Zr-4合金疲劳裂纹扩展试验及仿真研究

为了准确获得Zr-4合金的疲劳裂纹扩展参数及剩余疲劳寿命,进行了3组紧凑拉伸试验(CT),用Paris公式表征裂纹扩展速率。基于Franc3d和Abaqus的联合仿真验证试验数据的有效性。在确保了扩展参数准确的基础上,探讨了裂纹融合间距对Zr-4合金包壳管剩余疲劳寿命的影响。结果表明:CT试验裂纹扩展路径与联合仿真获得的裂纹路径一致,且模拟结果和理论结果的最大偏差为6.7%,得到裂纹扩展参数C=1.376×10^(10)、m=2.3787;两裂纹半径相同时,间距变化对剩余疲劳寿命无影响,裂纹融合时中间部分的应力强度因子出现较大突变,且大于两侧的应力强度因子。

基于坐标变换精确计算近奇异积分的双向sinh变换法

提出一种与坐标变换相结合的双向sinh变换方法用于精确计算近奇异积分。首先利用坐标变换法对近奇异积分进行双向分离,再针对分离出的两个方向的积分形式,根据复变函数极点理论,构造双向sinh变换。与传统结合环向变换和极坐标变换的单向sinh变换以及迭代sinh变换方法相比,双向sinh变换法的计算精度更高,并且最近点的位置对近奇异积分计算精度的影响明显变小。

间隙和包壳厚度对核燃料棒温度场影响的仿真分析

为确保核电站安全运行,燃料棒芯块的中心最高温度不能超过一定阈值。本文采用Ansys稳态热分析方法,考虑芯块-包壳间隙和包壳厚度两个因素,对燃料棒温度场进行数值模拟仿真研究。通过对多组模型分析,结果表明:芯块包壳间隙对燃料棒温度场产生重要影响。与理想状态相比,最大和最小间隙状态下的芯块温度场变化明显,但包壳温度场受影响较小;在芯块和包壳的不同尺寸情况下,芯块中心温度随芯块-包壳间隙变化呈现线性相关。

一种两用雨伞干燥装置的研究

针对目前雨天湿雨伞自然晾干耗时长、难打理及雨伞干燥设备研发滞后等问题,本文拟采用热风烘干、超声波干燥辅助离心干燥的工作方式,克服现有技术的不足,并通过合理的机械结构设计出一种能够同时适用于长柄伞与折叠伞的两用雨伞干燥装置。该装置能够便利、高效地干燥湿雨伞。高自动化的程序、快捷的干燥流程可以满足于日常家用的需求,有利于雨伞使用后的存放与室内环境的干净整洁。

基于球面细分法的高效高精度近奇异积分计算

精确高效地计算近奇异积分,对边界元法的成功实施至关重要,也是边界元法在实际工程计算中面临的主要障碍之一.论文提出了一种基于球面细分技术的近奇异积分计算方法,可以精确计算任意基本解类型、任意单元形状和任意源点位置的近奇异积分.该方法首先通过计算源点到单元的最近最远距离,来确定球面细分的初始半径和终止半径;然后通过一系列半径呈指数级增长的球面来分割积分单元,得到一系列三角形和四边形子单元;最后把细分后得到的子单元变成弧形状,即三角形和四边形子单元分别变成扇形和环形子单元.由于球面细分是直接在三维笛卡尔坐标系下进行的,所以它适用于任何类型的单元.此外,由于基本解主要是源点到场点距离的函数,因此在同等精度下,近奇异积分在子单元的环向上所需要的高斯积分点数将大大减少.在径向方向上,由于球半径系列呈指数级变化,各个子块可以做到等精度高斯积分.数值算例表明,与传统近奇异积分计算方法相比,论文提出的方法更加稳定,精度更高.

基于(α,β)变换和距离变换的三维弱奇异边界积分近奇异性消除方法

通过非线性变换求解三维弱奇异积分时,变换的雅可比消除了被积函数的奇异性.然而,当积分单元形状较差,如顶角过大或者顶角边长比过大时,弱奇异积分中的近奇异性仍然存在,这将导致弱奇异积分计算精度低甚至计算结果完全错误.因此,论文提出了一种基于(α,β)变换和距离变换的弱奇异积分中的近奇异性消除方法,用于精确计算三维弱奇异积分.首先通过(α,β)变换消除弱奇异积分中α方向的奇异性,并分离出β方向的近奇异性;然后针对β方向的积分函数形式,构造对应的距离变换来消除其近奇异性;最后给出具有大顶角和大边长比的弱奇异积分数值算例.结果表明,采用(α,β)变换和β方向距离变换相结合的方案可以精确计算不同单元形状的弱奇异积分.