40 t钢水包倾翻特性的有限元分析

为了同时对钢包的倾翻特性和强度进行分析计算,使用ANSYS软件对40 t钢水包进行了有限元仿真分析,设计了一种新的分析思路和方法;经过建模、加载、约束及分析计算,同时计算出了钢水包的出水角度和倾翻过程中质心、倾翻转动惯量、转动力矩的变化情况和结构的应力、变形.结果表明:该分析思路和方法,不仅为产品的合理设计和配套设备的选择提供了可靠依据,而且为各种工作情况类似于钢水包的液体容器倾翻特性的分析提供了一种可行的方法.     

大跨径连续梁桥悬臂拆除过程力学特性研究

为了研究大跨预应力钢混凝土连续梁桥悬臂拆除施工过程的受力特性,分析悬臂拆除过程中的关键技术问题。依托淮河4号桥拆除施工,利用有限元分析与现场监测相结合的方法,对大跨径混凝土连续梁桥悬臂拆除施工过程的变形特性、应力变化及边跨临时支撑反力的变化规律进行了研究。研究表明钢绞线受到灌浆的影响,虽然锚固位置被切除,但其施加在未拆除梁段上的预压效应依然存在,使得悬臂拆除过程中预压效应无法与结构自重很好地平衡,导致主梁的受力更加复杂;拆除开始时应该重点关注下缘混凝土避免出现压溃,后期应关注上缘混凝土避免出现压溃;现场的变形及应力变化规律与倒拆理论计算规律基本一致,在拆除过程中结构处于安全可控的范围内;中跨采用浮吊吊运悬臂拆除,边跨提前搭设支架,在支架上进行节段分块拆除,是大跨径连续梁拆除的可选方案之一。     

初始损伤对钢的延性起裂韧性影响的细观力学分析

通过力学参数测量和微观观察研究了初始损伤对钢的延性起裂韧性影响.研究结果表明,随钢组织在预加载荷中产生的微孔洞初始损伤量的增加,其延性起裂韧性降低.并进一步对初始损伤孔洞在后续加载中的演化行为的细观有限元力学进行模拟计算及微孔洞初始损伤对钢的延性起裂韧性影响的机理进行了研究.计算结果表明,初始大尺寸孔洞长大速度比较快,且在这些孔洞之间存在变形局部化,容易诱发二次小孔洞的形核和长大,从而使一次初始大孔洞连接,使材料延性起裂,因而大尺寸初始损伤孔洞主导了材料的延性起裂.随初始损伤量的增加,大尺寸孔洞的数量和尺寸增加,使孔洞聚合(延性起裂)时的应变降低,这也就是随着预载荷比P0/Pgy的增加,材料的延性起裂韧性Pi/Pgy降低的细观力学原因.     

利用Raman光谱测定硅(100)晶面单轴应变的应变系数

建立了表征晶体硅应变量的晶格振动模型,首次计算获得(100)晶面单轴应变硅应变系数b为-336.6cm-1;通过建立的利用Raman光谱测量晶体硅单轴应变量的实验装置,首次获得装置中螺钉旋进量与应变硅应变量的关系;利用波长648nm的Raman激光谱测量了螺钉旋进量为1.5mm时,Raman频移为0.47cm-1,获得(100)晶面单轴应变硅应变系数b为-335.7cm-1.结果与晶格振动模型基本吻合,说明建立的利用Raman光谱频移法表征晶体硅应变量方法的有效性.     

平面应变对二维单层氮化镓电子性质的调控作用

采用第一性原理方法研究了二维单原子层氮化镓结构和电子性质的平面对称应变效应.结果表明,在-10%~10%的应变范围内,二维氮化镓的结构未遭到破坏,仍然保持稳定.通过对应变下的能带结构分析,发现随着拉应变的增大,二维氮化镓的带隙逐渐减小,而且保持间接带隙性质.在一定压应变作用下,二维氮化镓的带隙增大,由间接带隙转变为直接带隙.这表明平面对称应变可以有效地调节二维氮化镓的电子性质,为二维氮化镓的应用提供了有价值的理论依据.     

基于SHPB试验的高速铁路CRTSⅡ型CA砂浆动态性能

采用分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)试验研究了高速铁路CRTS II型水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)的动态力学性能,并建立了CRTS II型CA砂浆的动态本构关系模型.结果表明:随着应变率的增大,CRTS II型CA砂浆峰值强度逐渐增加,但增加速率随应变率的增大而减小,当应变率从44.17增加至54.79 s-1和从54.79增加至108.47 s-1时,峰值强度分别增加了初始峰值强度的52.28%和7.5%,弹性模量随应变率的变化规律性较差;应变率越大,破坏时的贯通裂纹越多,碎裂程度越大;CRTS II型CA砂浆的比能量吸收随着应变率的增大而增大.所建立的动态本构模型拟合曲线与试验曲线具有较好的一致性.     

基于归一化应变梯度变化的损伤识别方法研究

针对传统静态损伤识别测量方法存在测量系统布置烦琐、测点有限以及基于应变参量的损伤识别受加载条件限制的问题,一种基于归一化应变梯度变化(Differential Gradient of Normalized Strain,DGNS)的损伤识别方法被提出.通过对只含有矩形槽的试件和同时含有方形通孔和裂纹的试件的数值计算,说明该方法能够有效识别塑性变形、裂纹等损伤.实验中,提出采用应变等值线密度变化(Differential of Strain Contour Density,DSCD)取代DGNS用以识别结构损伤,两者具有相同的物理意义,但DSCD更加有效地保证云图的平滑性和可视性,实验证明DSCD可以有效地识别塑性损伤.研究表明,DGNS(DSCD)可以很好地刻画出结构塑性变形、裂纹损伤特性,剔除由于结构自身不均匀造成的应变集中区域的影响,有效地孤立出损伤区域;DGNS(DSCD)是结构的本征参数,不依赖于外部载荷幅值;相比于传统的应变损伤识别,DGNS(DSCD)具有更加敏感、更早捕捉损伤的优势.     

应力比对脆性材料断裂影响及应变断裂准则验证

应用材料破坏分析软件MFPA2D(material failure process analysis),模拟了平面应力下双向应力比不断变化条件下脆性材料的不同破坏失稳过程,并以玻璃为例,重点研究了其在复杂应力状态下不同双向应力比对脆性材料裂纹扩展和断裂的影响. 研究结果表明,裂纹失稳扩展时的应力强度因子值随着双向应力比的升高而升高. 该结果证明双向应力确实对脆性材料的断裂韧性有影响. 理论分析得出的应变失效准则与数值模拟研究结果及试验结果的比较研究表明,应变失效准则作为脆性材料在双向应力下的断裂准则是可行的.     

含Nb多元微合金钢的应变诱导析出行为

利用松弛法,在Gleeble-1500热模拟机上测定了多元微合金钢的应力弛豫曲线,并采用萃取复型技术跟踪了析出物的长大过程。实验结果表明：应力弛豫曲线分为三个阶段,分别对应析出的形核、长大和粗化：在850℃变形后等温弛豫60-200s时,应变诱导析出颗粒的尺寸仍然小于10nm,析出相为复杂的（Nb,Ti,Mo）（C,N）。     

煤柱塑性区的弹粘塑性理论分析

为评价煤柱的长期强度和长期稳定性,以弹粘塑性理论和统一强度理论为基础,结合煤柱应变软化的概念,对煤柱塑性区进行了专门探讨,得到了煤柱弹性区和粘塑性区的应力分布、位移分布以及粘塑性区宽度的理论公式。分析了界面摩擦角、煤柱抗压强度、煤柱高度、覆岩压力、屈服准则的选取等因素对粘塑性区的影响。部分实验结果得到了理论解释。此外还探讨了开采时所需留设的合理煤柱尺寸,并给出了开采时应注意的几个问题。