基于变密度法的双向载荷横梁拓扑优化设计

屋顶排水槽板折弯机的横梁在折弯过程中承受双向载荷作用,横梁的刚性和抗振性是影响折弯机整机精度和稳定性的重要因素。首先对横梁承载情况进行受力分析,然后建立基于变密度法的拓扑优化数学模型,增加双向载荷约束条件,采用通用性较强的优化准则法,通过卷积算子建立滤波器修改元素灵敏度以提高网格独立性,解决棋盘格和网络依赖性问题,编制相应MATLAB优化程序进行结构拓扑优化,利用优化后的截面形状绘制三维模型,引入到ANAYS软件对拓扑结构优化结果进行静动态分析以验证优化结果,并通过LMS振动测试仪和分析系统对横梁进行模态测试试验,验证了优化与仿真的有效性和准确性,最终设计成果应用于屋顶排水槽板折弯机横梁设计,取得了很好的工程应用效果,为相似结构件优化设计提供了有益的借鉴与参考。

双向载荷下威布尔应力参量的研究

以往对双轴断裂的研究多采用线弹性断裂力学参量且限于弹性材料 ,局部法理论提出了威布尔应力参量 ,威布尔应力作为度量脆性断裂概率的参量已广泛采用。为研究双向载荷对威布尔应力的影响 ,文中开发了威布尔应力计算程序并进行考核验证 ,以威布尔应力为参量 ,以ASTMA3 6钢中心裂纹板为研究对象 ,结合有限元分析方法 ,研究二维裂纹问题在不同双向载荷比下威布尔应力参量的变化规律 ,从而得到双向载荷对脆断概率的影响。计算结果表明 ,平面应力状态下 ,双向载荷对威布尔应力和脆断概率基本上没有影响 ;而在平面应变状态下 。

双向载荷对SiC颗粒增强铝基复合材料变形行为的影响

利用有限元方法研究了单轴和双轴拉伸条件下，SiC颗粒增强铝基复合材料的变形行为，分析了SiC颗粒体积百分比和双向载荷比，对复合材料宏观力学性质的影响，结果表明，对同一颗粒体积比而言，复合材料的宏观等效应力应变曲线随三轴应力约束的增加而降低，与单轴加载不同，在双轴加载条件下，即使SiC颗粒的体积比很小，其增强效果也很明显。

双向载荷下双轴向经编柔性复合材料有限元模拟

为更好地了解双向载荷下双轴向经编柔性复合材料拉伸和开缝撕裂性能,为材料性能评价及预测提供理论参考,利用有限元方法对材料拉伸和开缝撕裂的应力与应变曲线进行模拟,特别对3种不同加载比率下双向拉伸和双向载荷下开缝撕裂的应力与应变曲线进行模拟。结果表明:有限元模拟的双轴向拉伸及开缝撕裂的应力与应变曲线与试验结果在弹性阶段的拟合精度很好,但材料屈服后拟合值偏大;不仅可以模拟1∶1加载比率下材料的应力与应变曲线,而且可以模拟目前试验无法完成的其他任意载荷比下的应力与应变曲线。

双向载荷对半椭圆表面裂纹J积分的影响

利用三维弹塑性有限元， 计算了双向载荷下半椭圆表面裂纹不同路径Ｊ积分值， 并与单向载荷Ｊ积分值作了比较， 结果表明： 双向应力下Ｊ积分的守恒性不如单向应力下Ｊ积分的守恒性， 且半椭圆表面裂纹表面点Ｊ积分的近似守恒性较表面裂纹最深点处Ｊ积分的路径无关性好许多，

双向载荷对双共线裂纹干涉J积分的影响

利用二维弹塑性有限元 ,计算了双向载荷下双共线裂纹干涉不同路径J积分值并与单向载荷J积分值作了比较。结果表明 :材料进入塑性后横向载荷对J积分值的影响必须考虑 ,且材料进入塑性后J积分的路径无关性已很难保证。

双向载荷下PVC涂层双轴向经编织物有限元分析

为更好了解涂层双轴向经编织物在双轴向拉伸载荷下开缝撕裂的受力情况,为材料性能评价及预测提供理论参考,利用有限元方法对涂层双轴向经编织物在双轴向拉伸载荷下的开缝撕裂现象进行受力分析与计算,特别对不同初始开缝长度及角度的撕裂进行计算模拟,得到模型各节点的应力值以及受力云图。分析结果表明:随着初始开缝长度的增加,开缝两端受到的最大等效应力值增大;无论开缝初始角度是多少,开缝的两端均存在应力集中现象。这些规律与实际试验结果相吻合。

一个双向载荷下弹塑性裂纹稳定扩展的分析方法

本文提出了一个用相对准则分析双向载荷下弹塑性裂纹稳定扩展的方法。首先,由单向载荷裂纹稳定扩展试验所得到的外载荷与裂纹扩展量的关系曲线进行模拟裂纹稳定扩展的“产生型”数值分析,得到有关参量与裂纹扩展的关系曲线,然后选择计算得到的参量值作为相对准则,再对双向载荷下裂纹稳定扩展问题进行“应用型”分析,最后得到双向载荷作用下外载荷与裂纹扩展量的关系。文中运用上述方法,分别选择裂纹张开角 COA 和 J 积分作为相对准则,对一个铝合金中心裂纹试件在双向载荷作用下的裂纹稳定扩展问题进行了分析。计算所得结果表明,运用此法分析双向载荷下的裂纹稳定扩展问题是可行的且双向载荷对裂纹的起裂载荷及整个稳定扩展过程都有影响,尤其在双向载荷比λ<0(λ=P_x/P_y)时,更为明显。

双向载荷下预应力混凝土截面非线性分析

提出了轴力和双轴弯矩作用下任意预应力混凝土截面的非线性分析方法。从混凝土和钢筋的非线性应力-应变关系出发,根据平截面假定和应变相容条件建立截面平衡方程,混凝土承担的内力由高斯积分法确定。利用Quasi-Newton迭代法求解由多变量耦合而成的非线性平衡方程组,具有收敛速度快,稳定性好等特点,易于编程计算。分析计算结果与相关文献吻合较好。

双向拉伸载荷下双轴向经编织物增强柔性复合材料开缝撕裂性能研究

对双轴向经编织物增强柔性复合材料在双轴向拉伸载荷下开缝撕裂性能进行了试验研究,特别对不同初始开缝长度及角度的撕裂进行了观察与分析。试验结果表明开缝撕裂性能主要由衬入纱线的线密度和纱线密度的大小决定,经编地组织也有一定影响。撕裂强力与应变随初始开缝长度增加而减少,开缝撕裂强力与应变随初始开缝角度的增大而增加。

双向加载条件下尼龙6-橡胶复合材料的应力松弛研究

在双向测试系统上进行了不同纵向应变与不同横向应变的双向松弛实验,研究了在双向拉伸载荷作用下单向尼龙6-橡胶复合材料的应力松弛特性.为了预测尼龙6-橡胶复合材料的应力松弛规律,提出了一个松弛型本构模型.当试件承受双向拉伸载荷作用时,将松弛型本构模型获得的理论曲线和实验数据进行了对比,二者取得了较好的一致性.

考虑约束效应的概率断裂失效分析

针对试样几何、加载方式会在裂纹尖端产生不同的约束效应,对存在缺陷的构件进行安全性评定、寿命评估和失效概率计算时考虑约束效应,在R6失效评定曲线基础上,采用T-应力作为约束参量,建立与约束相关的失效评定曲线.在单向和双向载荷情况下,利用Mont-carlo法对存在半椭圆形表面裂纹的构件进行概率断裂力学分析,并与由传统R6失效评定曲线得到的结果进行比较.在不同的双向载荷比和裂纹几何情况下,讨论约束效应对裂纹失效概率和失效点位置预测结果的影响程度.结果表明,裂纹尖端的约束效应对构件断裂失效概率和起裂点位置均具有较大的影响;载荷比越大,由两种评定曲线计算得到的失效概率越接近.