基于双悬臂梁结构的应变测量传感器研究

在研究各种工程结构实际受力状态时,必须测量构件上关键部位的应变值,常用的方法是采用应变片,但其测量值受环境温度和湿度影响较大。本文分析了双悬臂梁结构的工作特性,从理论上证明了这种结构用于制作应变测量传感器的可行性与优点,研制出了基于双悬臂梁结构的应变测量传感器,给出了标定试验和混凝土棱柱体试件对比试验结果。实测数据表明,该应变传感器输出数据线性关系好,最大线性误差0.25%;测量数据重复性好,最大误差0.28%。该传感器可广泛应用于各种建筑物构件的应变测量,也可用于大型金属构件的应变测量。

Z-pins几何分布对其增强复合材料双悬臂梁Ⅰ型层间韧性的影响

复合材料Z-pinning增强技术通过在层合板内嵌入体分比小于5%的Z-pins,能大幅度提高层合板的层间断裂韧性,减少因低能量冲击所产生的分层损伤。本文作者基于细观力学模型,构造了相应的Z-pin单元;结合梁单元,建立了用于分析含Z-pins的双悬臂梁(Double cantilever beam,DCB)的有限元模型;在分层裂纹面上引入接触单元以防止分析过程中2个分层子梁在分层前缘处的相互嵌入。通过数值算例分析了Z-pins对层间韧性增强效果的影响及其原因。数值计算结果表明,Z-pins的几何分布对其增强层间韧性的影响相对较小。

等长双悬臂梁等效风荷载实用计算方法

一些桥梁在双悬臂施工状态下的等效风荷载问题比较特殊 ,以往的文献对其讨论很少 .对这种情况下等效风荷载的计算方法进行了研究 ,给出了简洁的实用计算公式 .实例分析和比较表明 ,给出的实用计算公式具有很好的精度 ,无需查阅图表和插值 ,适于工程应用 。

双悬臂梁结构的应用研究

分析了双悬臂梁结构的工作特性,利用其端部在小位移下近似发生平动的特点,研制出了双悬臂 结构应变测量传感器,并给出了该传感器与应变片的对比试验结果,其最大误差小于1．7％．该传感器可广泛 应用于各种建筑结构试验时的应变测量．

基于双悬臂梁试样的柔度方法

NACE TM0177—96标准推荐的双悬臂梁DCB(double cantilever beam)试样主要用于测试硫化物腐蚀条件所产生的平衡载荷与裂纹扩展的相互关系,进而评估材料抗应力腐蚀开裂临界强度因子的优劣,但未提供确定裂纹长度的方法。文中通过有限元分析法提出计算V形裂纹长度的统一柔度公式,该公式在满足有效性条件下,与试样几何尺寸无关,可用于通过测试试样加载线和端面裂纹张开位移计算柔度,进而实现裂纹长度预测。文中采用30CrMo钢DCB试样和已有文献的试验数据对统一公式进行有限元模拟和试验结果对比。研究表明,所提出的柔度公式对不同V形裂纹DCB试样的裂纹长度预测结果与有限元分析结果之间的相对误差不超过2%,与试验结果之间的相对误差不大于5%。

弧形双悬臂梁试样裂纹扩展电测接线点布局研究

直流电位降法是应用于高温高压水环境下裂纹扩展监测试验的主要方法,弧形双悬臂梁试样是一种应力腐蚀裂纹扩展试验的常用试样。为了寻求被测试样的最优接线点布局方案以提高测试精度和稳定性,论文利用有限元软件建立了弧形双悬臂梁试样三维有限元模型,模拟了多组可选的接线点布局方案,求解得到了试样三维电位场分布及其随裂纹变化的规律,并根据计算结果从信号灵敏度、信号幅度和测点位置误差敏感度3方面对试样电流加载点位置和电位差测量点位置的优化选取进行了分析。研究结果表明,不同位置电位差测点下的灵敏度相对大小关系与电流输入位置无关,电位差测点选在试样缺口侧时可获得较高的信号灵敏度;电位差测点与电流加载点的距离是信号幅度大小和测点位置敏感度的主要影响因素,较大的距离会导致信号幅度降低,而较小的距离会导致很高的测点位置误差敏感度。提出的寻优依据和分析方法也可应用于其他类型试样,为进一步研究其他测试精度的影响因素奠定了基础。

双悬臂梁试样能量释放率计算的新方法

基于一阶剪切变形层板理论，提出了一种适用于双悬臂梁试样能量释放率计算的可动边界变分方法解，分层前缘各点的能量释放率为剪力和挠度偏导数之乘积。该方法有较高的计算效率。通过与二维和三维有限元方法的计算比较，验证了本方法的正确性。

双悬臂梁应变式二分力传感器设计与计算

根据实际测试工程的需要,提出一种双悬臂梁应变式二分力传感器的设计方案。该传感器具有灵敏度高、稳定性好、结构紧凑等优点。本文介绍它的结构形式、工作原理和设计计算方法。

对双悬臂梁中低速韧性撕裂的准静态分析模型

对典型结构钢的双悬臂梁试件的中低速韧性撕裂的实验进行了准静态模拟。采用弹塑性地基上弹性梁的分析模型，对速度范围从准静态到５．９７ｍ／ｓ的中低速韧性撕裂实验进行了分析。由实验得到每一时刻的载荷强度和裂纹位置，由模型求出了加载点的位移值并与实验值进行了比较，得到了较好的符合。在此基础上求出了裂纹扩展的塑性功和ＣＯＤ值。

双悬臂梁试件的断裂动力学特性研究(英文)

0 IntroductionDynamic photoelastic method plays an important role in dynamic fracture mechan-ic research such as impacting problems,stress wave problems,fast fracture andcrack arresting problems etc.Many authors have already improved the conventionaldynamic photoelastic methods.Recently,it is pointed out that the mixture of experi-

用双悬臂梁(DCB)试样测定J_R曲线的实验方法

本文首先建立了双悬臂梁(DCB)试样的 J 积分和加载点位移Δ的半解析解,然后提出了一种利用 CDB 试样测定材料.J_R 阻力曲线的单试样方法,并对40Cr 钢材进行了实际测试.结果表明,该方法不仅简单易行、结果可靠,而且获得的材料 J_R 曲线的Δα范围较宽.

结构钢双悬臂梁准静态撕裂的实验研究

利用ＩＮＳＴＲＯＮ实验机，对不同槽宽的５０Ｄ结构钢双悬臂梁试件在准静态荷载下进行了撕裂实验，检验了槽宽对撕裂韧性的影响。

双悬臂梁直径测量传感器性能分析

为解决目前材料力学性能试验中试样横截面尺寸测量技术存在的问题,开发了双悬臂梁直径测量传感器及测量系统.用梁弯曲理论和应变电测理论说明这种传感器及测量系统的测量原理,分析测量灵敏度和分辨率.设计、制作传感器,与直径标准器和电阻应变测量仪配合,组成测量系统.利用测量系统进行直径测量实验,并通过对实验数据和测量系统各单元作用特性的分析,确定测量系统的主要误差来源.实验结果表明:测量系统的分辨率达到0.2μm,绝对误差限为4μm.

双悬臂梁结构弹性敏感元件的设计与应用

在双叶弹簧基础上设计制作了弹簧钢材料的双悬臂梁弹性敏感元件,并从理论上分析了元件的力学性能。采用有限元分析方法研究了元件受力变形情况,验证了理论分析的准确性和可靠性,最后对元件法向和切向刚度进行了静态标定。结果表明:该元件具有良好的输入输出线性关系;选择性改变悬臂梁的几何参数,可以获得不同灵敏度的弹性敏感元件,可广泛用于各种测微装置。

复合材料双悬臂梁试验Ⅰ型分层扩展的三维近场动力学模拟

近场动力学(peridynamics, PD)模拟复合材料分层损伤,相较于传统的数值方法有一定优势。双悬臂梁试验(double cantilever beam, DCB)是测量复合材料I型层间断裂韧性 G IC 的标准试验。本文研究了复合材料双悬臂梁试验I型分层扩展过程的三维近场动力学模拟。计算模型选用了球型域的常规态近场动力学复合材料模型,并引入了基于能量的失效判定准则。结果表明,近场动力学模拟的载荷-位移曲线与试验结果吻合得很好,并且模拟结果能够捕捉到DCB试验的“指甲盖形”分层前缘。在此基础上,进一步比较了I型分层扩展过程的近场动力学模拟结果与试验结果,验证了本文采用的复合材料近场动力学模型计算I型分层扩展的有效性。

对称双悬臂梁结构MEMS微波功率传感器研究

为了提升电容式MEMS微波功率传感器的测量灵敏度,本文充分利用传感器的内部空间结构,提出了一种基于对称双悬臂梁结构的电容式微波功率传感器。根据对称式双梁结构的特点,建立了对称双悬臂梁结构的枢纽式机电模型。研究和分析了对称双悬臂梁结构的测量灵敏度和过载功率。实验结果表明,在悬臂梁初始间距相同的条件下,对称双梁结构的测量灵敏度相较传统单梁结构提高了3倍;同时,通过改变悬臂梁的初始间距,可以实现较大范围内传感器测量灵敏度与过载功率两项指标的折中与转化,以满足更加广泛的设计需求。

胶接双悬臂梁极限载荷影响因素分析

为了更加精确地计算风电叶片厚胶层胶接接头的极限承载能力,给出了一种基于虚拟裂纹闭合技术的胶接接头有限元建模方法,研究了粘接胶厚度和铺层结构弯曲刚度对胶接双悬臂梁极限承载能力的影响。首先,给出了基于虚拟裂纹闭合技术的胶接接头极限载荷计算的有限元建模方法;然后,建立了胶接双悬臂梁试验件的有限元模型,并预测了剥离载荷作用下的极限承载能力;最后,基于胶接双悬臂梁的有限元模型,计算了不同粘接胶厚度和铺层刚度下的双悬臂梁极限承载能力。研究结果表明:胶接接头开裂行为可以采用虚拟裂纹闭合法进行模拟,模拟结果与试验结果吻合良好;随着粘接胶厚度的增加,胶接结构承载能力增加;随着铺层结构弯曲刚度的增加,胶接结构极限承载能力增加;基于虚拟裂纹闭合法的胶接接头建模方法,可以用于风电叶片厚胶层胶接接头的失效模拟。

等腰三角形双悬臂梁应力传感器的特性研究

基于矩形双悬臂梁结构的光纤Bragg光栅应力传感器会使光纤Bragg光栅产生啁啾效应和等腰三角形悬臂梁抗扭特性差的考虑,结合矩形双悬臂梁结构抗扭特性优良和等腰三角形悬臂梁结构应力分布均匀的优点,文章介绍了一种新颖的等腰三角形双悬臂梁结构的光纤Bragg光栅应力传感器,并从理论上分析该传感器的工作特性,证明该结构用于应力传感的可行性和优点。

均布荷载作用下双悬臂梁合理悬臂长度的确定

根据材料力学的基本理论,对双悬臂梁受均布荷载作用时进行了力学分析,确定了两种条件下的最佳悬臂长度,进而确定了合理的悬臂长度,为工程实践提供了理论依据,可供设计参考。

多跨径双悬臂梁桥加固技术研究

国道212线羊儿坝大桥建成于20世纪60年代,历经半个世纪的营运,桥梁上部承重结构呈现出了不同程度的病害。文章依据大桥试验检测所获得的鉴定结论,分析了影响结构安全的关键因素,确定了桥梁维修加固的目标,提出了具体的以粘贴碳纤维和钢板为主要措施的加固方案,并明确了加固工程的施工要点。