超低温DIC全场微应变测量精度提高方法

数字图像相关技术在非均质焊接接头的力学性能研究方面具有独特的优势,但低温介质气化引起的气流扰动、起雾、结霜以及低温引起光学玻璃的厚度和折射率发生改变均会对图像产生较大影响,是DIC测试系统的误差的主要来源。本文分析了超低温环境下DIC全场微应变测量误差的影响因素,掌握超低温环境下的光测力学误差产生的机理,提出了DIC全场微应变测量精度提高方法,将超低温环境DIC全场微应变测量精度提高45倍,对准确获取贮箱焊缝结构在低温环境下全场力学性能,提高焊接结构性能,保证焊接结构安全性和可靠性具有重要的意义。

基于ANsYs的铝合金箱型截面悬臂梁模态分析

通过ANSYS对具有复杂约束条件的铝合金箱型截面悬臂梁进行了模态分析，并将结果与高精度的实验结果进行比较分析，验证了所使用的模态分析方法的正确性及可行性，为解决相似问题提供了一种新方法和新思路。

基于单胞模型的三维四向编织复合材料力学性能研究

本文提出了一种三维四向编织复合材料单胞模型的构建方法,并基于该模型对三维四向编织复合材料的细观力学性能进行了分析。首先,根据三维编织复合材料的两个内部构型参数——纤维体积含量和编织角,结合有限元分析软件建立了三维四向编织复合材料的单胞模型;然后,针对三维四向编织复合材料单胞的静力学性能及抗冲击性能进行了分析,得到了该单胞模型三个正交方向的弹性模量,并研究了纤维体积含量和编织角对三维四向编织复合材料单胞抗冲击性能的影响规律;最后,利用扩展有限元方法研究了三维四向编织复合材料单胞的抗拉强度,分析了纤维体积含量和编织角对三维四向编织复合材料单胞强度的影响规律。

基于应变场数据的C/C材料力学参数辨识

提出了一种基于复杂构型试样DIC(Digital Image Correlation,数字图像相关法)全场应变测试结果,实现单次试验辨识C/C复合材料面内多个力学参数的方法。在该参数辨识方法中,采用复杂构型试样以使得全场应变数据对不同的材料参数敏感;建立与试验条件同等的有限元模型,将待辨识的材料力学参数作为设计变量,应变场模拟结果与试验结果的偏差视为目标函数,通过多岛遗传优化方法构建了参数辨识模型。采用奇异值分解对试验获取的应变场进行重构,实现DIC应变场测试结果的降噪。结果表明,尽管试验获取的应变场由于试验噪声、纤维变形等原因与有限元模拟的分布特征有所差异,但在加载方向的应变辨识精度偏差依然保持在4%以内。采用奇异值分解可提升与加载方向相垂直方向的弹性模量辨识精度,与标准测试结果相比,辨识误差从33.12%降低到4.48%。上述研究可为建立复合材料高通量试验方法提供参考。