钛合金高速超声振动车削表面完整性及耐磨损性能试验研究

在可替代性弱且常被用于制造航空发动机关键部件的前提下,钛合金等难加工材料的高效高质切削面临挑战。针对钛合金Ti-6Al-4V加工表面完整性不佳和使役性能有待提升难题,开展了钛合金Ti-6Al-4V的高速车削试验,分析了高速超声振动切削技术对钛合金Ti-6Al-4V表面完整性和已加工表面耐磨损性能的改善效果,进而为钛合金Ti-6Al-4V的高质量加工提供理论支撑。结果表明,相比于普通切削,高速超声振动切削有效降低了钛合金Ti-6Al-4V的表面粗糙度,提高了表面强度和表面残余压应力,以及增强了耐磨损性能。

三维横观各向同性介质界面裂纹的边界积分方程方法

基于两相三维横观各向同性介质的基本解和Somigliana恒等式,对三维横观各向同性介质中的任意形状的平片界面裂纹,以裂纹面上的不连续位移为待求参量建立了超奇异积分_微分方程,界面平行于横观各向同性面.根据发散积分的有限部积分理论,应用积分方程方法研究得到裂纹前沿的位移和应力场的表达式、奇性指数以及应力强度因子的不连续位移表达式.在非震荡情形下,超奇异积分_微分方程退化为超奇异积分方程,与均匀介质的超奇异积分方程形式完全相同.

三维非局部弹性场中裂纹问题的分析方法

通过求解得到了三维非局部弹性力学对称情形的单位集中不连续位移基本解·基于该基本解和三维局部（经典）弹性力学的不连续位移边界积分方程———边界元方法·提出了三维非局部弹性力学中的平片裂纹Ⅰ型问题的通用解法。

三维压电介质界面裂纹的边界积分—微分方程

基于三维两相横观各向同性压电介质的基本解和压电介质的Somigliana恒等式 ,利用发散积分的有限部理论 ,建立以裂纹面上的不连续位移和不连续电势为基本未知量的三维压电介质界面裂纹问题的超奇异积分—微分方程组 ,其中的积分核具有O(1 r2 )阶的奇异性。当两相材料退化为均质材料或单相材料时 ,方程组中的微分项的系数为零 。

高强钢焊接接头的疲劳强度研究

对某种国产高强度钢的横向和纵向两种对接形式的焊接接头疲劳性能进行试验研究。焊接接头疲劳性能分散性很大,文中采用“定时截尾寿命”试验数据处理方法拟合试验数据,获得焊接接头的P—S—N曲线,并与舍去越出点的常规处理方法进行对比。结果表明,在高存活率下、长寿命区,常规方法所得结果是不安全的。

三维电磁介质中的裂纹分析

给出无限大三维横观各向同性电磁介质中椭圆型球腔在无穷远均匀力—电—磁载荷作用下的解析解,椭圆型球腔的对称轴垂直于介质的各向同性面。当短半轴趋近零时,椭圆型球腔变为圆盘裂纹,从而得到圆盘型裂纹在精确边界条件下的解析解。结果表明,应力强度因子只与机械载荷有关,而电位移强度因子和磁感应强度因子不仅与外加的力—电—磁载荷有关,而且也与参数之比βα和γα有关,这里的α为椭圆型球腔的短半轴与长半轴之比,β为球腔内介质的介电系数与电磁介质的当量介电系数之比,γ为球腔内介质的磁通率与电磁介质的当量磁通率之比。讨论了裂纹对电场和磁场的可导通性。

电磁介质中的裂纹分析

利用Stroh公式求得二维无限大电磁介质中椭圆孔口在无穷远均匀的力—电—磁载荷作用下的解析解。当椭圆的短半轴趋近零时 ,椭圆孔口变为裂纹 ,从而得到裂纹问题在精确边界条件下的解析解。所得结果表明 ,应力强度因子只与机械载荷有关 ,而电位移强度因子和磁感应强度因子不仅与外加的力—电—磁载荷有关 ,而且也与参数之比α β和α γ有关 ,其中α为椭圆孔口的短半轴与长半轴之比 ,β为孔口内介质的介电系数与电磁介质的当量介电系数之比 ,γ为孔口内介质的磁通率与电磁介质的当量磁通率之比。

三维压电介质中不同电边界条件的裂纹分析

在不可导通、可导通和半可导通等三种电边界条件下 ,系统研究并给出三维无限横观各向同性压电介质中平行于各向同性面的、任意形状的平片裂纹在任意载荷作用下的不连续位移和不连续电势边界积分方程方法。无论平片裂纹的形状如何 ,结果都表明 :对不可导通裂纹 ,应力强度因子只与机械载荷有关 ,电位移强度因子只与电载荷有关 ;而可导通裂纹的应力强度因子和电位移强度因子只与机械载荷有关 ,电位移强度因子由机械载荷通过压电效应产生。半可导通裂纹所对应的边界积分方程组为非线性方程组 ,文中给出一种迭代解法。在均布的机械载荷和电载荷作用下 ,裂纹腔内的电位移为一常数 ,只与外加载荷有关 。

三维压电陶瓷的断裂

基于三维压电陶瓷中的一般平片裂纹前沿的位移、应力和应力强度因子的表达式［１８，１９］，求得局部机械能释放率，以此建立了压电陶瓷的断裂准则。作为特例，将此准则应用于二维问题，所得结果与已有结果基本一致。

平面问题及反平面问题的第二类边界积分方程——边界元方法的基本解

从三维第二类边界积分方程——边界元的基本解出发,直接统一导出了相应的平面问题及反平面问题的基本解,其中反平面问题的基本解为首次给出。

对接接头疲劳强度的概率断裂力学研究

利用边界元方法,对对接焊接接头进行了详细的参数应力分析,给出了“未开裂面”应力分布表达式;导出对接接头应力强度因子的权函数,应用Monte-Carlo方法模拟材料性能、几何尺寸等方面的分散性,给出了对接接头疲劳强度的概率断裂力学研究方法.数值模拟与疲劳试验结果基本一致.

弹性板在粘性流体中的耦合振动分析

弹性板在粘性流体中的振动问题是一个典型的流固耦合问题。由于流体计算的复杂性,迄今为止,大部分的流固耦合分析都是建立在对流体充分简化的基础上,尤其是将流体视为无粘、无旋的理想流体。在计算流体动力学(CFD)的基础上,发展了一种流固耦合计算模式。流体为粘性介质。采用ALE格式处理流体和结构之间的移动界面,流体域和固体域分别独立计算,程序控制传递流体压力及固体位移和速度作为对方的边界条件,实现耦合计算。在ANSYS5.6的基础上,应用其参数化设计语言APDL编制程序,控制流体计算和结构计算,实现耦合系统的求解。进行了两个算例的计算,结果证明了该计算格式及程序的有效性。

水泵轴用钢疲劳裂纹扩展特性研究

介绍了柔度法疲劳裂纹扩展自动测量系统的研制和结果。该系统适用于频率不高于 2 5 0 Hz的疲劳试验 ,可以实时地将采集到的载荷位移数据用柔度法转换为裂纹长度 ,并计算出相应的应力强度因子范围和裂纹扩展速率。利用该系统对水泵轴用钢的疲劳裂纹扩展特性进行了较详细的研究 ,给出了 42 Cr V和 IR3Mo的疲劳裂纹扩展速率和门槛值。

电磁固体非均匀载荷作用下的裂纹分析

根据广义Crouch基本解和广义不连续位移边界元方法,研究电磁固体中的裂纹在非均匀载荷下的广义应力强度因子和裂纹腔内的电位移和磁感应强度,以及电磁均不可穿透和电磁均可穿透边界条件对解的影响。以线性分布的力载荷为例,给出三维电磁固体方形裂纹问题的解。运用迭代方法,求解在非均匀载荷作用下裂纹张开模型的解。作为特例,给出抛物线型载荷作用下二维裂纹问题的数值解。

工程机械用钢焊后疲劳断裂特性研究

为了研究高强钢在工程机械焊接结构中的疲劳特性,对HQ70、1E0170和WH60钢焊接接头的疲劳裂纹扩展特性进行了较系统的研究。研究中应用了一种柔度法疲劳裂纹自动测量系统进行裂纹长度测量。用三点弯曲试样对这些焊接结构的疲劳特性进行研究。用三参数方程和Paris公式回归得出这些钢种焊缝的裂纹扩展规律及门槛值，对研究结果进行讨论。HQ70钢焊接件的疲劳特性较其它两种钢都好。焊接质量对疲劳裂纹扩展特性影响很大。由于焊接接头的裂纹扩展速率波动较大，测量门槛值时应特别小心。

新形式下高校分析测试中心运行机制探讨

高校分析测试中心在学校发展中的作用将日益凸显,郑州大学现代分析与计算中心是学校新成立的直属机构,构建适合自身的运行机制是当前面临的首要问题,其中人是关键。论文围绕如何推动资源共享,提升大型仪器的管理水平和使用效益,对组织架构、人事管理、绩效激励、设备的运行与管理以及必要配套基金的设立等运行机制构建方面的问题进行了初步探讨,提出了以有效机时为主导的归一化考核机制与优劳优酬的绩效发放体系,为中心建成后的顺利运行奠定了基础。

弹性底板上的液压支架底座力学性能分析

基于Winkler和双参数弹性底板理论,建立液压支架底座与底板相互作用分析模型。通过初参数解得到了底板比压的分布规律以及底座内力。结果表明:当底板较软时,比压p分布较接近于塑性底板的比压分布,即呈梯形分布,随着基床系数k的增加,p呈明显的曲线分布,且在立柱作用处、前后连杆作用处较为集中,最大比压出现在立柱下方。Winkler和双参数模型计算下的p分布规律一致,按Winkler模型计算得到的p大于按双参数模型计算所得。当k太小时,底板太软,压陷量太大,容易导致底座沉陷;当k太大时,最大比压发生在立柱处,容易发生柱窝冲切破坏。底座最大弯矩M与剪力V都发生在柱窝处。随着k的增加,而立柱作用处M有所减小,V在非集中力作用段,随着k的增加剪力有所减小。

Reissner型板表面裂纹应力强度因子的线弹簧-不连续位移边界积分方程解法

本文由Reissner型板的不连续位移基本解，根据Betti互换定理，导出了Reissuer型板的不连续位移边界积分方程；结合平面问题的不连续位移边界积分方程─—边界元方法和线弹簧模型，给出了Rrissner型板表面裂纹应力强度因子的线弹簧-不连续位移边界积分方程解法。

钢丝绳旋转性能测定及研究

钢丝绳承受载荷时，绝大多数结构的钢丝绳会绕其自身轴线旋转，旋转是钢丝绳难以克服的特性。介绍ISO21669：2005给出的吊钩提升重物测定装置存在的缺点。设计TN用材料试验机测定钢丝绳旋转性能的新型测定装置，并选取典型结构的钢丝绳进行长度为直径100和150倍的旋转度试验，经过换算，得出长度为直径1000倍的钢丝绳旋转的圈数偏差在0～1．7圈，证实了钢丝绳的旋转特性和抗旋转钢丝绳的优越性。新型测定装置优点：加载方便、安全；旋转角度测量精度高，可测定钢丝绳扭矩；测试范围广。

不同电磁边界条件对三维两相电磁固体裂纹的影响

利用三维两相横观各向同性电磁固体广义不连续位移Crouch基本解,给出一种三维两相横观各向同性电磁固体内任意形状平片裂纹在不同边界条件下的边界元方法;研究裂纹表面不同电磁边界条件以及界面对解的影响;提出裂纹张开模型,得到力—电—磁联合载荷作用下裂纹腔中的电位移、磁感应强度和广义应力强度因子。