Ⅰ-Ⅱ复合型尖V形切口脆断准则

基于最大周向应力和Seweryn-Novozhilov准则,用线弹性奇异应力场,给出Ⅰ-Ⅱ复合型尖V形切口的脆性断裂准则;并把裂纹作为切口张角为零的V形切口,这样就把V形切口问题与裂纹问题的断裂准则统一起来.为了验证该准则,本文采用有机玻璃板材加工多种V形切口试件进行了拉伸实验;同时,应用该准则对文献[16]中复合载荷下双边切口试件进行了起裂方向和临界载荷预测,并与其实验结果相比较.结果表明,本文所给出的Ⅰ-Ⅱ复合型尖V形切口脆性断裂准则与实验是相吻合的,适合于实际工程应用。

一种确定应力强度因子的数值方法

文章基于奇异点附近的位移场和奇异应力场,提出了一种利用普通的数值分析结果确定单应力强度因子的数值方法和提高应力强度因子求解精度的结点选取方法。利用有限元软件MSC/Nastran对 型和 型平面裂纹问题进行了具体计算。计算结果表明,文章所提出的方法具有通用性强、精度高的特点,便于实际工程应用。

海洋波浪能发电装置的研究现状与发展前景

海洋波浪能作为一种清洁环保并且可再生的新型能源已经吸引了世界各国科学人员的目光,并已取得一定的研究成果。介绍了海洋波浪能发电装置的原理,对海洋波浪能发电装置进行了分类,总结了几种典型海洋波浪能发电装置的优缺点,并针对现阶段国内外研究现状指出目前存在的问题和今后海洋波浪能发电装置的发展前景。

复合型V形切口脆断的应变能密度因子准则

通过定义V形切口应变能密度因子,将V形切口尖端的奇异应变能密度转化为非奇异的应变能密度因子。基于V形切口尖端附近的线弹性奇异应力场,建立Ⅰ-Ⅱ复合型V形切口脆性断裂的应变能密度因子准则,并把裂纹作为切口张角为零的V形切口,从而将V形切口问题与裂纹问题的断裂准则统一起来。为了验证该准则,采用有机玻璃(polymethyl methacrylate,PMMA)板材加工了多种单边复合型V形切口试样进行拉伸破坏实验,应用上述准则对试样的起裂方向和临界载荷进行预测,并与最大周向应力准则和实验结果进行比较。结果表明,用所建立的应变能密度因子准则所预测的临界载荷在切口张角较小时更接近于实验结果。

海洋渔业环境监测浮标的优化设计

监测海洋渔业环境的资料浮标,是一种现代化的海洋监测工具。由浮标得到的水文资料对渔业作业非常重要,因此资料采集的可靠性是关键,而采集的可靠性依赖于浮标工作的稳定性。由于海面上风浪作用,浮标体难以保持其稳定性。应用FLUENT软件,采用流体体积模型(VOF)方法,模拟出浮标体在风浪中的受力情况。根据分析计算的结果,通过调整吃水线高度来改变受力的大小,在对其受力分析的基础上,以SOLIDWORKS为工具对浮标体结构进行优化设计,从而提高浮标体在海面上的稳定性。

V型切口脆性断裂的最大周向应力准则

基于2个基本假设,建立了I-II复合型V型切口脆性断裂的最大周向应力准则。给出了I型V型切口的临界应力强度因子与I型裂纹的临界应力强度因子之间的关系,并用有机玻璃板材加工成2种I-II复合型V型切口试样,进行了实验验证。实验结果表明,所提出的I-II复合型V型切口脆性断裂的最大周向应力准则与实验结果基本吻合。

一种新的确定应力强度因子的数值方法

应力强度因子是一个非常重要的参数,可以用来估算裂纹和切口的断裂.这篇论文提供了一种基于包含应力集中区域一定体积上的平均应变能密度,来确定应力强度因子的数值方法.对于I型或是II型裂纹的单一加载方式,应力强度因子都可以直接从一定体积上的平均应变能密度的表达式求得其解,但是对于I-II复合型裂纹,情况相对复杂.因此,作者们提出了利用围绕切口尖端一定体积上几组不同关于裂纹切口平分线对称区域上的平均应变能密度,来拟合复合加载下I型和II型应力强度因子的数值方法.为了验证,计算了I-II复合型裂纹的半圆形三点弯曲试样应力强度因子,并与文献中给出的应力强度因子进行了比较.结果表明,提出的数值方法可靠,为平均应变能密度准则的工程应用提供了一种新的思路.

复合V形切口脆断的形状改变能密度因子准则

沿袭裂纹尖端附近的形状改变能密度因子概念思路,定义V形切口尖端附近的形状改变能密度因子。基于V形切口尖端附近的奇异应力场,建立了Ⅰ-Ⅱ复合V形切口脆性断裂的形状改变能密度因子准则。应用该准则对复合载荷下双边切口试件进行了理论预测,并把预测结果与实验结果、应变能密度因子准则的预测结果进行了比较。结果表明,形状改变能密度因子准则预测的起裂角和断裂曲线与实验值更吻合。

复合型V形切口脆断的能量释放率准则

在实际工程中,脆性材料中的V形切口多处于复合型受力状态,因此,确定脆性材料中的复合型V形切口起裂角和临界载荷有着重要的意义。基于V形切口尖端附近的奇异应力场和位移场,采用支裂纹应力强度因子的起始值,提出了I-II复合型V形切口脆性断裂的能量释放率准则;并对复合载荷下单边切口试件进行了起裂角和临界载荷预测,将其结果与应变能密度因子准则和实验结果相比较发现,所给出的能量释放率准则与实验很好吻合,适合于实际工程应用。此外,通过引入模式混合比,能绘制出任意模式V形切口脆断的起裂角和断裂曲线。

一种确定双重应力强度因子的数值方法

基于奇异点附近的位移场和奇异应力场,提出了一种利用普通的数值分析结果确定双重应力强度因子的数值方法和提高应力强度因子求解精度的结点选取方法,并把确定V形切口与裂纹的应力强度因子问题统一起来,利用有限元软件MSC/Nastran对ⅠⅡ型复合平面裂纹以及V型切口问题进行了具体计算。计算结果表明,所提出的方法具有通用性强、精度高的特点,便于实际工程应用。

利用U形切口测量脆性材料断裂参数的方法

基于I型载荷模式下U形切口的两个应力准则:平均周向应力准则和最大周向应力准则,沿袭Seweryn思想,把裂纹看作切口根部半径为零的U形切口特例,分别建立了脆性材料断裂韧度K10C、抗拉强度σC和U形切口临界切口应力强度因子KU1C之间的关系式。利用I型载荷模式下U形切口平板破坏试验的临界载荷,借助于Ansys有限元数值分析的结果,提出了新的测量脆性材料抗拉强度和断裂韧度的方法,并对相关文献中有机玻璃、铝合金单边U形切口的三点弯曲实验和具有中间U形切口石墨平板的拉伸实验进行了验证。由于U形切口加工方便,I型模式的断裂载荷也比较容易获得,新的测量方法简单、方便,适合于工程应用。

切口的临界距离原理断裂准则

借助于有限元分析,探索临界距离原理应用于各种切口石墨平板脆断的有效性,其中包括U型切口平板的拉伸试样、钝V型切口半圆形弯曲试样、单边钝V型切口三点弯曲梁试样和钝V型切口的巴西圆盘压缩试样等。首先利用临界距离原理,标定材料的特征距离和内部强度应力,计算出两种石墨材料的断裂韧度,并与文献中的给定值进行了比较。然后预测了I型模式下各切口件的断裂载荷,并与实验结果进行了比较。结果表明:临界距离原理不仅可以预测切口件的断裂,还提供了一种根据切口件的断裂实验来预测材料断裂韧度的工程方法。而且,临界距离原理的最大优点是只需要切口附近的数值结果,从而避免求解切口附近复杂的解析应力场,因而适合工程应用。

过渡金属锇在高压下的力学特性

基于密度泛函理论平面波赝势法的第一性原理计算,研究了过渡金属锇在高压下的状态方程、弹性常数和其它力学性质。计算结果表明:过渡金属锇具有很高的体积模量B0(423.9 GPa)和弹性常数C11(771.3 GPa)与C33(852.0 GPa),与金刚石的(B0=452.8 GPa,C11=C33=1 082.9 GPa)比较,具有超低压缩特性;表征材料抵抗剪切变形能力的弹性常数C44(269.8 GPa)和切变模量(276.8 GPa)只有金刚石的(C44=586.9 GPa,G=537.5 GPa)一半,而所成的又是纯金属键,因此锇不具有超硬性。最后,定性分析了它的高体积模量和低硬度的微观电子机制,这对于设计与合成新的超硬性材料具有启发意义。

尖锐V形切口脆断准则研究的进展

介绍在线弹性断裂力学基础上单奇异性V形切口脆性断裂准则研究的进展。把复合型V形切口脆性断裂准则分为应力参数型和能量参数型,并重点综述这两类准则的研究现状、适用性和局限性,讨论了特征距离的确定,展望了V形切口断裂准则将来可能的研究方向,指出Ⅱ型成分占主导的复合型V形问题,断裂机制和准则,在理论与实验上还需进一步研究。

基于浮标设备的UWSN汇聚点通信设计

基于浮标设备的水下无线传感器网络(UWSN)是海洋环境立体监控系统的重要组成部分。详细阐述了基于GPRS移动技术的近海、近岸UWSN汇聚点的通信设计实现,基于SIM300模块的GPRS接口实现了浮标设备采集到的数据信息与数据中心的可靠连接。

WSN跟踪应用中一种新的目标恢复机制研究

无线传感器网络(WSN)跟踪应用中,当目标丢失时需要研究目标跟踪恢复方案。用于唤醒跟踪区域节点,以重新寻找到目标。为减少唤醒无关睡眠节点的数量,提出了一种新的逐层节点唤醒目标恢复机制。在不丢失目标的前提下,逐级唤醒相关区域睡眠节点,降低节点能量消耗,延长了WSN生命周期。

卓越计划与机制专业力学课程体系．改革的若干问题研究

本文主要是针对机械设计制造及其自动化专业的力学课程体系的调整，梳理总结了3年多教学实践，联系当前卓越工程师教育培养计划这个重点工作，提出了实践中出现若干问题的解决办法及对策。为后面卓越工程师教育培养计划的全面推广普及做好相应的准备工作。

状态空间有限元法分析固支叠层结构热应力

为分析复合叠层材料在热应力条件下的力学特征,建立求解二维叠层结构在温度载荷作用下的半解析状态空间方程。沿叠层的水平方向使用Lagrange单元离散和B样条单元离散位移及应力分量,在垂直方向分别采用通解法和精细积分法求解状态空间方程。针对某给定的温度载荷进行热应力分析,参考有限元结果,对比Lagrange单元离散和B样条单元离散方法以及通解法和精细积分法的有效性。研究结果表明:B样条单元离散的的计算精度比Lagrange单元离散高;相较于通解法,精细积分法的精度更高、求解速度更快。

一种仿生水母机器人的实现

随着海洋保护与水下侦查的需要,水下机器人越来越受到人们的重视,可以承担水下环境监测与生物生长鱼群迁移等等任务。而水母是一种柔性生物,仅凭借对腔体大小改变可实现便捷的转向和定轨迹的行程行进。但是目前的仿水母机器人游动稳定性差、方向不易控制。因此,需要一种新的技术方案以解决上述问题。

U形切口的有限断裂准则

有限断裂力学准则综合了应力和能量参数,假设裂纹或切口端部有限裂纹长度的增长.特别地,该有限裂纹的长度不是材料的基本常数,而是与构件的结构有关.基于U形切口两种形式:点方式和线方式有限断裂准则,对文献中的铝合金U形切口三点弯曲断裂实验进行了分析验证.一方面基于材料的断裂韧度和抗拉强度,预测切口件断裂载荷;另一方面根据几组不同的切口根部半径及其对应的临界切口应力强度因子,同时估算材料的断裂参数:断裂韧度和抗拉强度.将点方式和线方式两种不同形式有限断裂准则的预测结果,与平均周向应力准则、最大周向应力准则以及文献中相关结果进行了比较得出:无论是预测断裂载荷还是估算材料断裂参数,线方式有限断裂准则,与文献中相关结果比较吻合,尤其是估算的断裂韧度精度较高.