(板)大变形情况下的弯曲变形计算给予修正,给出了考虑几何非线性时梁(板)弯曲变形计算的有限差分法,提高了计算精度.     

考虑横向剪切效应的竹材层合板弯曲变形

用层梁经典理论,一阶剪切变形理论以及有限单元法分别计算了竹材层合板梁的弯曲变形,为验证理论分析与数值计算结果是否合理,对实际结构变形进行了测定。结果显示,竹材层合板梁在跨高比较小时具有十分显的的横向剪切交 ,一阶剪切变形理论与有限单元法均能足够精确地反映含有剪切效应的梁的弯曲变形,横向剪切效应很小时,经典理论的解与实际情况的符合程序优于一阶剪切变形理论。     

一种考虑剪切变形影响的矩形板弯曲单元

用单位宽纵横向条带法构造了矩形板弯曲单元的位移模式,并假定横向剪切应变在单元内线性变化,由此推导出了一个具有２０个自由度的矩形板弯曲单元计算殂式,此方法满足了单元边界Ｃ＾１连续条件,克服了“剪切自锁”,可用于大型板系结构的计算。     

热冲击载荷下铝蜂窝夹芯结构的温度场及变形

建立了强激光辐照下铝蜂窝夹芯结构的有限元模型,运用热/力序贯耦合方法对其温度场和力学行为进行了分析;研究了在激光功率一定的情况下,防热层的厚度、导热系数和比热容对夹芯结构温升的影响;分析了具有防热层夹芯结构的热变形及上面板和芯层的等效应力的变化规律.结果表明:防热层的导热系数对夹芯结构的温度场影响最大;在一定范围内,防...     

复合材料夹芯板弯曲分析的双变量精确板理论

针对全复合材料正交格栅/梯形波纹夹芯板的弯曲刚度问题,提出一种基于双变量精确板理论的分析模型.采用均质化理论将两种芯子均等效为正交各向异性连续体,基于双变量高阶剪切变形理论的位移场和最小势能原理推导了夹芯板弯曲平衡微分方程.利用四边简支、对边简支和自由两种边界条件下的弯曲挠度和剪切挠度双变量的求解结果计算了夹芯板整体刚...     

缝合三明治热防护结构热力耦合仿真分析

为了研究缝合三明治热防护结构应用于高超声速技术领域时的热力性能及内在机制,基于代表性体积单元模型建立了模拟热力联合载荷作用下响应的有限元仿真分析方法,分析了结构内部的温度和应力分布,以及随载荷历程的演化情况。研究结果表明：加热面温度为1 073 K时,缝合三明治热防护结构能够有效起到隔热作用;缝线作为“热通道”对隔热性能的削弱影响不明显,但不同组分间的热膨胀不匹配会引起应力集中;面板和夹芯界面处的拉应力以及夹芯内部较高的应力水平可能会导致结构损伤和失效。     

掺纳米SiO2粉煤灰夹芯砌块的抗折强度

 利用纳米SiO2、水泥、粉煤灰等主要原材料,加入适量外加剂,制作空心砌块,中间填入废弃聚苯乙烯塑料泡沫,通过自然养护方法研制出一种符合节能要求的自保温墙体材料——掺纳米SiO2粉煤灰夹芯砌块。以普通粉煤灰混凝土空心砌块规格和块型的设计要求和标准作为本研究砌块设计方案的基础,设计出尺寸、孔洞大小及孔洞分布符合要求的砌块。研究了粉煤灰、纳米SiO2、水泥及水等影响砌块强度的主要因素,以砌块抗折强度为主要指标,取4因素、3水平进行正交试验,优化砌块配合比参数,最终得出最佳配比为粉煤灰40%,水泥14%,纳米SiO2 0.5%,水掺量为22%,该砌块具有较高的抗折强度及较低的成本。该配合比的因素水平组合与前期研究中取得较高抗压强度的因素水平一致,并且其抗折强度与抗压强度比值较高;该配合比砌块不仅抗压强度高,而且抗折强度大,应用该砌块砌筑的砌体具有较高承受复杂应力的能力。     

转子系统局部热弯曲两种建模方式比较

局部热弯曲的转子系统建模方式有二维方法和三维方法两种,但两种方法的比较、适用范围的分析等尚未见报道.因此结合热传导学和转子动力学理论对局部热弯曲转子系统建模的两种方法进行详细阐述,并通过分析实际转子系统的热场、热变形、热弯曲振动,对两种建模方式的效率和精度进行分析和比较.研究结果表明:二维热场分析方法精度低但计算效率高,适用于输入热量集中的情况;三维热场分析方法精度高但计算效率低,适用于输入热量分散的情况.     

表面粘贴SMA薄层的复合悬臂梁的弯曲变形分析

根据形状记忆合金的一维热力学本构关系,建立了粘贴预拉伸SMA薄层的复合悬臂粱弯曲变形的模型。分析了在不同温度下,SMA相交恢复力驱动粱而产生的弯曲变形,并进行了实验研究。     

约束结构对单向弯曲柔性关节形变能力的影响

研制了一种新型气动柔性关节,能够实现较大的弯曲变形.该关节属于气动复合弹性体,在弯曲变形时具有非线性、大变形的特点,理论建模难度较大.通过改变约束结构和形状进行驱动变形实验,研究约束结构和形状对关节形变能力的影响.结果表明:在同样厚度约束件下,圆环面约束关节的端面转角大于圆柱面约束关节.圆柱面约束时,关节端面转角随着约束件厚度的增加而减少;圆环面约束时,关节端面转角随着约束件厚度的增加而增大.     

离子推力器栅极组件热变形测量方法

栅极组件是离子推力器的核心部件,其所包含的多层栅极结构在工作过程中会发生热变形,导致栅极间距发生改变,进而影响离子推力器的工作性能及寿命。为了实现栅极结构在实际工况下热变形的非接触测量与评估,本研究提出了基于摄像测量的栅极变形观测方法,评价了不同图像分析方法（灰度重心法、圆拟合法、灰度匹配法）对变形测量精度的影响。结果表明灰度匹配方法观测精度高,环境适应性好;同时,设计并实现了一套栅极热变形环境模拟与变形测量系统,可实现高温、通水、通气环境下变形的高精度观测。最后,对环境箱通水通气对测量精度的影响进行了评价,结果表明二者均会对测量精度造成影响,通水对实验结果的影响大于通气的影响。     

波纹腹板H型钢梁柱端板螺栓连接节点抗弯性能

提出了一种波纹腹板H型钢梁与普通H型钢柱采用端板螺栓连接的节点构造.基于高强螺栓抗拉性能的刚性端板模型和T形连接件理论,提出波纹腹板H型钢梁柱端板螺栓连接节点的设计方法.进行了2个波纹腹板H型钢梁柱端板螺栓连接节点的静力试验,并使用商用有限元分析软件ABAQUS建立节点的有限元模型,将设计弯矩下的高强螺栓最大拉力的试验结果与有限元计算结果进行对比,证明了高强螺栓拉力计算公式的可靠性;通过对比设计弯矩和有限元计算的端板屈服弯矩,证明了端板厚度计算公式的合理性.     

对边简支加筋三明治板隔声性能研究

针对加筋三明治板声学特性的研究主要集中于无限大结构、很少考虑边界条件影响的问题,结合脉冲函数的使用,提出了对边简支、层芯为平行筋板的三明治板的动态响应力学模型,利用模态函数法推导了结构的传声损失计算公式.将理论和模拟结果进行了对比,二者吻合较好,验证了模型的有效性.所提出的计算方法相对于有限元数值方法具有更高的计算效率,能在较宽的频段范围内给出精确的结果,且便于分析结构传声的物理机制和结构参数对传声性能的影响.研究结果表明:简支边界在隔声曲线上引入了结构的共振隔声波谷;加筋三明治板结构中同样存在明显的吻合共振效应;随着入射声波频率的提高,筋板惯性效应的影响越发明显.