长石质陶瓷磨损研究及有限元数值模拟

利用高速环-块摩擦磨损实验机在10、20、30、40 N载荷下对Sirona CEREC Blocks长石质瓷块进行3.5×105周次磨损实验,得到磨损质量、磨损速率等参数与载荷、磨损周次的变化关系,根据所得变化关系将长石质陶瓷的磨损过程分为3个阶段,观察了各阶段的磨损表面形貌。对Archard磨损模型进行修正改进并通过ABAQUS中UMESHMOTION子程序开展有限元仿真研究。在ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)自适应网格区域选取两种节点路径,于3.0×10^(5)周次磨损工况下对4种不同载荷下的磨损深度进行仿真分析,并与实验值对比验证,结果表明10 N载荷工况下磨损深度的最大误差为12.18%,30 N载荷工况下磨损深度的最小误差为8.64%。

纳滤膜脱除磷酸中金属离子的实验研究

湿法磷酸中含有大量多价金属离子,需要通过低成本、低污染的途径去除。纳滤膜已经在水处理中得到广泛应用,但对于酸性体系尤其是磷酸体系中金属离子脱除的研究还很少。通过对5种纳滤膜在磷酸中的分离性能进行研究,结果表明:随着磷酸浓度和温度的升高,纳滤膜对金属离子的截留率有不同程度的下降;选择分离层材质对纳滤膜在磷酸中的分离性能有很大的影响;纳滤膜的分离效果受到空间位阻、介电排斥、Donnan排斥多重机制相互作用的影响。在研究的商业膜中,NF4的分离性能受磷酸浓度和温度变化影响最小,且具有良好的酸稳定性。在30℃条件下,NF4对P_(2)O_5质量分数为20%的磷酸溶液中的Fe^(3+)、Al^(3+)、Mg^(2+)平均截留率均大于84.83%,对磷酸的截留率小于5%,在磷酸净化中有很好的应用前景。

基于NSST的镀锡基板表面形貌多尺度分析

提出了基于非下采样剪切波变换的镀锡基板表面形貌分析方法。将非下采样剪切波变换与高斯滤波、二维离散小波和二维双树复小波进行对比,验证了其优异的幅频特性和平移不变性;基于低频子带能量、低频重构表面峭度以及重构表面与原始表面的均方根误差,确定非下采样剪切波变换的分解层数,并将其与二维离散小波、二维双树复小波用于基板形貌特征的重构,结果表明:非下采样剪切波变换拥有最好的重构效果。采用分水岭算法和Wolf剪枝对不同形貌特征的基板进行特征参数计算,得到表征镀锡基板表面质量的显著参数:平均峰体积Shv和平均谷体积Sdv。

BNi-2/0Cr18Ni9钎焊接头高温蠕变行为的试验研究及数值模拟

对600℃下铸态钎料BN i-2和不锈钢母材0Cr18N i9进行蠕变试验,基于双参数法对试验数据回归,拟合得到了蠕变损伤模型中所需的材料常数。利用耦合蠕变损伤有限元法对钎焊搭接接头进行数值模拟,计算结果与试验数据相一致,验证了采用损伤方法研究高温钎焊接头的可行性。最后通过有限元计算分析了高温服役条件下搭接钎焊接头危险区域的分布及延长其服役寿命的措施。

梯度材料球罐热弹性应力分析

对梯度材料球罐承压条件下的热弹性响应进行分析,通过求解应力控制方程分别考察不同弹性梯度因子和温差梯度因子对球罐中应力分布的影响。分析结果表明,即使不考虑梯度温差应力的影响,梯度材料球罐的最大环向应力也不总在球罐的最内层,而是取决于材料的弹性梯度分布;并且,不同球罐壁厚下,弹性梯度因子对球罐应力分布的影响作用也明显不同。随着温差梯度因子的增加,球罐中径向应力将从完全受压状态转变为部分受拉状态,而球罐内外壁的环向应力差值也随之增大。

梯度涂层界面裂纹蠕变扩展驱动力的研究

目前针对梯度材料力学性能的研究主要集中在弹性解范围,这些研究结果尚无法直接用来关联梯度涂层的高温服役行为。文中在考虑梯度涂层不同蠕变参量的基础上,采用非均匀有限元法对梯度涂层基体系统中的界面裂纹进行研究,通过对其高温蠕变行为的模拟计算,得到涂层梯度因子、蠕变系数、蠕变指数以及涂层厚度对裂纹蠕变扩展驱动力的影响关系,为高温下梯度涂层的优化设计奠定了一定的基础。

蠕变条件下梯度材料球罐应力应变行为分析

推导内外压载荷下梯度材料球罐与时间相关行为的解析公式,在此基础上分别分析弹性梯度分布和蠕变梯度分布对球罐蠕变应力应变的影响。计算结果表明弹性参量的梯度变化只对蠕变初始阶段应力分布有影响,当蠕变应力达到稳态值后,球罐中的应力水平将只取决于蠕变参量的梯度分布:而蠕变应变分布则同时与材料的弹性和蠕变两种梯度变化有关。就降低梯度材料球罐蠕变应力应变值进行探讨,为梯度材料球罐的结构设计和优化提供基本的理论依据。

基于云模型和信任链的信任评价模型研究

以复杂网络环境为研究背景,引入云模型理论,提出了一种基于信任链的信任评价模型,实现了信任的定性概念与定量数值之间的转换,通过评价模型识别恶意节点,减少不必要的损失。该模型将信任信息按属性分离,并转换成云数字特征参数进行传递和融合,解决了信任链过长带来的信任信息传递和融合的不合理性问题。通过仿真实验证明了该模型能有效控制最终信任评价结果的真实性,通过防恶意竞争实验,进一步证明了基于云模型和信任链的信任评价模型的可行性和合理性,为复杂网络环境下信任评价的研究提供了一个新的思路。

热—机械载荷下梯度材料圆筒的应力分析

对梯度材料圆筒在内外压及非均布温度载荷作用下的应力状态进行理论分析。通过引入弹性梯度因子和温度梯度因子获得热—机械载荷下梯度材料圆筒的应力解析解,进而探讨弹性梯度因子和温度梯度因子对径向、周向和轴向应力分布的影响,为梯度材料圆筒的结构设计提供可靠的理论依据。计算结果表明,应力分量沿壁厚的分布随内外压比值的不同而不同,其中径向应力与坐标位置密切相关,与梯度因子关系不大。对于不同的梯度因子比,存在一最优值使得梯度圆筒内外壁面周向应力差值最小。与内壁处轴向应力相比,外壁处轴向应力对内外压比值的变化更为敏感,并且当弹性梯度因子与温度梯度因子比小于1时,轴向应力几乎不受梯度因子比值变化的影响;而当梯度因子比大于1时,轴向应力迅速减小,且外壁处的减小速度远大于内壁处的减小速度。

承压梯度材料球罐与时间相关应力分析

对梯度材料球罐蠕变条件下的应力行为进行分析。在弹性解的基础上,通过求解应力变化率微分方程,获得任意蠕变梯度分布下应力分量的解析解。在此基础上分别对蠕变参数沿壁厚呈线性递增和线性递减两种梯度分布进行探讨。分析结果显示,材料的蠕变梯度不仅决定各应力分量沿壁厚的分布和大小,还对蠕变应力随时间的发展变化起重要作用。文中对时间步长的选取也作了进一步探讨,为分析梯度材料球罐与时间相关行为提供理论依据。

功能梯度涂层表面裂纹蠕变扩展行为研究

采用非均匀有限单元法对梯度涂层表面裂纹的高温蠕变行为进行了系统的分析 ,考察了体积分布函数、蠕变系数及蠕变指数对裂尖单位时间能量释放率的影响 。

一种基于信任链的信任评价方法研究

在开放式网络环境中,主体间的信任存在错综复杂的关系。文章以复杂的网络环境为研究背景,同时为了保证信任评价的真实性,避免信任评价只局限于直接经验值,并提出了一种基于信任链的信任评价方法。该信任评价方法引入方差来检测主体间推荐信任评价的波动情况,将各信任链间方差值作为设置信任权重的重要因素,并参与信任值的计算。仿真实验表明,研究的信任评价方法对恶意信任评价能起到明显的约束作用,从而使得恶意节点提供的恶意信任评价的恶劣影响降低,为复杂的网络环境中的信任评价的研究提供了新的思路。

循环载荷下TiNi记忆合金涂层表面裂纹扩展驱动力分析

TiNi记忆合金在一定温度范围内具有超弹特性(SE)的重要力学特征。把TiNi合金作为涂层材料可以有效地增强涂层的抗裂能力,延长涂层的使用寿命,是一种具有良好应用前景的功能涂层材料。本文通过数值模拟分析了循环载荷下TiNi记忆涂层表面裂纹的力学响应,研究了裂尖应力应变场及相应的裂纹扩展驱动力,并与常规涂层进行了对比分析,为TiNi记忆涂层的工程应用提供了一定的力学基础。

信息时代新型教学模式的研究与展望

本文回顾了信息时代涌现出的多种新型教学模式,通过对其自身特点及演变过程的追溯,分析了它们在不同学习环境中的优势和不足,认为现阶段的各类新型教学模式只能作为传统教学模式的有益补充,也只有将各类新型教学模式和传统教学模式结合起来,才能不断促进我国高等教育在信息时代可持续发展。

《过程设备机械设计基础》课程网络平台的建设

《过程设备机械设计基础》是一门面向非机械类学生开设的理论性强、涉及面广、学科交叉鲜明的专业必修课程,由于课程内容繁杂、难度较大,学生普遍缺乏学习动力,如何吸引学生的兴趣成为上好这门课程的关键所在。通过各类网络技术,我们开发了一套课程网络平台,该平台包括课堂教学模块、课后测试模块和学生问答模块等三个部分,通过三个模块间的有机联系,对学生的学习状况进行综合评价,并能实时解决学生学习中的问题,成功激发了学生的学习兴趣,学生成绩显著提高。

中英大学生联合创新项目的新探索

华东理工大学—英国邓迪大学本科生暑期创新项目是在中国驻英大使馆大力支持下,由中国政府短期奖学金资助的一项中英两国本科生交流活动。该活动是由华东理工大学机械与动力工程学院承办,中英两国不同专业的学生联合参加的暑期班。中英两国学生通过配对分成若干个小组完成创新类项目的学习和探索,最终形成报告并进行演讲。在开展创新类课题的同时,还带领学生参观各类创新型公司的最前沿科技成果,使得中英两国的本科生在了解中国发展、学习新知识的同时,极大地提升了两国本科生的创新能力和合作沟通能力。

不同材料涂层/基体界面应力的有限元评价

涂层 /基体结合强度是衡量喷涂质量的关键指标。利用有限元方法对涂层 /基体剪切结合强度的测定方法进行了力学分析 ,着重讨论了涂层 /基体交界面上的应力分布。然后 ,在此基础上 ,针对 3种不同涂层材料 (Al2 O3、Al、Cr3C2 / Ni- Cr) ,对涂层 -基体交界面进行了应力分析 ,比较了不同的涂层材料性能对涂层 /基体剪切结合强度的影响 ,给实际喷涂工艺有一定的指导意义。

基于GTN模型的冷轧硅钢边部裂纹扩展研究

针对硅钢板容易在冷轧过程中形成边部裂纹,使用Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)微观损伤模型对带有边部微小缺口的硅钢板在冷轧过程中损伤分布以及裂纹的萌生和扩展进行研究。通过拉伸试验和扫描电镜观察分析得到材料的损伤参数f0、fc和fF,进而通过有限元软件ABAQUS模拟得到各轧制工艺参数对缺口尖端区域损伤分布及微裂纹萌生与扩展的影响,仿真与试验结果表明,在缺口尖端形成两条损伤带,最大损伤值随着压下率的增大而增大,同时裂纹长度随着压下率的增大而迅速增加;当工作辊半径较小时更加容易出现裂纹;沿着轧制方向缺口前侧的比后侧更容易产生裂纹,两侧的裂纹长度都随着摩擦因数的增大而增大;裂纹长度会随着张力的增大而明显增大。研究结果为轧制工艺参数的选择提供理论依据和参考。

甲醇钠引发的环氧乙烷开环聚合反应过程

运用密度泛函理论(DFT)的Dmol3方法,计算了甲醇钠引发的环氧乙烷开环聚合的反应过程.并运用前线轨道理论对该聚合反应的各步反应历程进行了分析.计算结果表明,链引发为无能垒的放热反应,放出的能量达到92.560 kJ.mol-1,而链增长过程则需越过100.951 kJ.mol-1的反应能垒,链增长物种与环氧乙烷的前线轨道相对称,可以使开环聚合反应继续进行下去.当向反应体系中加入草酸、磷酸等质子酸时,会立即发生链终止反应.此外,还对链增长过渡态的合理性进行了确认,绘出了相应的反应势能曲线.

剪切修正GTN模型在小冲杆试验中的应用研究

小冲杆试验作为一种非标准的微试样测试技术,能有效地获取薄板结构的材料参数。而选用合适的损伤模型对准确表征材料变形到断裂的整个过程有着重要影响。基于NAHSHON提出的含剪切修正项的Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)模型,通过有限元软件ABAQUS及用户自定义子程序VUMAT考察不同应力三轴度对断裂失效的影响。采用有限元模拟和拉伸试验获得冷轧硅钢材料的无损伤弹塑性力学参数以及GTN损伤演化模型中的形核参数和临界断裂参数,通过纯剪切试验和数值模拟的对比确定出材料中微孔洞的剪切变形对材料损伤演化的贡献。运用剪切修正的GTN模型对小冲杆试验进行模拟,结果表明,由于修正GTN模型考虑了微孔洞剪切畸变的对材料损伤影响,模拟结果比原GTN模型更接近于试验数据,可更好地应用于小冲杆试验的研究。