基于损伤力学方法的铆接结构疲劳寿命预估

将损伤力学-有限元方法应用于飞机结构疲劳寿命预估中,对机翼蒙皮压窝形式的铆接结构进行了寿命计算和分析,得到了结构的疲劳寿命和疲劳损伤演化过程,并对铆接试验件进行了疲劳试验,将损伤力学方法的预测结果与试验结果进行了比较。分析结果反映出结构疲劳损伤累积初期较为缓慢、后期速率急剧上升的过程,符合损伤演化规律。在180MPa载荷水平下,计算寿命与试验平均寿命的相对误差为11.3%,满足工程精度要求。从而验证了损伤力学方法应用于实际工程结构寿命预测的可行性和可靠性。

直升机旋翼系统飞行参数识别模型研究

直升机旋翼系统的工作方式及其所承受的载荷形式使飞行实测载荷数据的有效性不高。研究如何利用有限的实测载荷及飞行参数数据建立直升机旋翼系统飞行参数识别模型,对于推进飞行载荷测试任务有重要意义。基于Matlab编程建立遗传算法优化的BP神经网络直升机旋翼系统飞行参数识别模型,实现通过现有载荷数据及飞参数据对旋翼系统飞行载荷预测仿真。预测的最大相对误差为10%、平均相对误差为3.7%,满足工程要求,并且较未使用遗传算法优化的BP神经网络预测结果好,表明所建立的飞行参数识别模型具有很好的学习能力和泛化能力。

废弃混凝土回收制备轻质混凝土的实验研究

回收废弃混凝土经破碎、磨细后,匹配适量氢氧化钙、水泥和水,在高温饱和水蒸气环境中反应固化,经系统优化实验,获得了具有显著力学性能的块状制品,进而引入铝粉作为发气剂,制备出轻质多孔加气混凝土材料,产品容重、导热系数等性能指标均符合相应国家标准对B06级加气混凝土的质量要求。研究结果对废弃混凝土的综合回收利用及加气混凝土生产实践具有一定理论指导意义。

焙烧处理对硅藻土吸/放湿性能的影响

为阐明焙烧过程对硅藻土调湿性能的影响、解析硅藻土孔结构与调湿性能之间的关系，本研究采用静态吸附法测试了硅藻原土及不同温度制度焙烧硅藻土的吸／放湿能力，结果表明，500-700℃焙烧后硅藻土的放湿率高于硅藻原土，吸湿率则低于硅藻原土；焙烧温度提高或时间延长，样品的吸／放湿率均呈下降趋势，800℃长时间焙烧后的降幅尤为明显。扫描电镜（SEM）与X射线衍射（XRD）分析表明，焙烧过程不会显著改变硅藻壳的微观形貌和物相结构；孔结构表征（氮吸附法）发现，500～700℃焙烧处理导致硅藻土的微孔含量降低、中孔含量提高；硅藻土的中孔含量与放湿率之间存在良好的一致性关系，说明中孔的存在是决定硅藻土调湿性能的关键因素。

含水岩体非线性蠕变损伤模型及应用

岩体含水是岩体失稳的重要因素之一。将传统西原模型的线性牛顿体改为非线性牛顿体,克服了传统西原模型不能反映加速蠕变阶段非线性特征的缺点;考虑水对岩体蠕变的影响,将改进西原模型的模型参数设为含水率的函数并引入P元件,P元件所产生的变形代表是由水压的作用引起的变形量;为了量化水压对蠕变变形的影响提出水化因子λ的概念;蠕变过程中岩体的蠕变参数具有时效性,借助损伤力学的方法可以有效地实现岩体材料的劣化及蠕变参数的非定常特性;模型参数中蠕变寿命和极限强度由蠕变试验确定,其余参数由蠕变试验数据运用1st Opt软件反演得到;最后将蠕变模型应用于开挖岩体的蠕变分析中,发现岩体中的水增加了井壁的应力水平,加快了井壁的蠕变变形,这对工程实践有重要的指导意义。

硅藻土的水热固化及其湿度调节性能研究

以硅藻土为主要原料,采用水热固化工艺制得具有较高力学强度的制品,在一定程度上保留硅藻土的规则孔隙特征和吸放湿能力;通过调整配比、优化焙烧、模压等工艺参数,优化硅藻土制品的吸/放湿功能。结果表明,焙烧后硅藻土水热固化体的孔隙有效利用率提高,放湿量明显增大;提高硅藻土掺量或减小成型压力,有利于水热固化体吸/放湿性能的改善,但对强度存在不利影响。

分光光度法用于硅藻土的甲醛吸附性能评价

目的解析硅藻土对甲醛分子的吸附能力,阐释其作用机理.方法采用乙酰丙酮分光光度法,测试分析硅藻土吸附剂对溶液和蒸汽中所存在甲醛分子的吸附作用,考察对比蒸汽环境中甲醛初始浓度和相对湿度对甲醛吸附量的影响规律.结果硅藻土的引入导致甲醛溶液浓度不降反升,而在蒸汽环境中,硅藻土对甲醛的吸附量随时间延长而缓慢增长,与甲醛溶液初始浓度大致呈正比关系;相对湿度对硅藻土的甲醛吸附能力影响显著,在相对湿度11%条件下,硅藻土的24 h甲醛吸附量达到最高值.结论溶液环境中硅藻土对甲醛分子并不具有明显的选择性吸附,而在蒸汽环境中,硅藻土对甲醛的吸附过程首先是水蒸气在样品表面的物理吸附,而甲醛分子则溶解于样品表面的外层吸附水中.

基于损伤力学的飞机铆接结构疲劳损伤分析

将损伤力学-有限元方法应用于飞机襟翼蒙皮铆接结构的改进设计中,得到了结构改进前后的疲劳损伤演化过程和疲劳寿命,并通过分析损伤场的演化来研究铆接细节的改进对于铆接结构疲劳性能的影响;对改进前后的铆接试验件进行疲劳试验,并与损伤力学方法分析结果进行比较,验证了方法的正确性。

结合损伤力学与有限元方法预估铆接结构疲劳寿命

利用飞机铆接试验件疲劳试验数据,结合损伤力学与有限元方法,通过MATLAB调用ABAQUS进行损伤演化方程参数的遗传优化反演。将反演得到的损伤演化方程用于飞机结构疲劳寿命预估中,对机翼蒙皮锪窝形式的铆接结构进行了寿命计算和分析,并与试验数据作对比,证明了方法的可行性。

废弃混凝土的水热固化与力学强度

为实现废弃混凝土的资源化规模利用,将废弃混凝土回收、粉碎后,掺入适量氢氧化钙(Ca(OH)_2)、碱性激发剂(NaOH)和水,经均匀混合、模压成型后,在高温饱和水蒸气环境中转化为具有较高机械强度的块状制品。实验系统考察了原料配比以及反应温度和时间等因素对水热固化样品劈裂抗拉强度(简称劈拉强度)和微观结构的影响。研究结果表明:Ca(OH)_2掺量为20%时对于结晶性水化硅酸钙(托勃莫来石相)的形成最为有利,水化产物彼此交织成密实结构,实现了最高的样品力学强度;NaOH的引入可激发废弃混凝土的水热反应活性,但掺量不宜过高;水热反应条件下,样品的劈拉强度随环境温度的升高或反应时间的延长而明显增大,但温度过高、时间过长,会因晶型转变及内部结晶应力等原因而导致样品力学强度降低。