粘弹性基底上功能梯度压电纳米梁波传播特性

本文利用非局部应变梯度理论(NSGT)探究了含粘弹性基底的功能梯度压电(FGP)纳米梁的波传播特性.基于NSGT,建立含粘弹性基底的Euler梁波传播模型及考虑剪切效应的Timoshenko梁模型,利用哈密顿原理推导出波传播控制方程;通过引入两种梁变形理论对应的波传播通解方程,对运动方程组进行求解,探讨了剪切效应、尺度参数、粘弹性参数、FG指数等对波传播频率及相速度的影响.研究表明:尺度参数对波传播频率的影响与波数密切相关;电压与梯度指数对两种梁波传播特性影响程度不同;粘弹性基底参数对波传播频率有明显的影响,且其影响程度与波数密切相关.

涂层锆合金包壳管切向微动磨损数值预测模型研究

为建立涂层锆合金包壳微动磨损的有限元计算分析模型,预测切向工况下的最大磨损深度,基于包壳-格架的实际几何特征建立了涂层锆合金包壳-刚凸接触系统的有限元模型,采用Archard磨损模型计算磨损量,结合ABAQUS的ALE功能和UMESHMOTION子程序模拟磨损过程。根据微动磨损试验结果分析磨损系数随磨损周次的变化情况,并拟合其函数关系。有限元计算的最大磨损深度和最大深度的位置与试验结果相符,表明所建立的模型可用于涂层锆合金包壳切向微动磨损最大深度的预测。

多孔功能梯度压电纳米壳中波传播特性

基于非局部应变梯度理论,探究了含孔隙的功能梯度压电陶瓷纳米壳中波传播特性.利用Hamilton原理和一阶剪切理论推导了控制方程.结合非局部应变梯度理论和谐波解得到了尺度依赖的特征方程.数值讨论了尺度参数、波数、梯度指数、壳厚、孔隙率及电压对波传播特性的影响.研究表明:非局部参数和应变梯度参数对波传播频率的影响与波数密切相关,在一定范围内波数越大,尺度参数对频率的影响越大;另外,孔隙和梯度指数对频率具有耦合作用.

核反应堆刚凸-包壳微动损伤裂纹行为研究

核燃料棒组件中包壳管与刚凸之间发生的微动行为可能引起组件的破坏失效,严重时会威胁反应堆安全。为此,以核燃料棒中刚凸-包壳结构为研究对象,针对其在微动行为下裂纹的萌生及扩展问题,通过有限元仿真的方法展开研究。研究结果表明:在微动过程中包壳管接触区始终处于受压状态,滑移区中裂纹受剪应力控制,在包壳管涂层基体界面开裂并沿着界面蜿蜒扩展,导致涂层剥离;在混合区和部分滑移区中,裂纹受剪应力和正应力同时作用,起裂于包壳表面或次表面向内部扩展;刚凸-包壳结构微动行为中,剪应力是导致包壳管损伤的主要因素,对裂纹的萌生和扩展起主导作用。

切向位移对Cr涂层Zr-1Nb合金包壳微动磨损的影响

随着核电技术更新迭代,由于传统Zr合金包壳存在安全性能缺陷,核燃料组件安全面临严峻挑战,探索开发新型核燃料包壳管成为核电安全防护领域的重点研究。以Cr涂层Zr-1Nb合金包壳管(改良型ATF材料)为研究对象,探究切向位移对Cr涂层Zr-1Nb合金包壳管微动磨损行为及磨损机理的影响。采用白光干涉仪表征出Cr涂层Zr-1Nb合金包壳管表面磨痕的三维形貌,对Cr涂层Zr-1Nb合金包壳管表面磨痕的截面轮廓以及磨损深度进行测算。通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对表面磨痕的微观形貌以及元素组成进行表征。结果表明:随着切向位移增加最大磨损深度随之增加,微动运行状态由部分滑移逐渐转变为完全滑移,Cr涂层Zr-1Nb合金包壳管表面的磨屑黏着现象逐渐减弱,磨损机理由黏着磨损转变为剥层磨损。所有试验中Cr涂层Zr-1Nb合金包壳管存在明显的氧化磨损。从微观角度探索了接触模型为GTR构型的改良型ATF包壳材料微动磨损机理以及微动磨损行为,制备的Cr涂层能够提高Zr-1Nb合金包壳管的微动磨损性能,有效延长包壳管的服役寿命。

三层应变梯度微板系统的耦合振动特性

基于修正的应变梯度理论和Kirchhoff-Love假设,建立了由Winkler-Pasternak弹性夹层连接的三层微板系统的耦合振动模型.结合Gauss-Lobatto求积准则和微分求积准则,构造了具有4节点108个自由度的C2连续性微分求积有限元,以求解微板系统的耦合振动边值问题.通过数值算例,验证了本文微分求积有限元法的有效性,讨论了各因素对微板系统振动频率及模态的影响.结果表明:微板系统发生完全同步振动时,弹性夹层不起作用;应变梯度效应或弹性夹层刚度不仅影响微板系统的各阶振动频率,而且会使系统产生模态跃迁现象;边界条件对微板系统振动频率计模态的影响显著.

求解车桥耦合振动问题的一种数值方法

推导了二分之一车模型作用下简支梁的车桥耦合振动方程,利用MATLAB强大的数值计算功能,结合Ruge Kutta法微分方程数值求解原理,编制了基于ODE系列函数求解系统运动方程组的二次开发函数,对车桥耦合问题进行数值求解.与Nemark β法相比较,在保证精度的前提下,缩短了计算所需的时间.

插值振型函数法求解移动荷载作用下等截面连续梁的动态响应

根据哈密顿原理,应用插值振型函数法,分析了多跨连续梁在移动荷载作用下的车桥耦合振动动态响应。经实例讨论分析,给出了多跨等截面连续梁在不同速度移动荷载作用下的数值结果。实例分析表明,该方法具有很好的收敛性和很高的精度。具通过对结果的分析讨论,得到了多跨连续梁在移动荷载作用下的一些规律。

理论力学教学改革的研究与实践

结合当前国内外高等工程教育发展的总趋势,对理论力学课程的教学内容与体系、教学方法与教学手段、学生能力培养等方面进行了大胆的探索和改革。通过改革,加强了课程建设,提高了学生的综合素质和创新能力,教学质量稳步提高,教学评价名列前茅。今后,将探索现代教学手段和传统教学方法的结合点,推进教学评价模式改革。

球-平板径向微动磨损行为的数值模拟

通过径向微动的数值模拟,研究了径向微动磨损过程中的力学行为和损伤机理.以球(Si3N4)-平板(Vita Mark II)模型为研究对象,通过Hertz理论分析,得到球和平板的接触半径、法向分布力之间的关系.应用Ansys软件建立有限元模型,计算得到接触表面的应力、应变和滑移分布.研究结果表明:滑动区摩擦因数对粘着区应力、应变影响不大,但对滑动区应力、应变、滑移量造成的影响比较明显,必须考虑;采用弹性模量和泊松比相近的材料为对摩副时,可减小相对滑移量,降低磨损;在滑动区,特别是在接近接触边缘区域,滑移量较大,与实验结果吻合.

铁路高桥墩的非线性动力分析

以铁路高桥墩为研究对象 ,导出了计轴力及内力素方向改变所致非线性项的高桥墩振动偏微分方程。在分析方程定解条件的基础上 ,讨论了高桥墩架梁前后的振动频率和墩顶位移的变化规律 。

TMD控制下车桥动力特性研究

在考虑轨道不平顺的情况下,通过建立车-桥-TMD(TunedMassDamper)动力系统振动方程,研究了编组列车过桥时TMD的控制效应、列车过桥时速度对桥梁挠度的影响和TMD对乘坐舒适性的影响。作者最后给出了不同质量比下TMD控制的效果对比曲线,提出了中小跨度桥梁的建议最佳质量比。

积极进行教学资源建设 全面推进教学改革

结合国家教学基地建设,西南交通大学以力学课程体系、教学内容、教学方法、教学手段的改革为主线,以培养工科创新型人才和提高教学质量为目标,构建了先进的立体化教学资源和教学平台,在课程教学与实验教学的改革、师资队伍建设、教学环境建设等方面取得了一系列成果,在全国,特别是西南地区。

基于非协调边界元法的声辐射模态分析

利用非协调单元离散声学Helmholtz边界积分方程,采用极坐标变换法消除积分奇异性,通过CHIEF方法加Lagrange乘子法处理特征频率处解的不唯一性。在此基础上,应用非协调单元推导结构的声辐射功率和声辐射效率的表达式。以脉动球和辐射立方体为例,计算结构的声辐射功率、辐射效率、辐射模态、辐射模态效率等物理量,并与协调单元的计算结果做比较,取得较好的一致性。

几何非线性对高桥墩动力行为的影响

结合山区高墩桥梁建设的需要，主要研究了高桥墩在几何非线性影响下的动力行为。文章以变形后的高桥墩为研究对象，以水平位移和铅垂位移为变量，得到了高墩的非线性振动偏微分方程，并简要讨论了方程的定解条件。经实例分析计算得到了某高墩在架梁前后的一些动力行为。

工科基础课程数字化教学资源建设的实践与应用

近年来,在云计算、大数据、物联网、MOOC等一系列新技术和新模式的冲击下,数字化教育资源的建设取得了较好的发展,形成了数字化技术与教育教学深度融合的教育理念。结合教育部新工科研究与实践项目,对工科基础课程数字化资源的建设和使用情况进行了深入系统的研究,研制了智能型慕课平台(SOTS)和虚拟仿真实验平台,建设了系列精品在线开放课程和虚拟仿真实验,出版了多种数字化教材和数字课程,形成了一系列优秀教学案例,学生受益面广,示范与辐射作用良好。

工程力学课程思政的探索与实践

课程思政是一种教育教学理念,是将高校思想政治教育融入课程教学和改革的各环节、各方面,实现立德树人润物无声。近年来,课程思政已成为课程建设的重要内容、教学改革的重要方面,工程力学课程也不例外。通过重构课程体系、教材体系,打造慕课、数字课程、数字化教材等,挖掘课程思政元素,创新资源形态和教育教学方法,扎实推进课程思政建设,并取得实效。

空压机转子的动力特性及其叶片根部强度分析

对某空压机转子在高速转动时齿根的强度进行了详细分析 ,考虑了单齿接触的情况 ,得到各种情况下齿根的应力分布和接触面上的压力分布。同时还对高速转动时空压机转子叶片的振动特性进行了分析。结果表明叶片根部不同部位接触时最大等效应力的分布不同 ,但空压机转子的振动均没出现异常情况。

“工程力学”课程建设的创新实践

“工程力学”课程是西南交通大学众多专业的一门专业基础课。针对“工程力学”课程的建设目标,紧跟高等教育的发展形势,强化改革举措,结合“工程力学”课程特点开发了一系列教学资源,包括视频教程、电子教案、数字课程、在线课程和数字化教材等。同时,通过“线上+线下”的紧密联动,实施探究式、启发式、关联式教学法和课程思政,扎实推进了“工程力学”的课程建设,并取得了一定的实效。

高校课程类虚拟教研室建设的思考与实践

课程类虚拟教研室是指不打乱原来的教研室格局,不影响原有的教学团队和教研室成员,在此基础上,校际间若干同类别教研室为加强教学研究、提高课程教学质量,为解决教学中的难点问题,有共同意愿的教师组成虚拟的教研室。虚拟教研室是高校基层教学组织建设的重要尝试,通过虚拟教研室建设,打造新的教师教学发展共同体和质量文化。课程类教研室建设的目标是什么,实施路径是什么,尽管各校已开展了试点、进行了探索,但都没有形成体系和模式。本文结合前期工作基础,及教育部对虚拟教研室的建设要求,提出了课程类教研室的实施路径及下一步工作思考。