基于PSD的杨氏模量测量仪的设计与实现

本文针对大学物理实验中传统的拉伸法测量金属丝的杨氏模量,给出了对该实验的自动化和智能化改进的解决方案。利用光电位置敏感探测器(PSD)设计金属丝微小伸长量的位移测量系统,编写了测量软件,直接得到金属丝杨氏模量的测量结果。     

光的干涉法测金属丝弹性模量

提供了一种测量金属丝弹性模量的实验方法,该方法利用自制简易劈尖装置,结合光学干涉原理,采用移测显微镜监视器观察干涉条纹变化,精确地测量了在拉力作用下金属丝的微小伸长量,算出该金属丝的弹性模量.     

单缝衍射测定金属丝杨氏弹性模量的理论研究

提出了测量微小伸长量的一种新方法,即利用单缝衍射的光学放大原理将微小伸长量放大成可以直接测量的量加以测定,它为力学量的转换测量提供了一种可行的参考途径;在此基础上,笔者就利用这一原理测定金属丝的杨氏弹性模量进行了讨论,并提出了金属丝的杨氏弹性模量测定中数据处理的参考意见。     

拉伸法测量金属丝杨氏模量的实验改进

普通物理实验中,金属丝杨氏模量的测量实验是一个经典的实验.杨氏模量的传统实验方法(拉伸法)是通过间接测量金属丝的微小伸长量而获得的.     

基于ABAQUS的地毯簇绒过程底布动态响应

为精确分析地毯簇绒过程中底布受力的动态变化及变形情况,利用ABAQUS有限元分析软件,仿真模拟织针刺入聚丙烯编织底布的全过程.首先建立了簇绒织针和聚丙烯编织布的细观三维模型,并通过试验测得底布的材料规格参数.然后,在ABAQUS有限元分析软件中创建系统有限元模型,对织针穿刺底布过程进行仿真模拟.模拟结果得到了底布与织针的受力曲线,并分析了底布的变形及破坏特性,为底布张力控制系统的设计及高端地毯簇绒机的设计提供理论依据.     

激光在杨氏弹性模量测定中的应用

将半导体激光器做成激光杠杆,用于拉伸法测定杨氏弹性模量的实验,可以简化实验装置,并提高微小伸长量的放大倍数。     

利用迈克尔逊干涉仪测杨氏弹性模量的方法

提出一种借助于迈克尔逊干涉仪对金属丝杨氏弹性模量高准确度的测量方法。通过计量迈克尔逊干涉仪产生的干涉条纹变化数目,能准确测得金属丝微小长度变化量,进而测得其杨氏弹性模量。相比于传统的光杠杆法测微小位移,仪器结构简单,可操作性强。测得的数据计算结果表明:测量精度高,结果可靠。     

基于迈克尔孙干涉原理的杨氏模量-线胀系数测定综合实验仪

在迈克耳孙干涉原理的两条干涉光路中,分别设置可以精确测量金属丝的拉伸长度和金属棒热膨胀伸长量的装置,从而设计出一种可以分别测量金属杨氏模量和线胀系数的新型综合实验仪器.实验结果表明,测试精度超过现有的测量方法。     

考虑孪晶内二次滑移的镁单晶细观本构模型

基于晶体塑性理论,建立了一个考虑滑移、形变孪晶以及孪晶内二次滑移的镁单晶弹-黏塑性细观本构模型,并在有限元软件ABAQUS的用户子程序UMAT中数值实现.利用该模型对镁单晶的室温平面压缩试验进行了模拟,研究了不同加载取向下镁单晶变形机制的演化规律.结果表明:镁单晶的变形机制与取向密切相关,其力学行为表现出强烈的各向异性特征;拉伸孪晶在特定取向下能够提供沿晶粒c方向伸长的变形,并引起晶粒的重取向;在某些变形状态下,当拉伸孪晶达到饱和体积分数后,孪晶内会出现二次滑移.     

芳纶短纤维增强橡胶复合材料界面力学性能表征及有限元模拟

基于Python-ABAQUS二次开发,考虑芳纶纤维与橡胶基体之间的非理想界面,生成了随机芳纶短纤维增强橡胶复合材料的二维代表体积单元.对芳纶短纤维增强橡胶复合材料(aramid fiber-reinforced rubber composite, AFRC)数值模型施加周期性边界条件进行仿真分析,并结合单轴拉伸实验研究了纤维体积分数对AFRC拉伸性能的影响.采用内聚力模型对界面的力学行为进行描述,分析界面性质对AFRC轴向拉伸性能的影响.结果表明,在弱界面刚度区域,AFRC的有效弹性模量随纤维体积分数的增加而降低;在强界面区域,AFRC的有效弹性模量随纤维体积分数的增加而增加.利用不同纤维含量的AFRC测得的宏观有效弹性模量可通过刚度-模量曲线预估非理想界面的内聚力模型参数.     

复合变形软体驱动器设计及试验

模拟蚯蚓肌肉特性,设计了一种单气道多气室复合变形软体驱动器。气室由环形气室和线性气室组成。在气压作用下,该驱动器可同时实现径向膨胀和轴向伸长。为提升性能,利用ABAQUS软件仿真分析外形结构参数对变形性能的影响。制作样机并进行变形量与输出力测试。结果表明：在气压作用下,驱动器可实现径向膨胀和轴向伸缩。在0.12 MPa气压下,膨胀区直径为70 mm的驱动器最大径向膨胀率和轴向伸长率分别为19.1%和9.8%,径向力和轴向力分别可达70.0 N和32.8 N。     

金属丝杨氏模量即时化测量及分子动力学模拟研究

基于PASCO材料拉力装置,利用转动传感器和力传感器计算机辅助技术,采用拉伸法来测量金属丝的杨氏模量.研究发现,PASCO装置自带的Capstone软件能快速绘制应力-应变图,测量出杨氏模量值.为验证实验结果的准确性,进一步通过LAMMPS软件结合分子动力学理论来模拟拉伸微观过程中的应力-应变图,绘出拉伸过程四个阶段的...     

基于S0波的正交铺层复合材料板拉伸弹性模量的测量方法

提出了一种基于兰姆波的正交铺层复合材料板弹性模量测量方法。正交铺设层合板相当于具有9个独立弹性常数的单层正交各向异性板。研究了正交各向异性板中S₀模态兰姆波(S₀波)群速度对9个工程弹性常数的敏感性。研究发现,在低频率厚度积下,S₀波的群速度仅与正交各向异性板的拉伸弹性模量和面内泊松比有关。通过分析正交铺设层合板等效工程弹性常数的变化范围,发现正交铺设层合板的面内泊松比变化很小,足以忽略其对S₀波群速度的影响。因此,可以用S₀波的群速度来估计正交铺层复合材料板的拉伸弹性模量,并建立了S₀波群速度与拉伸弹性模量的映射关系。该方法已在碳纤维增强正交铺设层合板上进行了数值模拟和实验验证。数值模拟和传统的静态拉伸实验验证了该方法的有效性。结果表明,该方法得到的复合材料板拉伸弹性模量与实际值的误差小于10%,为航空航天等工业领域相关结构参数的测量提供了方便。     

金属构件磁记忆检测效果的有限元仿真与实验

为确定金属磁记忆检测的影响因素,对金属磁记忆检测机理及电磁有限元进行了理论分析,利用ANSYS有限元分析软件模拟并分析了试件所受拉伸载荷的大小、试件温度对磁记忆检测效果的影响.同时,以45号钢杆件为例,进行拉伸加载实验,并与仿真结果对比,验证了仿真结果的可行性     

6061铝合金平板对接焊接接头拉伸性能研究

采用TIG焊获得6061铝合金平板对接焊接接头,在万能拉伸机上进行拉伸试验;应用双孔微剪切试验结合有限元计算,用反推法得到焊缝和热影响区的力学性能参数及损伤参数;应用ABAQUS/Explicit模拟平板对接焊接接头在拉伸载荷作用下的变形和损伤行为,并与实验结果进行对比.结果表明,仿真结果与实验结果吻合得很好.改变不同区域的损伤参数,发现弱化区的损伤参数对仿真结果影响最为明显,因此要得到屈服强度及断裂强度较好的焊缝主要是控制弱化区的材料性能.     

夹持机构二维角度偏转测量

在微构件拉伸测试实验中,需要调整拉伸测试头的方位使其拉伸方向和测试构件的伸长方向在相同方向上,因此需要设计相应的角度偏转测量系统,以保证夹持方位和测试构件伸长方位在同一线上?所设计的角度偏转测量系统是依靠在两夹持头同一侧安装辅助对中角度测量支架,利用CCD数字摄像头对辅助支架进行图片拍摄,然后利用MATLAB软件对获得的图片进行图像处理从而获得需要调整的二维角度偏移量。     

基于Flexsim的服装单件流水线仿真优化

选取一款女衬衫为实验对象,从服装单件流水线生产的影响因素入手,借助Flexsim软件对该款女衬衫单件流水线进行仿真优化研究.然后通过对该款女衬衫工序分析中的原始数据进行仿真实验,借助拟合软件对测得的实验数据进行函数分析,找出流水线中瓶颈工位工时,在此基础上对该单件流水线工序进行组合兼顾后再次进行模拟仿真的循环测试,最终使该流水线瓶颈工时得以降低,生产平衡率极大提高.     

基于ABAQUS的桩土共同作用的数值模拟

运用ABAQUS软件对桩土结合模型进行了数值仿真．利用ABAQUS中的主-从接触算法,在桩身与土体之间建立接触对,对桩身采用弹性模型,土体采用扩展的Drucker—Prager模型进行模拟,并考虑初始地应力的影响．通过计算得到竖向载荷作用下桩的轴力分布曲线和沉降曲线．在算例中模拟了江苏某大桥N1号试桩,结果与现场实测值相近．     

CNG气瓶辊模拉拔数值模拟研究

辊模拉拔工艺是结合拉拔和轧制工艺对金属线材、异型材料和管材进行拉拔的先进制造工艺。本文针对钢质无缝CNG气瓶辊模拉拔工艺进行了数值模拟研究。通过Gleeble材料实验机进行的单向拉伸实验得到专用气瓶材料34CrMo4不同变形条件下的流变应力曲线,构建其材料本构方程,并以此为依托,应用有限元软件ABAQUS建立了气瓶辊模拉拔工艺的数值仿真模型。通过数值模拟,研究了各拉拔参数对拉拔力的影响效果,用于指导实际生产。     

用非线性电阻模拟变压器损耗进行铁磁谐振过电压研究

针对变压器、电磁式电压互感器(PT)等非线性电感元件在铁磁谐振研究中的重要性,建立了一种同时考虑变压器电感及损耗非线性的计算模型,利用非线性电感和电阻的并联来模拟变压器,并给出了由变压器空载实验测得的电压、电流有效值和损耗值计算得到非线性电感磁通电流曲线和非线性电阻伏安曲线的方法.将该模型应用于铁磁谐振过电压的仿真计算中,并与实验测得的结果进行比较.结果表明:利用非线性电阻模拟变压器损耗进行铁磁谐振的仿真计算,所得到的变压器电压和回路电流的峰值与实验结果的误差分别为3.81%和0.2%,远低于利用定值电阻模拟变压器损耗时的误差19.5%和15.9%,表明该模型应用于铁磁谐振的计算时所得结果更加精确.