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基于n阶剪切变形理论的表面梯度脱碳汽车前轴弯曲分析
1
作者
袁荣富
吴敏
+3 位作者
胡泽启
冯玮
王荣诚
徐敬
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期414-426,共13页
汽车前轴在热锻和热处理过程中,材料的表面会发生一定深度的脱碳,脱碳层的力学性能随脱碳深度呈梯度变化,影响了前轴在载荷下的弯曲性能。利用分段函数构建两侧表面功能梯度变化、内部性能均匀的简支夹芯梁,根据n阶剪切变形理论研究梁...
汽车前轴在热锻和热处理过程中,材料的表面会发生一定深度的脱碳,脱碳层的力学性能随脱碳深度呈梯度变化,影响了前轴在载荷下的弯曲性能。利用分段函数构建两侧表面功能梯度变化、内部性能均匀的简支夹芯梁,根据n阶剪切变形理论研究梁在两点载荷作用下的弯曲行为。利用虚功原理推导出位移场控制方程,采用Navier解析方法得到简支边界条件下梁的弯曲行为,并与相关文献中的实例进行比较。结果表明:n阶剪切变形理论具有良好的精度与可靠性;梁的挠度与转角随脱碳指数k的增大而增大,并于k≈10处达到准稳态;脱碳深度大于5 mm时,脱碳层厚度对梁弯曲时产生应力的影响比梁的高度变化带来的影响更大;两侧脱碳深度不对称时,物理中性面发生迁移;梁的弯曲挠度与转角随梁的厚度、宽度的增大而减小,但梁的厚度变化的影响更大。
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关键词
汽车前轴
脱碳
梯度夹层梁
n阶剪切变形理论
弯曲分析
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职称材料
考虑尺度效应的夹层楔形多孔梁动力学分析
被引量:
3
2
作者
蒲刚
章定国
黎亮
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第6期1882-1896,共15页
基于修正偶应力理论,研究了具有大范围旋转中心刚体-功能梯度夹层Euler-Bernoulli楔形多孔柔性微梁系统的动力学特性.楔形梁是中间层为不完全功能梯度层,两表层为均质材料的功能梯度夹层结构,它可以减小传统夹层结构由于层与层之间材料...
基于修正偶应力理论,研究了具有大范围旋转中心刚体-功能梯度夹层Euler-Bernoulli楔形多孔柔性微梁系统的动力学特性.楔形梁是中间层为不完全功能梯度层,两表层为均质材料的功能梯度夹层结构,它可以减小传统夹层结构由于层与层之间材料属性的不同导致脱粘类型损伤的影响.采用假设模态法描述变形,考虑具有捕捉动力刚化效应的非线性耦合项,计及von Karman几何非线性应变,运用第二类Lagrange方程,导出了适用于较大变形的高次刚柔耦合动力学方程.对在平面内做大范围运动的中心刚体-功能梯度夹层Euler-Bernoulli楔形多孔微梁的动力学特性进行了详细研究.研究表明:功能梯度夹层楔形梁表层结构高度、旋转角速度、功能梯度幂指数、尺度参数、孔隙度以及各层结构的体积分数对系统的动力学特性都有很大的影响;功能梯度夹层楔形梁综合了功能梯度直梁和楔形梁的特性,其相对于功能梯度直梁的固有频率增大,同时使得孔隙度对结构固有频率变化趋势的影响不再与功能梯度直梁相同;由于柔性梁变形能中具有横向与轴向的耦合势能,系统在稳态下的平衡位置发生了迁移现象;系统随着尺度参数的变化发生了频率转向与振型转换.
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关键词
修正偶应力理论
功能
梯度
夹层
楔形
梁
孔隙度
大范围运动
频率转向
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职称材料
题名
基于n阶剪切变形理论的表面梯度脱碳汽车前轴弯曲分析
1
作者
袁荣富
吴敏
胡泽启
冯玮
王荣诚
徐敬
机构
现代汽车零部件技术湖北省重点实验室(武汉理工大学)
武汉理工大学襄阳示范区(湖北隆中实验室)
武汉理工大学材料科学与工程学院
武汉理工大学汽车工程学院
出处
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期414-426,共13页
基金
湖北隆中实验室开放基金(2022ZZ-28)
湖北省技术创新专项重大项目(2020BED010,2022BAD108)
中国博士后科学基金(2020M682498)。
文摘
汽车前轴在热锻和热处理过程中,材料的表面会发生一定深度的脱碳,脱碳层的力学性能随脱碳深度呈梯度变化,影响了前轴在载荷下的弯曲性能。利用分段函数构建两侧表面功能梯度变化、内部性能均匀的简支夹芯梁,根据n阶剪切变形理论研究梁在两点载荷作用下的弯曲行为。利用虚功原理推导出位移场控制方程,采用Navier解析方法得到简支边界条件下梁的弯曲行为,并与相关文献中的实例进行比较。结果表明:n阶剪切变形理论具有良好的精度与可靠性;梁的挠度与转角随脱碳指数k的增大而增大,并于k≈10处达到准稳态;脱碳深度大于5 mm时,脱碳层厚度对梁弯曲时产生应力的影响比梁的高度变化带来的影响更大;两侧脱碳深度不对称时,物理中性面发生迁移;梁的弯曲挠度与转角随梁的厚度、宽度的增大而减小,但梁的厚度变化的影响更大。
关键词
汽车前轴
脱碳
梯度夹层梁
n阶剪切变形理论
弯曲分析
Keywords
automotive front axle
decarburization
graded sandwich beam
n-order shear deformation theory
bending analysis
分类号
TG113.25 [金属学及工艺—物理冶金]
O31 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
考虑尺度效应的夹层楔形多孔梁动力学分析
被引量:
3
2
作者
蒲刚
章定国
黎亮
机构
南京理工大学理学院
出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第6期1882-1896,共15页
基金
国家自然科学基金项目(11772158,11502113)
中央高校基本科研业务费专项资金(30917011103)资助
文摘
基于修正偶应力理论,研究了具有大范围旋转中心刚体-功能梯度夹层Euler-Bernoulli楔形多孔柔性微梁系统的动力学特性.楔形梁是中间层为不完全功能梯度层,两表层为均质材料的功能梯度夹层结构,它可以减小传统夹层结构由于层与层之间材料属性的不同导致脱粘类型损伤的影响.采用假设模态法描述变形,考虑具有捕捉动力刚化效应的非线性耦合项,计及von Karman几何非线性应变,运用第二类Lagrange方程,导出了适用于较大变形的高次刚柔耦合动力学方程.对在平面内做大范围运动的中心刚体-功能梯度夹层Euler-Bernoulli楔形多孔微梁的动力学特性进行了详细研究.研究表明:功能梯度夹层楔形梁表层结构高度、旋转角速度、功能梯度幂指数、尺度参数、孔隙度以及各层结构的体积分数对系统的动力学特性都有很大的影响;功能梯度夹层楔形梁综合了功能梯度直梁和楔形梁的特性,其相对于功能梯度直梁的固有频率增大,同时使得孔隙度对结构固有频率变化趋势的影响不再与功能梯度直梁相同;由于柔性梁变形能中具有横向与轴向的耦合势能,系统在稳态下的平衡位置发生了迁移现象;系统随着尺度参数的变化发生了频率转向与振型转换.
关键词
修正偶应力理论
功能
梯度
夹层
楔形
梁
孔隙度
大范围运动
频率转向
Keywords
modified couple stress theory
functionally graded sandwich tapered beams
porosities
large overall motion
frequency veering
分类号
O313 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于n阶剪切变形理论的表面梯度脱碳汽车前轴弯曲分析
袁荣富
吴敏
胡泽启
冯玮
王荣诚
徐敬
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
考虑尺度效应的夹层楔形多孔梁动力学分析
蒲刚
章定国
黎亮
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2019
3
下载PDF
职称材料
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