加载速率对动车组Huck铆钉剪切性能影响的研究

针对动车组速度不断提高而造成的Huck铆钉在运行中频繁断裂的问题,应用万能材料力学试验机对Huck铆钉铆接件在不同的加载速率下进行铆钉剪切试验,研究加载速率对其剪切力学性能的影响。通过对比3组不同加载速率下的Huck铆钉的剪切试验数据以及铆接件载荷 位移曲线,得出随着加载速率的增加,Huck铆钉的弹性起点平均载荷值、塑性起点平均载荷值以及弹性区间均减小而刚度有所增加等规律。试验结果表明,当采用的Cr12MoV冷作模具钢洛氏硬度值HRC范围在40~50之间时,铆钉孔几乎不变形且铆接试件在动态载荷下不易断裂。本文获取的相关结论对Huck铆钉在动车组上的设计与改进将起到重要的参考作用。     

标准砂-钢板接触面剪切失效机理的宏细观研究

为探究标准砂-钢板相互作用失效机理,分析接触面受力变形情况,使用特制的带有观察窗的半模直剪仪对标准砂-钢板进行单调剪切试验,对其应力变形特性进行研究,并利用MiVnt和PFC2D进行细观分析。试验结果表明:标准砂-钢板接触面的剪应力-位移曲线呈现加工硬化,可视为理想弹塑性模式,曲线划分为线性增长、缓慢增长和水平发展三阶段;剪切过程中接触带孔隙率的变化规律和孔隙大小的变化规律相吻合;单调剪切过程中,接触面颗粒运动状态分为三类,对应剪应力-位移曲线的三个阶段,接触面通过颗粒的运动传递剪应力。     

复合材料加筋板剪切屈曲与后屈曲承载特性

采用试验、工程算法及有限元方法研究了复合材料加筋板剪切性能。首先进行了剪切试验,试验结果表明：加筋板失效模式为筋条脱粘、蒙皮局部破损,加筋板的破坏载荷是屈曲载荷的1.14倍。然后,对工程算法进行修正,提出了一种计算屈曲载荷的快速分析方法;工程算法得到的屈曲载荷相对误差为3.53%。最后,建立了有限元模型,模型考虑了试验件与夹具的连接;通过有限元方法得到的屈曲载荷、屈曲模态及破坏模式与试验结果一致;与试验相比,屈曲载荷、破坏载荷的相对误差分别为2.21%、14.4%。     

603钢动态剪切性能及失效分析研究

采用基于霍普金森杆的新型加载技术对603钢的动态剪切性能进行了测试研究,并分析了其失效的微观机理.在超过10⁴ s^-1的应变率下获得了材料的剪应力-剪应变曲线,并结合实验观测确定了材料的失效参数.结果显示,材料的流动应力存在明显的应变率强化效应;而且随着应变率的升高,失效应力略有上升,而失效应变逐渐降低.ABAQUS/Explicit有限元分析软件所得剪应力-剪应变曲线与实验结果吻合较好.通过断口分析可知,材料的失效总体表现为韧性断裂,同时受到绝热剪切作用的影响;在高应变率下,材料的绝热剪切现象更加明显.     

土的直接剪切试验三维数值模拟研究

土的直接剪切试验,在土力学试验教学中有重要的地位.同时,试验所得到的土体物理参数,可以直接应用到工程实践中.考虑计算机仿真在教学过程中有重要辅助作用,因此,采用国际流行的有限差分数值软件FLAC3D对土的直接剪切试验进行三维数值模拟,对土样在剪切过程中的应力和应变状态进行了分析,并将所得到数值解与理论解进行了比较,结果比较吻合.研究表明,计算机仿真能较好反映直接剪切试验结果,有利于学生通过使用数值仿真软件达到学习掌握土力学直剪实验的方法步骤和进行试验结果分析,对土力学试验教学是一个补充手段.     

巷道围岩锚固结构面剪切特性与破坏特征研究

为研究锚固巷道围岩结构面的剪切特性与破坏特征,采用FLAC^3D软件建立粗糙锚固结构面数值模型开展剪切试验,对锚固系统的剪切特性以及受力变形和破坏特征进行了系统研究。结果表明：锚杆能够有效提高结构面的抗剪能力,锚固系统的剪切应力在峰值位移处提升了0.33 MPa,在剪切结束时提升了0.93 MPa。锚杆所受剪切应力集中在结构面附近,锚杆所受的轴力在结构面两侧呈两组对称分布的压应力区和拉应力区。锚杆在结构面处的剪切应变较大,拉应变次之。锚固剂-围岩界面和锚杆-锚固剂界面的剪切应力在结构面处最大,锚杆-锚固剂界面所受剪切应力和受力范围更大。塑性破坏主要产生在锚杆与结构面相交处和结构面凸起处,锚固剂多是发生拉伸破坏,围岩则多是发生剪切破坏。锚杆-锚固剂界面更容易发生脱离,导致锚固系统失效。     

高应力和高渗压下饱和完整砂岩三轴剪切-渗流耦合特性试验研究

为研究高地应力和高水头压力下完整岩石的三轴剪切力学特性和渗透特性,更加真实地揭示三维压剪应力状态下重大岩石边坡在剪切-渗流耦合作用下的损伤破坏机制,采用Rock Top多场耦合试验仪,对饱和完整砂岩进行五组不同法向应力和渗压下的三轴剪切-渗流耦合试验,获得相应的三轴剪应力-应变-表观渗透率曲线和含有原岩屑的剪切单节理裂隙面,并开展单节理裂隙渗透试验。分析不同法向应力和渗压双因素耦合作用下岩石剪切破坏裂隙面的形貌特征,探究饱和砂岩的剪切强度和表观渗透率随法向应力、渗压的演变规律,探讨单裂隙砂岩的表观渗透率在剪应力逐渐减小过程中随渗压的演化特征。研究结果表明：1)剪切-渗流耦合作用下饱和砂岩表观渗透率表现出先减小后增大并逐渐趋于稳定的变化规律;2)剪切-渗流耦合下饱和砂岩剪切峰值强度和残余强度随着法向应力增大而增大,随着渗压的增大呈线性减小,并且在剪切过程中表观渗透率曲线渗流峰值滞后于剪切峰值强度;3)在剪应力缓慢降低过程中,单节理裂隙面的开度先降低后增大,其表观渗透率和渗流量呈现出先减小后增大的变化规律;4)采用Forchheimer方程拟合获得剪应力、渗压和法向应力作用下,贯穿单裂隙面...     

多退化失效模式下基于功能仿真的可靠性建模方法研究

针对多退化失效模式下的产品可靠性建模问题,提出了一种基于功能仿真和退化失效分析相结合的可靠性建模新方法,通过EDA系统功能仿真方法确定了产品关键功能单元,再由退化失效机理和统计分析方法获取关键单元的可靠度函数,而后采用混合分布的方法确定了系统的可靠性模型,最后采用具体实例验证了该方法的合理性和有效性。     

低速冲击条件下剪切增稠液力学特性的试验和数值仿真研究

为了探究剪切增稠液(STF)在冲击环境下的力学特性,设计并进行低速冲击试验.利用有限元方法在软件ABAQUS下对STF的低速冲击试验过程进行建模,构造分段Cross模型,完整表征STF在宽域剪切速率下的流变性质,并赋给仿真模型.通过将试验中冲击重物的加速度响应与有限元模拟的加速度响应进行比较,验证模型的合理性,并在此基...     

大功率水压比例卸荷阀功率级动态特性仿真研究

针对开关式电磁卸荷阀工作中压力冲击严重的问题,提出采用比例控制方式对泵站压力升降过程进行调节的方法,并设计了一种1 200 L/min,50 MPa的比例卸荷阀．针对功率级主阀大尺寸、大容腔等特点,采用功率键合图建立了数学模型,研究了主阀弹簧腔直径、阻尼孔直径、先导阀开度、主阀弹簧刚度和预紧力对主阀升压响应时间、卸荷响应时间和卸荷残余压力的影响规律．结果表明：卸荷响应时间与卸荷残余压力具有变化的一致性,而与升压响应时间呈反比例关系;在满足卸荷残余压力不大于1.2 MPa的基础上,可以确定各关键参数的优选值;最终升压响应时间为160 ms,卸荷响应时间为60 ms;在25%输出幅值状况下幅频宽为9 Hz,在100%输出幅值状况下幅频宽为3 Hz.     

叠层铅芯橡胶隔震支座剪切破坏模式研究

对叠层铅芯橡胶隔震支座进行了水平剪切性能试验、极限剪切破坏试验和受拉后的水平剪切性能试验、极限剪切破坏试验,根据试验结果及现象,研究了剪切应变对隔震支座力学性能的影响、支座极限剪切破坏发展机制及受拉工况对支座极限剪切破坏模式的影响.     

剪切闸板防喷器剪切性能评价

剪切闸板防喷器是井控设备的重要组成部分之一,其作用是在钻井过程中遇到突发情况时及时剪断钻杆并密封井口,其剪切性能直接关系到钻井作业的安全.以某新型上直下V结构的剪切闸板防喷器为研究对象,通过显示动力学模块对剪切闸板剪切钻杆的过程进行数值仿真模拟,分析研究闸板的剪切性能.并用该剪切闸板分别剪切5 in和5.5 in两种不...     

岩石材料的剪切破坏特征

基于局部化剪切带不连续分叉理论，分析了轴对称压缩状态下岩石材料的剪切破坏特征。分析结果认为，岩石材料在压缩状态下的脆性破坏总是剪切破坏的，单轴压缩状态下的张破坏是剪切破坏的一种极限情形。剪切破坏的破裂角与岩石的应力状态有关，即随着围压的增加，其剪切带与试样径向的夹角逐步降低，但最终可能趋于一个常数。     

螺带-螺杆搅拌槽内流动与剪切特性的数值模拟

以高黏物系混合为背景,采用数值模拟方法,选用高黏强剪切稀化流体为研究对象,考察了桨叶几何结构对螺带-螺杆搅拌槽内的流场及剪切特性的影响,研究内容包括流场精细结构(轴向速度及剪切速率分布)及搅拌槽宏观特性参数(轴向循环流量及体积平均剪切速率).计算发现,对搅拌槽内轴向速度影响最为显著的几何结构参数为螺带宽度(w_(HR)),随着w_(HR)/d_(HR)由0.05增大至0.20,最大向下无量纲轴向速度(u_z/u_(tip))_(maxD)由0.09增大至0.34;w_(HR)/d_(HR)=0.13时,搅拌槽内轴向循环流量Qz达到最大;搅拌槽内剪切速率与桨叶宽度及直径成正比,与螺距成反比;壁区影响最为敏感的为桨叶直径;s_(HR)/d_(HR)=0.4时,搅拌槽内体积平均剪切速率最高.最后,综合考虑搅拌槽内流场及剪切特性的几何效应,给出了螺带-螺杆搅拌桨设计建议.     

对于土的排水反复直剪试验的改进设想

就现行排水反复直接剪切试验中所存在的问题，如时间长，试验结果不理想而提出了一些改进办法．以希望通过对该方法的证明，使我们在以后的试验中，用最少的时间获得更加准确的试验结果．     

Lode参数对Q345钢失效应变影响

为揭示Lode其对Q345B材料断裂损伤的影响,本文开展了多类试件的拉伸破坏力学性能试验,通过综合运用数值仿真手段,分析了Lode参数对试件失效应变影响分析.计算结果表明：通过比较光滑圆棒试件、缺口圆棒试件、平板试件的断裂应变,可发现,Lode参数对材料的失效应变具有一定的影响.     

重塑弱膨胀土抗剪强度的环剪试验研究

利用STHJY型环剪仪,对合肥地区弱膨胀土进行同级4次剪切环剪试验,探索残余强度与竖向应力和含水率的关系,研究发现:随着竖向应力的增加,残余强度在增加;随着含水率的增加,残余内摩擦角φ和残余黏聚力c呈减小趋势。其中φ随着含水率的增加降低幅度呈逐渐加大趋势,c随着含水率的增加降低幅度呈先增大后减小的趋势。通过数据拟合分析发现:残余强度与竖向应力呈良好的正线性相关关系,并符合Mohr-Coulomb准则;残余内摩擦角φ与含水率呈良好的负指数关系。     

AerMet100钢动态剪切性能数值仿真研究

根据AerMet100钢动态剪切试验结果,基于ABAQUS/Explicit动力学分析软件对AerMet100帽形试件的绝热剪切敏感性、临界速度以及绝热剪切带的宽度进行了数值模拟分析,模拟结果与实验吻合较好. 在此基础上,研究了AerMet100钢绝热剪切敏感性与加载速度的关系,分析了AerMet100钢试件在动态加载过程中的应力场分布、绝热剪切带的演化过程以及温度场分布. 研究结果表明,剪切区域特征单元的承载能力随加载速度的提高而降低,剪切带形成的临界速度在32 m/s左右,剪切高温区集中在微米量级的带状区域.