柔度方法测量中心裂纹试样的腐蚀疲劳裂纹扩展速率

在腐蚀环境条件下的材料试验是研究腐蚀环境下材料行为的重要依据。为解决金属板在腐蚀介质条件下的裂纹扩展速率测试问题,设计一种环境装置并结合裂纹长度测量的柔度方法,实现了计算机控制下腐蚀裂纹扩展试验的不间断测量。

杂交应力元的应力子空间和柔度矩阵H对角化方法

证明了:1)杂交元假设应力模式线性无关是柔度矩阵非奇异的充分必要条件;以及2)等价假设应力模式形成相同的杂交元· 在此基础上建立了假设应力模式的希尔伯特应力子空间,从而可以利用斯密特方法简单地得到等价的正交归一化应力模式,实现了柔度矩阵对角化,使得杂交元形成过程中完全避免了繁杂的矩阵求逆运算,极大地提高了杂交元分析的计算效率。

焊接接头断裂抵抗力工程估计方法的数值研究

针对符合幂硬化性能的材料所连接而成的焊接接头,采用有限元计算方法,讨论了平面应变状态下,不同裂纹几何及材料组配的中心裂纹焊接接头的载荷与位移曲线。在此基础上,应用柔度变化率方法分析了各种组配接头的断裂性能,进一步通过曲线拟合的方法,得到了适合于焊接接头断裂韧度值的工程估算方法。

冲击载荷下CFRP及GFRP层板断裂韧性的研究

利用Hopkinson杆加载装置,对带有单边切口的炭纤维增强复合材料(CFRP)及玻璃纤维增强复合材料(GFRP)层板试件进行冲击拉伸加载实验。根据一维应力波理论求得作用于试件上的载荷P(t)和试件加载点的位移δ(t)。根据试样中应力随时间的变化历史σ(t),并基于断裂韧性测试原理,建立了动态应力强度因子KⅠ(t)响应曲线。利用柔度变化率方法确定起裂时间,分别得到在两种加载速率下CFRP、GFRP层板的动态断裂韧性。结果表明,随着加载速率的提高,这两种复合材料的断裂韧性降低。

冲击作用下核用Q390D钢的裂纹扩展阻力曲线研究

为确定典型的压力容器钢材Q390D的裂纹扩展阻力曲线,对含预制裂纹的核用Q390D钢试样进行夏比冲击试验,得到了试样的载荷–位移曲线和冲击吸收功曲线。通过柔度变化率法计算试样的起裂时间,并分别采用准静态法、经验的Schindler法和归一化方法分析得到Q390D钢在冲击载荷下的动态裂纹扩展阻力曲线(J-R曲线)。归一化方法在计算过程中考虑到裂纹扩展的修正,其J-R曲线的预测精度与实际误差较小,但计算过程较为繁琐,效率较低。对比分析表明,与归一化方法相比,准静态法由于未考虑动态效应,J-R曲线的精度较低;Schindler法的相对误差较小,得到的J-R曲线偏于保守,且便于求解,适用于工程应用。

基于压电薄膜驱动的微定位平台建模与分析

设计了一种基于压电薄膜驱动梁和柔性铰链结构的3维微定位平台,并且为了准确评估平台性能提出了一种理论建模分析方法.首先,根据力平衡条件下的欧拉-伯努利梁理论和压电本构方程,得到压电薄膜梁的输出模型;然后,根据柔度矩阵方法,推导得到微定位平台的整体柔度模型;最后,综合压电薄膜梁模型和平台柔度模型得到平台的整体输出模型.通过有限元仿真分析微定位平台的输出位移和转角,并与理论计算结果进行对比验证.结果显示,仅有1个驱动器作用时,输出位移和转角理论计算结果与有限元分析结果的相对误差分别为5.4%和5.5%;3个驱动器共同作用时,输出位移理论结果与有限元分析结果的相对误差为11.6%.