聚烯烃橡胶热塑性弹性体研制

简述了聚烯烃橡胶热塑性弹性体的发展动态,报告了利用笔者研制的新型相容剂制成性能优良的弹性体过程和测试结果,讨论了其影响性能的有关参数和形成机理。     

钢筋混凝土抗贯穿数值模拟

通过开发LS-DYNA程序的用户自定义功能,将混合型混凝土材料动态损伤模型嵌入到该程序中,对钢筋混凝土的侵彻贯穿问题进行了数值模拟研究.数值模拟结果表明,利用该模型能较好地反映脆性材料前表面的锥形开坑、中间穿孔、背面层裂现象以及径向裂纹和环向裂纹的萌生扩展,并获得了混凝土内的拉压损伤分布,计算得到的破坏区域、弹体剩余速度与实验结果一致性较好.     

热塑性复合材料的弹塑性本构行为数值预测

基于北京飞箭公司的有限元自动生成软件系统(FEPG),对一种体现热塑性复合材料AS4/PEEK非线性行为和率相关行为的三维弹塑性模型编制了相应的弹塑性有限元程序.根据文献的实验数据,导出了塑性参数与应变率之间的函数关系.计算了单向复合材料在应变率分别为1×10-5和0.1 s-1下的应力-应变曲线,并算出了角铺设层合板在1×10-5 s-1下的工程应力-应变曲线.通过比较计算结果和文献实验结果,验证了所编制程序的精确性,考证了所引入三维弹塑性模型的可靠性.     

钨合金变形微观力学行为的计算机数值模拟

提出了钨合金的组织结构模型，在此基础上通过有限元法对钨合金闰伸变形时组织结构中的应力分布及其变化规律进行了计算机数值模拟研究，结果表明：钨合金拉伸变形时拉伸方向最大正应力和最大Ｍｉｓｅｓ应力区域在钨颗粒相中，同时钨颗业还将受到垂直于拉伸方向的压应力；最大剪切应力分布在粘结相中，随拉伸变形增加，粘结相最先进人塑性状态，由于粘结相的塑性变形、钨合金中应力不断重组，应力逐渐在钨颗粒中集中。     

碱矿渣混凝土动态压缩性能试验及数值模拟研究

为研究碱矿渣混凝土(AASC)材料的动态压缩性能及损伤破坏机理,以应变率(39 s~(-1)、57 s~(-1)、75 s~(-1))为变量,开展了动态压缩性能试验;并对试验结果进行分析,获得三种应变率条件下该材料的应力-应变关系曲线。曲线分析显示其峰值应力和应变均随应变率的提高而增大,表明AASC属于应变率敏感材料。采用HJC本构模型开展动态压缩数值模拟,结果显示应力-应变关系曲线数值模拟结果与试验结果较为吻合,其累积损伤破坏过程是由中心向外围逐渐破坏。     

混凝土SHPB束杆试验的数值模拟

利用Ansys/Ls-dyna有限元软件对混凝土SHPB束杆试验进行了数值模拟研究.获得了砂浆混凝土的部分HJC本构模型参数,在此基础上模拟了试验过程中的应力波信号、试件的应力应变曲线和破坏形貌变化过程,模拟结果与实测结果有良好的吻合性.研究表明,获得的HJC模型参数是可信的,并分析了模拟冲击过程中试件内部应力、应变和破坏形貌的变化.     

大变形菇状件挤压工艺设计及数值模拟

分析了大变形菇状零件的工艺特点,设计并比较分析了工艺方案,设计了工艺参数。运用专业锻造分析软件QForm2D/3D进行了数值模拟分析,得到了零件成形过程的位移—载荷曲线和成形时的应力分布图,经分析后进行工艺参数优化,确定合理的工艺,为生产实践提供指导。     

大变形巷道锚杆力学特性的数值模拟

通过现场观测和实验室试验，对大变形巷道锚杆的力学特性进行了测试，揭示了锚杆与围岩相互作用全过程呈现：初撑、增阻、恒阻、降阻直至失效。论述了锚杆阻力下降和失效是大变形巷道锚杆支护所具有的基本规律。为此，对FLAC33中锚杆单元模型进行了修正，使其具备模拟锚杆损伤软化的功能，并将其成功地应用于实际工程中。     

多层钢筒结构在内部强爆炸作用下变形行为的数值模拟

多层防护结构常用于需要抵抗爆炸冲击的场合,如何快速准确地预测其在内部强爆炸作用下的响应行为是当前急需解决的问题. 针对Q345钢制成的多层防护结构,基于有限元软件LS-DYNA,分别采用CONWEP算法和流固耦合算法进行了3种装药量爆炸下的模拟分析,并与实验结果进行对比,验证了数值模拟的有效性. 结果表明,当装药比例距离大于0.152 m/kg^1/3时,采用CONWEP算法施加爆炸载荷,可简单可靠地预测多层防护结构受爆炸冲击的响应行为. 采用多层结构后,内部各层通过塑性变形吸收了作用于结构上约90%的能量.     

Kelvin-Helmholtz不稳定性大变形发展阶段的数值模拟

给出数值模拟Ｋｅｌｖｉｎ－Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ不稳定性发展的离散涡方法及线化发展方程组的通解，并从线化问题解的初始条件出发，对Ａｔｗｏｏｄ数ａ、Ｆｒｏｕｄｅ数Ｆ及Ｂｏｎｄ数的倒数β值的各种不同组合下的Ｋｅｌｖｉｎ－Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ不稳定性的大变形发展进行了数值模拟、发现了界面大变形特性对这３个参数依赖关系的一些规律，采用随界面变形增大逐一增加计算点的办法，使界面大变形数值模拟的工作量进一步大大减小     

级配碎石塑性变形特性及其安定

应用颗粒流理论构建了级配碎石动三轴数值试验方法.通过动三轴室内试验验证了数值方法的可靠性,模拟了级配碎石在动荷载作用下的塑性变形规律.通过塑性变形累积方程探讨了级配碎石破坏临界应力与破坏临界应变.结果表明,级配碎石塑性变形数值试验结果与实际安定行为规律吻合;级配碎石的合理破坏临界应变为2.5%,在此临界应变标准下,级配碎石临界应力与围压呈现比例相关关系,比例系数为4.95;提高围压可以显著强化级配碎石的抗塑性变形性能.     

尾矿粉土液化后的大变形特性试验研究

利用GDS动三轴试验系统研究尾矿粉土液化后的变形特性.首先对饱和尾矿粉土进行振动使其液化,再施加静力荷载;分析了固结围压、相对密度、加载速率等因素对变形与孔隙水压力的影响,研究了饱和尾矿粉土液化后的流动变形与孔隙水消散的变化规律.结果表明:不排水试验条件下,固结围压、相对密度对尾矿粉土液化后的流动变形特性影响明显,而加载速率的影响较小;加载试验的最终孔压比一般介于0.7~0.9之间,相对密度对孔压消散过程的影响大于围压的影响.根据试验结果提出了描述尾矿粉土液化后变形特性的三参数模型,并进行了模型参数的拟合计算及模型验证和对比,结果表明该模型具有良好的适用性.     

剪切带中斑晶的运动学和变形分析及塑性大变形计算机模拟

在对太行山阜平地区三条剪切带作了详细观察和测量的基础上,就斑晶旋转和眼球构造进行了塑性大变形的计算机模拟。计算结果表明：刚性的石榴石斑晶会随着基质的流动而产生旋转运动,旋转量的大小取决于剪切力的大小、斑晶的密集度以及斑晶在剪切带中的位置。长石眼球构造的形成主要是由长石与石英的韧性差决定的,塑性变形首先从斑晶的周围部分开始,逐渐向斑晶发展,脆性残斑核不断减小,这与剪切带内糜棱岩化强度分带相一致。     

大断面交岔点支护及围岩变形控制模拟研究

应用数值计算技术对张集煤矿8煤层大断面交岔点巷道支护进行计算分析,获得该交岔点的支护参数为顶板每排6根锚杆、直径22 mm、排距0.7~0.8 m、长度2.0~2.2 m较为合理。交岔点临时支护应选迈步抬棚方式,单体支柱应有一定初撑力以控制顶板的早期离层,尤其适合复合顶板的控制。     

模具弹性变形与工件成形耦合的实验及数值模拟

利用弹性及刚塑性有限元理论研究计算模具弹性变形的有限元方法,提出了较为通用有效的算法并开发出相应的计算模块.对H型截面锻件的成形进行了实验研究和数值模拟,结果吻合,证明了本研究中所提出的算法和程序的可靠性.     

T型模头熔体流动与模具变形耦合的数值模拟

为了研究T型模头熔体出口的流率均匀性,利用计算流体动力学软件Polyflow对一种T型模头内的熔体流动和模具变形进行了耦合数值模拟.结果表明:模具流道表面沿模具厚度方向的变形在挤出方向和模具宽度方向均为非线性变化,造成熔体出口流率均匀性与不考虑模具变形的理论设计结果相差较大;随着挤出量增加,狭缝沿模具厚度方向的变形增大,熔体出口流率均匀性降低;随着模具厚度增加,狭缝沿模具厚度方向的变形减小,熔体出口流率均匀性提高.     

细化钨合金力学性能研究与数值模拟

针对晶粒度分别为1～3μm,10～15μm,30～40μm的细化钨合金材料,采用单轴拉伸实验研究了3种材料在准静态条件下的力学性能,获得了3种材料在不同加载速率下的应力-应变曲线和静力学基本参数. 在实验的基础上,运用有限元计算软件ANSYS,建立了能够反映钨合金材料微观结构特征的计算模型,模拟了不同体积分数、不同颗粒形状、不同晶粒度钨合金材料在静态拉伸载荷作用下的力学性能,给出了钨合金材料的应力-应变曲线,分析了钨合金力学性能与钨合金各微观参量之间的关系.