外压与弯矩组合载荷作用下筛管压溃载荷计算

筛管在服役过程中受出砂、地层运动等导致的外压和弯曲等复杂载荷影响,易发生压溃失效问题。利用ABAQUS软件建立考虑初始椭圆度的平行布孔筛管的有限元模型,研究外压和弯矩组合载荷作用下筛管的压溃行为。基于不同径厚比、布孔参数、弯矩载荷下筛管压溃载荷计算数值模拟结果,建立弯曲和外压组合载荷下筛管压溃载荷简化公式。结果表明在纯弯矩载荷作用下,筛管的孔眼处易发生受应力集中现象,进而导致塑性变形失效;外压和弯矩组合载荷作用条件下,当弯矩载荷沿着椭圆截面的短轴加载时,筛管压溃载荷随着转角的增大而减小;弯矩载荷沿着椭圆的长轴加载时,筛管压溃载荷存在峰值,随着载荷继续增加,筛管的后压溃变形形态会发生转变;外压和弯矩组合载荷作用下筛管压溃载荷公式计算结果与有限元结果的平均误差小于2.7%。

矩形泡沫铝填充镀锌钢管静态压缩性能研究

采用94个试验方案,研究了泡沫铝填充矩形镀锌钢管在静态压缩下的性能。对试验结果进行分析可知,矩形泡沫铝填充镀锌钢管在静态压缩过程中经历了弹性阶段和屈服平台阶段,其平均压溃载荷、极限压溃载荷和吸能能力随着泡沫铝相对密度和钢管厚度的增加而增加,而其受构件长度的影响较小,特别是平均压溃载荷几乎无变化,极限压溃载荷随构件长度增大而略有减少。同时将试验结果与理论公式进行了比较,两者数值非常吻合。

圆形泡沫铝填充钢管静态压缩性能研究

通过实验研究了圆形泡沫铝填充钢管构件在静态压缩下的性能。对本试验范围内的结果进行分析可知,在外围钢管厚度较小时,在静态压缩过程中圆形泡沫铝填充钢管构件发生局部屈曲变形,压缩变形曲线现为弹性阶段和屈服平台阶段;在外围钢管厚度较大时,圆形泡沫铝填充钢管构件发生整体失稳,压缩曲线在经历弹性阶段后,进入弹塑性屈服阶段,到达峰值荷载后,构件承载力迅速下降。在试验基础上,提出了圆形泡沫铝填充钢管构件的平均压溃载荷和极限压溃载荷的设计公式,同时将试验结果与理论公式进行了比较,两者数值较为吻合。

用非线性有限元的方法研究准静态加筋方形管压溃破坏中加强筋的影响

在船舶碰撞和搁浅中,薄壁结构在轴向压力条件下的压溃破坏是一种重要的破坏模式。本文用非线性有限元方法研究了准静态条件下纵向和横向加强筋对加筋方形管压溃破坏的影响。基于实验结果和数值仿真的结果,给出了新的等效板厚和平均压溃载荷计算公式。计算结果表明新的平均压溃载荷计算公式能够更好地拟合实验结果。

测量压杆临界压力的理论与实验

从细长压杆临界压力的定义出发,分析了实验测定压杆临界压力的困难,阐述了用振动方法测量细长压杆临界压力的理论,介绍了在轴向拉力和压力状态下用振动方法测量压杆临界压力的实验,并与材料力学中通常的压杆稳定实验——测量压溃载荷的实验进行了比较,得出结论：用振动方法可以比较准确地测得细长压杆的临界压力．

高温后圆形泡沫铝填充镀锌钢管压缩性能研究

泡沫铝填充钢管柱是一种将多孔金属材料应用到组合结构的尝试,为了对其高温后的压缩性能及吸能能力进行研究,设计并制作了一批圆形泡沫铝填充镀锌钢管试件,按照规定加温曲线进行加温,冷却后对其进行压缩试验,得到高温后的不同尺寸泡沫铝填充镀锌钢管压缩反应。通过对试验结果分析可知,圆形泡沫铝填充镀锌钢管在压缩作用下经历弹性阶段和屈服平台阶段两个阶段,其平均压溃载荷和吸能能力随着泡沫铝相对密度和钢管厚度的增大而增加,随加温度的升高而降低,构件长细比对构件的压缩性能和吸能能力影响较小。并将试验结果与理论公式进行了比较,发现试验结果要高于理论公式的计算结果。

高温后方形泡沫铝填充钢管轴向压缩力学性能

为了研究高温后泡沫铝填充钢管轴向压缩性能,将制作好试件进行加温,自然冷却后进行静态轴向压缩试验,研究其承载能力和变形情况;分析加温温度、泡沫铝密度等参数对性能的影响。研究表明:在高温后压缩情况下,构件屈曲褶皱波瓣数量增加,其压缩变形模式从对称模式变成了非对称模式;其平均压溃载荷随加温温度的增加而减小,随着泡沫铝相对密度和外围钢管厚度的增大而增大;在平均压溃载荷理论公式中考虑外围钢管与填充的泡沫铝产生交互效应的影响,相关理论公式与试验结果吻合较好。

泡沫变形模式对泡沫填充圆管压溃行为的影响

将泡沫填充圆管的平均压溃载荷视为圆管、泡沫及圆管与泡沫相互作用三部分之和,基于作者提出的直链塑性铰改进模型,研究了两种泡沫变形模式对泡沫填充圆管准静态压溃行为的影响,得到了新的最优屈曲半波长和平均压溃载荷的理论计算公式,并研究了两种泡沫变形模式下,偏心率和塑性角参数对最优屈曲半波长和平均压溃载荷的影响。结果表明,泡沫变形模式Ⅰ下的平均压溃载荷略高于泡沫变形模式Ⅱ下的相应值,泡沫变形模式对最优屈曲半波长影响较大;与文献[14]相比,所得平均压溃载荷理论预测值与试验结果吻合得更好。

混合型缓冲耗能装置研究

利用理论分析、实验和数值方法研究了一款缓冲吸能装置在准静态条件下的吸能特性。通过准静态加载实验,确定了单个和多个缓冲器串联时的载荷位移曲线、压溃载荷及耗散的能量。通过数值方法验证了理论假设的正确性,得到了摩擦耗散能量和塑性变形耗散能量的具体数值。该装置结构简单、体积小,吸收的能量高,其载荷位移曲线具有较长的平台段,压溃载荷幅值高且平稳,可使保护对象得到有效防护。

考虑偏心影响的夹层管压溃行为分析

相比于传统单层管,夹层管的结构更为复杂,在加工制造过程中,易出现夹层厚度充填不均匀、内外管不同心的情况,影响夹层管的外压承载能力。利用有限元软件ABAQUS建立外压作用下偏心夹层管压溃强度数值模型,并通过前人文献中的实验结果对其进行验证。运用Python脚本程序实现了偏心夹层管参数化建模,研究了不同初始椭圆度、内管径厚比、材料强度、层间粘结属性下偏心距对夹层管抗压强度的影响规律。结果表明:随着偏心距增加,夹层管压溃强度明显降低。随着初始椭圆度增加,夹层管压溃强度显著降低。在研究工况范围内,当偏心距大于4 mm时,随着偏心距增加,内管径厚比、材料强度、层间粘结属性的变化对夹层管压溃强度影响较为明显。研究成果可为夹层管的工程应用提供参考。

凹槽结构对PET瓶轴向承载性能的影响

以一典型PET瓶为研究对象,建立了其结构模型,利用ANSYS加载垂直载荷时,基于屈曲分析得到了PET瓶的理论轴向压溃载荷和临界点的变形。试验测定了该PET瓶的轴向压溃载荷,进行了理论与试验比较。结果表明,理论值与试验结果误差小,验证了理论分析的有效性。利用ANSYS分析进一步研究了不同环状结构、不同尺寸和不同分布等对瓶轴向承载能力的影响,并分析了其变形特点。

复合泡沫填充管的高g值冲击防护特性

目的为避免或减小高g值冲击对弹内轻质元器件的破坏,应加强对轻质元器件缓冲防护结构的研究。方法基于新型复合泡沫和通孔泡沫铝的2种泡沫填充管,通过万能试验机和落锤冲击系统研究了2种泡沫填充管的静动态力学特性,并运用数值模拟方法研究高g值冲击下等质量的泡沫填充管与夹芯管的加速度缓冲效果和吸能机制。结果数值模拟所得结构变形和落锤加速度与实验结果较为一致,验证了数值模拟方法的可靠性。复合泡沫平台应力具有显著的应变率效应,其填充管压溃载荷平稳且高于泡沫铝填充管,比泡沫铝填充管体现出更优异的高过载防护性能。等质量的泡沫夹芯管的抗冲击性能优于填充管,2种泡沫填充而成的夹芯管具有相似的高过载防护性能,泡沫材料压缩行为对夹芯管压溃载荷特征的影响低于填充管。结论所得结果对轻质元器件的高g值缓冲防护有较强的指导意义。

客车骨架构件吸能特性的对比分书

针对汽车耐撞性的要求，以客车骨架常用的矩形管件为研究对象，利用参数化建模的方法，分析了截面形状，壁厚，材料对吸能特性的影响。通过仿真分析表，明在相同情况下方形薄壁构件吸收能量较多且变形量小，但是在碰撞开始产生的峰值加速度较大，在碰撞事故中对人体造成的伤害很大，有必要在此基础上对方形构件进行优化设计。壁厚因素对构件碰撞吸能特性的影响较大，构件的抗变形能力和缓冲吸能能力存在相互矛盾。