基于弹性相互作用的大型数控机床地脚螺栓预紧顺序规划

针对大型数控机床的床身安装精度调整及其保持问题,分析了地脚螺栓组件间的弹性相互作用机制,建立了地脚螺栓预紧力流传递模型,提出了基于最小安装变形误差和均匀残余预紧力的地脚螺栓预紧规划方法,并利用有限元法实现了地脚螺栓的预紧模拟。以典型数控机床床身安装为例,量化分析了预紧顺序对导轨安装面几何精度、残余预紧力的影响。结果表明,该方法能够实现数控机床地脚螺栓预紧顺序的合理规划。

基于有限元法的螺栓组连接弹性相互作用研究

建立了螺栓组连接接触非线性有限元模型,研究了预紧顺序和预紧力大小对螺栓组连接过程弹性相互作用的影响规律。结果表明:1)螺栓组连接顺序与弹性相互作用有关,对于长板形被连接件,沿长度方向对称连接时结合面接触最为均匀、紧密;2)通过有限元分析数据建立了螺栓组连接弹性相互作用模型,应用该模型可求解满足各螺栓残余预紧力分布要求的初始预紧力大小,为螺栓组装配连接工艺设计、优化和性能预测等提供了参考。

铁磁体磁弹性相互作用的广义变分原理与理论模型

定量分析发现 :目前对三维弹性体所建立的各类理论模型均不能同时模拟铁磁介质磁弹性相互作用的两类基本实验现象 .进而导致模拟复杂形状结构 ,如壳体的磁弹性力学行为陷入困境 .这样 ,对三维铁磁弹性介质建立能统一描述已有两类典型实验现象的理论模型就成为模拟复杂形状结构磁弹性相互作用力学特征的关键 .从三维铁磁体磁弹性耦合系统的总能量泛函变分原理出发 ,建立了能同时模拟已有铁磁板磁弹性相互作用两类典型实验现象的三维可磁化弹性体的理论模型 .结果表明 :对于各向同性线性铁磁体 ,除了得到与由经典磁偶极子物理模型导出的宏观电磁力计算式一致的作用在铁磁介质上的磁体力外 ,还得到了作用在可磁化介质表面的边界面分布磁力 ,其值为两侧磁介质Faraday磁应力在表面处的跳变值 .这是各经典模型 ,如磁偶极子模型和公理化模型等所没有的 .

航空发动机盘轴连接结构螺栓组弹性相互作用的规律

螺栓连接是航空发动机转子盘轴结构最常用的1种连接方式,螺栓之间的弹性相互作用对螺栓残余预紧力往往具有显著影响,进而影响盘轴间预紧力及界面压力一致性。首先分析了螺栓组弹性相互作用基本原理,建立残余预紧力随预紧过程演化模型;结合航空发动机低压涡轮轴盘连接特征,建立螺栓组弹性相互作用简化分析模型,分析材料属性,盘轴厚度、螺栓孔中心距、螺栓孔大小、螺栓数量等盘轴尺寸,以及初始预紧力、拧紧顺序等工艺参数对螺栓组弹性相互作用的影响,并结合试验进行验证,研究结果为盘轴连接结构设计及工艺设计提供理论依据。

考虑桩-弹性地基相互作用的单桩风机自振频率

考虑桩-弹性地基相互作用,采用集中质量法和柔度法对泥面线以上的单桩风机结构进行多自由度动力分析,确定单桩风机的自振频率。通过算例给出单桩风机的自振频率值,并与不考虑桩-弹性地基相互作用的单桩风机的自振频率值进行比较。

填料对轮胎抗湿滑性能的影响(二):填料-弹性体相互作用对水润滑性能的影响(上)

以前的研究证明,在湿滑试验过程中硫化胶的磨损表面上炭黑聚结体为橡胶膜所覆盖,而部分白炭黑聚结体却裸露在外表。应用轮胎在滑移或滚动过程中胎面胶与路面接触区的"三区概念"(即挤出水膜区、过渡区和牵引区),解释了用各种试验方法并在各种条件下测得的炭黑和白炭黑对抗湿滑性能影响的实验结果。在水膜挤出区和过渡区中,流体动力学和微观弹性流体动力学润滑机理占主导地位,此时白炭黑有利于提高湿摩擦性能;而在牵引区中,摩擦主要取决于界面润滑,炭黑填充胶的抗湿滑性能是比较好的。在水膜挤出区和过渡区较大的润滑条件下,如高速、低温、光滑滑路面、低负荷、大滑移角及ABS制动的条件下,白炭黑表现出优异的性能。但在牵引区较大的情况下,炭黑可赋予较高的抗湿滑性能。据此开发了一种炭-二氧化硅的新型双相填料CSDPF 4210。采用该填料所制造的轮胎可大幅改善配有ABS的轿车在高速和平滑路面上的抗湿滑性能。

填料-弹性体相互作用对填充硫化胶滞后损失、湿摩擦性能和磨耗性能的影响

简要评述填料-聚合物和填料-填料相互作用对填充硫化胶动态性能、湿摩擦性能,特别是微观弹性流体力学润滑作用以及耐磨性能的影响,并从理论和实践两方面讨论这些影响。胎面胶的滞后损失、湿摩擦性能和耐磨性能分别对轮胎的滚动阻力、湿滑性能和耐磨性能起决定作用。填料结构形态及表面特性对硫化胶的滞后损失、湿摩擦性能和耐磨性能影响很大。

填料对轮胎抗湿滑性能的影响(二):填料-弹性体相互作用对水润滑性能的影响(下)

以前的研究证明,在湿滑试验过程中硫化胶的磨损表面上炭黑聚结体为橡胶膜所覆盖,而部分白炭黑聚结体却裸露在外表。应用轮胎在滑移或滚动过程中胎面胶与路面接触区的"三区概念"(即挤出水膜区、过渡区和牵引区),解释了用各种试验方法并在各种条件下测得的炭黑和白炭黑对抗湿滑性能影响的实验结果。在水膜挤出区和过渡区中,流体动力学和微观弹性流体动力学润滑机理占主导地位,此时白炭黑有利于提高湿摩擦性能;而在牵引区中,摩擦主要取决于界面润滑,炭黑填充胶的抗湿滑性能是比较好的。在水膜挤出区和过渡区较大的润滑条件下,如高速、低温、光滑路面、低负荷、大滑移角及ABS制动的条件下,白炭黑表现出优异的性能。但在牵引区较大的情况下,炭黑可赋予较高的抗湿滑性能。据此开发了一种炭-二氧化硅的新型双相填料CSDPF 4210。采用该填料所制造的轮胎可大幅改善配有ABS的轿车在高速和平滑路面上的抗湿滑性能。

磁弹性耦合效应引起的铁磁直杆磁场中振动频率的改变

基于磁弹性广义变分原理和Hamilton原理,对处于外加磁场中的软铁磁体,建立了磁弹性动力学理论模型.分别通过关于铁磁杆磁标势和弹性位移的变分运算,获得了包含磁场和弹性变形的所有基本方程,并给出描述磁弹性耦合作用的磁体力和磁面力.采用摄动技术和Galerkin方法,将所建立的磁弹性理论模型用于外加磁场中铁磁直杆的振动分析.结果表明,由于磁弹性耦合效应,外加磁场将对铁磁杆的振动频率产生影响:当铁磁杆的振动位移沿着磁场方向时,其频率减小并出现磁弹性屈曲失稳;当铁磁杆的振动位移垂直于磁场方向时,其频率将会增大.理论模型能够很好地解释已有实验观测的振动频率改变现象.

基于改进四参数法的法兰螺栓连接预紧力优化

为解决无垫片法兰螺栓连接预紧力分布不均的问题,运用有限元方法对法兰螺栓连接以两种预紧顺序进行仿真计算,分析了螺栓残余预紧力的分布规律;使用四参数法优化螺栓预紧力,分析其优化效果即残余预紧力大小和均匀性,并对四参数法予以改进。结果表明:四参数法以较低的使用成本解决了残余预紧力分布不均问题,但是个别螺栓残余预紧力依旧有较大分散性;改进后的四参数法改善了原方法的不足,在两种顺序下,残余预紧力标准差比原方法分别减小了63%和59%。

桥梁桩基础地震作用下不同桩土模型比较研究

对实际工程中某一单墩结构分别建立考虑弹性桩土相互作用和考虑非线性桩土相互作用的模型,对这两种模型分别进行pushover分析以及非线性时程分析,探讨了两种模型的差异。分析结果表明:当桩基础在地震作用下发生轻微损伤时,采用简化弹性模型模拟地震作用下桩土相互作用要过于保守。

螺栓装配连接工艺对气缸密封的影响

在考虑气缸垫材料非线性及螺栓弹性相互作用条件下,设计了缸盖螺栓顺序预紧与交叉预紧两种装配连接工艺,采用非线性有限元计算方法建立了机体、气缸盖、缸套、螺栓、缸套支撑及气缸垫组合结构有限元模型,研究了螺栓预紧顺序与气缸垫接触压力之间的关系,得出了满足组合结构气缸密封特性要求的较好装配连接工艺.对比了螺栓残余预紧力的计算值与试验值.结果表明:采用非线性有限单元方法可以实现对机体、气缸盖、缸套、螺栓、缸套支撑及气缸垫组合结构螺栓预紧装配连接工艺的较精确仿真计算;顺序预紧时,螺栓平均残余预紧力及残余预紧力标准差都大于交叉预紧;气缸密封最差区域出现在气缸垫排气侧两螺栓中间位置,两种装配连接工艺都能满足气缸密封性能要求,顺序预紧气缸密封最差区域密封效果更好.

非线性光学中的暗孤子分子

孤子分子是当前非线性光学中的重要课题.本文首先研究具有高阶色散和高阶非线性效应非线性光学模型中各种周期波(孤子晶格)的严格解,及各种可能的单孤子解.然后在一个可积的情况下,利用推广的双线性形式,给出多孤子解,并从多孤子解的速度共振条件给出暗孤子分子的严格解析表达式.对于本文给出模型的多暗孤子分子之间,以及孤子分子和通常孤子之间的相互作用都是弹性的.值得指出的是,在不可积的情况下孤子分子也是可以存在的.

铁基-铁镍基复合非晶态合金的磁性

用双喷嘴坩埚制备了非晶态合金Ｆｅ７８Ｓｉ９Ｂ１３ 和（ＦｅＮｉＣｒ）７８（ＳｉＢ）２２ 的单层带材和复合带，并测量了两种合金的叠绕铁芯和复合带铁芯的热磁曲线和磁滞回线．对于两种合金的叠绕铁芯，其磁滞回线呈蜂腰型，类似于两种合金各自磁滞回线的平均值，但并不完全相同．对于复合带铁芯，其热磁曲线与两种合金热磁曲线的平均值基本重合，而磁滞回线不仅不再是蜂腰型，且非常扁平．叠绕铁芯和复合带铁芯磁滞回线的这种变化源于叠绕铁芯和复合带铁芯中的内应力．这种内应力产生的根本原因是两种材料热膨胀系数和磁致伸缩系数的差别．

声学超材料的非互易性研究进展

声学超材料的非互易性在声学整流、声拓扑和隔声降噪等领域具有重大的应用前景,引起了广泛的关注和研究.然而,互易性是线性系统中波动方程的基本性质,它源于系统的时间反演对称性.要打破系统的互易性,实现声波的非互易性是极其困难的.本文总结了声波非互易性的研究成果,主要从基于非线性介质、动态分量、磁弹性相互作用等实现声波非互易性的3种方法出发,给出了相应的原理、发展历程以及存在的问题.最后,指明了声波非互易性在未来研究的重要方向,以期为相关研究提供有效参考.

奥氏体析出相激发形核的原位TEM研究

利用原位透射电镜(TEM)观察双相不锈钢中奥氏体析出相变过程,发现了端-面连接的奥氏体激发形核现象。定量表征结果表明,激发形核奥氏体和先驱奥氏体与母相铁素体的位向关系都接近N-W,但属于不同的位向关系,且在不同的Bain环上。基于弹性相互作用能和界面能解释了激发形核奥氏体的择优晶体学取向,计算结果表明,先驱奥氏体与不同Bain环上激发形核奥氏体的弹性相互作用能为负值,且相邻奥氏体之间可以形成孪晶取向关系及共格孪晶界。

新秀集

新秀集王根轩人生格言科学是逐步接近真理的无穷级数，让我们用有限的生命在无限的科学事业中铺上一个实在的阶梯。王根轩，４０岁，兰州大学干旱农业生态国家重点实验室分子生理生态研究室负责人，教授。他先后在兰州大学获学士、硕士和博士学位；１９９４年，王根轩受欧...