7075铝合金高温变形及损伤极限

在350、400和450℃温度下,对7075铝合金拉伸试样进行了应变速率0.001、0.01和0.1s-1的恒应变速率法拉伸试验;对预缩颈试样进行了速度为0.9和9mm·min-1的恒速拉伸试验;利用DEFORM-2D有限元软件对恒速拉伸过程进行模拟。结果表明:变形温度为影响7075铝合金断裂极限的主要因素;7075铝合金在研究温度范围内C^L损伤模型临界损伤值在0.79~1.42范围内变化;棒料拉伸过程中损伤值由中心向表面逐渐减小。

战伤飞机损伤极限的非迭代解法

战伤飞机裂纹型损伤的损伤极限是战伤飞机损伤评估中必须求解的关键参量之一,以往的求解过程必须采用某种形式的迭代法,然而,该迭代收敛具有不确定性,求解工作量大且误差难以估计.为了高效准确地计算损伤极限,提出一种计算损伤极限的非迭代解法.算例验证表明该解法比迭代法准确、方便、规则;尤其当损伤结构为加筋壁板时,该解法能方便地将符合条件的所有损伤极限值全部解出.

无损伤条件疲劳极限

假设材料有无损伤条件疲劳极限 S_(nd),从而构造出双对数应力—寿命线性关系。以相关系数γ为目标函数进行优化拟合,得到22种常用国产金属材料的 S_(nd)砭 S—N 曲线;给出了国产钢材 S_(nd)的经验公式及在不同可靠度下 S_(nd)的估算方法。拟合所得 P—S—N 曲线比常规 P—S—N 曲线适用范围更广。

考虑温−压耦合影响的水合物沉积物宏细观Duncan-Chang损伤模型

为了反映温−压环境对水合物沉积物力学特性的影响,定义新的温−压状态参数.从温−压环境对沉积物细观结构的作用机制出发,采用三相球模型提出考虑温−压环境对水合物沉积物细观各组分和各组分间接触界面影响的多尺度弹性参数预测模型.基于传统Duncan-Chang模型与统计损伤理论,引入极限损伤值,建立Duncan-Chang统计损伤模型.对比在不同温−压环境条件下水合物沉积物的三轴试验结果与模型预测结果,验证所提模型的有效性和合理性.结果表明:该模型能够考虑水合物饱和度、温−压环境以及沉积物骨架的粒径级配影响,能够较好地模拟水合物沉积物在不同温−压环境下应力−应变全过程.

基于损伤力学的隧道围岩开挖损伤特性研究

研究目的:隧道围岩损伤的存在直接影响围岩的力学特性和稳定性,如果控制不当,将可能造成围岩失稳、塌方事故,因此必须掌握围岩损伤特性及其演化机理,进而为围岩损伤控制提供依据。本文基于微震监测的现场实测结果,揭示不考虑构造应力条件下隧道开挖引发的围岩损伤分区特性,采用应变软化模型并引入损伤力学理论,推导隧道围岩损伤区范围的表达式,并与实测结果进行对比,进一步分析围岩损伤特性的影响因素。研究结论:(1)围岩高损伤理论预测和实测结果具有较好的一致性,且围岩越差时,两者差异越小;(2)围岩损伤区半径随着脆性系数λ/E的增大而增大,随着黏聚力c和内摩擦角φ的减小而增大;围岩高损伤区半径随着极限损伤参数D_(cr)的增大而增大,且增速越来越快;(3)极限损伤参数D_(cr)和脆性系数λ/E除了与围岩自身参数相关外,也与支护手段有关,通过有效的支护手段,可以将围岩损伤极限参数控制在较低的水平下,从而确保高损伤区范围较小;(4)本研究成果可为隧道围岩损伤预测及支护设计提供依据。

汽车安全与人体损伤生物力学的有限元模拟研究

汽车安全是汽车产品研发中必须首先考虑的一个重要因素.新汽车产品不但需要满足或超过各国制定的安全法规,也要满足使用者对安全性能的期望和要求.市场调查表明:约有78%的美国新车购买者愿意多付钱来购买额外的汽车安全性能.汽车安全技术与人体损伤生物力学有着依赖关系,对汽车安全性能研发的成功与否,很大程度上取决于是否能通过人体损伤生物力学的损伤标准.文中就汽车安全与人体损伤生物力学的因果关系进行深入浅出的分析和讨论,对人体损伤生物力学与汽车安全的未来研究趋势提出笔者的新见解.

管球组合试件在往复加载下的疲劳损伤试验研究

强震下空间网格结构的杆单元由于塑性发展、损伤累积导致刚度退化严重,对结构性能影响极大。为研究强震下组合试件的损伤特性,设计了管球组合试件的轴向加载试验。通过3种不同的加载制度研究试件的挠度发展规律,并基于累积耗能与承载力退化提出两种评价管球组合试件发生不同程度疲劳破坏的损伤模型,同时对滞回曲线和骨架曲线的发展规律进行了初步分析。结果表明:空间挠度变化规律可作为试件损伤极限的宏观演化反映;两种损伤模型曲线表明以试件开口作为损伤极限状态是合理性的;试件的滞回曲线在临近开口时有明显衰退现象;骨架曲线在受压阶段有显著的刚度退化。

简单杆件体系的脆弹性损伤分析

对简单超静定桁架进行了脆弹性损伤分析，研究表明，结构损伤演化包括潜破损阶段和最终损伤破坏阶段，并得出了结构相应的极限载荷。

蠕变损伤强度理论新准则研究

本文在理论推证和试验的基础上，建立了一种崭新的蠕变损伤强度理论，引入了一个新的强度指标，即材料的极限有效损伤应力强度。娈验证明它较传统强度理论中屈服极限或强度极限更具有合理性，娈验测定结果的稳定性更好，因此依据该强度理论，可对发生蠕变损伤的热力构件或结构的有效使用寿命，作出更加合理估计。

提速后钢筋混凝土梁疲劳寿命估算方法研究

对用于提速后钢筋混凝土梁疲劳寿命估算的等效等幅应力幅法和极限损伤度法进行了比较分析,并在极限损伤度法中考虑了钢筋混凝土梁疲劳抗力随时间下降带来的影响。

基于有限元模型的下肢长骨动态试验的仿真研究

目的研究在动态载荷下下肢长骨的损伤极限。方法基于中国人体下肢有限元模型,分别对股骨、胫骨、大腿和小腿进行动态三点弯曲仿真,并借助尸体试验验证该模型的有效性。结果仿真所得撞锤的撞击力-位移曲线走势与尸体试验结的基本吻合。裸股骨、裸胫骨、大腿和小腿失效时的撞击力分别为4.29、3.94、4.81和4.086 kN,位移分别为17.78、34.00、52.10和47.06 mm,与尸体试验结果也较为相符。结论本研究验证了模型的有效性,为后续对膝关节以及对整个下肢模型的验证奠定基础,为碰撞事故中对行人进行保护提供了科学的理论依据。

6岁儿童下肢长骨有限元模型验证及参数研究

研究在动态载荷下6岁儿童下肢长骨的损伤极限。分别对股骨、胫骨的有限元模型进行动态三点弯曲仿真试验,并通过有限元模型仿真试验与尸体试验结果的对比,探究相关参数对6岁儿童下肢长骨骨折的影响。仿真试验所得冲击块的撞击力-位移曲线走势与尸体试验的结果基本吻合,验证了该模型的有效性。股骨和胫骨失效时的撞击力分别为2.52和1.96 kN,位移分别为11.88和23.49 mm。与成人相比,儿童骨骼的弹性模量略低,并且骨骼韧性较好,使得撞击时发生骨折的风险相对降低。本研究为儿童下肢损伤机理及防护措施的研究提供了科学的基础数据。

亚健康桥梁运营车辆荷载限制的理论分析

从现役亚健康桥梁的实际情况出发,提出了损伤极限状态的概念,揭示了亚健康桥梁使用承载能力的内涵,指出了其使用承载能力的评估途径,分析了亚健康桥梁可靠度与新建桥梁可靠度的异同,初步从理论上回答了亚健康桥梁运营车辆荷载科学合理限制的问题。

基于CFD仿真的外翼断裂飞机安全飞行研究

针对外翼断裂飞机安全飞行问题,采用CFD仿真方法,建立了针对该特殊气动问题的分析模型,提出了外翼断裂飞机安全飞行控制方法,并通过仿真计算得到,基于副翼平衡法的外翼相对损伤极限为14.2%,基于侧飞平衡法的外翼相对损伤极限为24.5%,为战时外翼断裂飞机带伤飞行提供了参考和评估方法。

复合绝缘子用环氧玻璃纤维芯棒的弯曲负荷性能初探

为进一步明确线路柱式复合绝缘子设计原则,验证现有国产环氧玻璃纤维芯棒“损伤极限”,用WDW电子万能材料试验机和按近似水平安装的线路柱式复合绝缘子实际运行工况分别对φ60mm、φ70mm环氧玻璃纤维芯棒进行了弯曲负荷性能测定和分析,认为,φ60mm、φ70mm环氧玻璃纤维芯棒自由端偏移量突变点分别出现在7kN和9kN,其预设损伤限分别为300.7 MPa和234.4MPa。提出用环氧玻璃纤维芯棒作承力件,其机械破坏特性不宜按瓷绝缘子的额定机械破坏负荷来表征,应按照最大设计弯曲负荷表征。芯棒内部出现损伤,在短期内不影响绝缘子的机械强度,但在各种复杂机电应力的作用下,可能会影响其长期运行性能。

横桥向地面运动作用下独塔部分斜拉桥易损性分析

桥梁作为交通生命线系统中的重要工程,屡次在中等强度地震的作用下,遭受严重破坏甚至整体损毁,因此桥梁结构地震易损性研究在世界各国得到重视和发展。部分斜拉桥作为一种新桥型,由于兼有经济性和美学特性,近十年来在国内外发展迅速,但这种新桥型尚未经受地震的考验,在可能的地震灾害下,部分斜拉桥的地震破坏损伤概率还不明确,有必要开展有关的易损性研究。本文在桥梁地震易损性研究的基础上,分析在横桥向地面运动作用下独塔部分斜拉桥的易损性,定义五级损伤极限状态,建立桥墩、桥塔、限位器和全桥的易损性曲线,研究结果表明在横桥向地面运动作用下,独塔部分斜拉桥全桥易损性主要受到限位器和中墩的控制。

独塔部分斜拉桥顺桥向地面运动作用下的易损性分析

以墩塔梁固结的独塔预应力混凝土部分斜拉桥为对象,采用动力增量法和数据统计分析研究该类桥梁的地震易损性,确定顺桥向地面运动作用下结构构件的易损部位及损伤破坏概率.采用理论易损性分析方法,选取地面峰值加速度作为地震输入强度指标,并以放大系数为基础选取地震输入;以位移延性比、强度与变形、相对位移、索力为指标分别定义了各构件的损伤状态;根据各构件的损伤概率,拟合建立了各构件及全桥的易损性曲线.结果表明,在顺桥向地面运动作用下,中墩和支座为最易损构件;边墩、主梁均会发生不同程度的损伤;斜拉索、桥塔、桩基安全储备较高.

国外开展HALT和HASS工作的一些情况

国外在推行高加速寿命试验（ＨＡＬＴ）和高加速应力筛选（ＨＡＳＳ）工作中也曾存在过一些错误观念和实际问题，如：“额外增加筛选会降低产品寿命”，ＨＡＬＴ应在哪个组装等级进行？用多少个单元做ＨＡＬＴ，试验后的单元做什么用？一些公司透露了进行ＨＡＬＴ的成功实例。我国应重视这项技术，筛选剪裁向高应力，甚至向“超规范的”高应力方向发展。

环境应力筛选技术应用的新发展

回顾了环境应力筛选技术应用的发展简史，介绍了高加速应力筛选（ＨＡＳＳ）和高加速寿命试验（ＨＡＬＴ）技术，阐述了应用该技术的常用方法，提出了在国内开展高加速应力筛选技术研究及试点工作的建议。