基于迟滞行为的2D-SiC/SiC复合材料组份力学性能分析

基于剪滞理论,建立了单向纤维增强陶瓷基复合材料的加卸载理论模型,分析了基体长碎块和短碎块对材料迟滞力学行为的不同影响.通过拉伸循环加卸载试验,获得了2D-Si C/Si C复合材料的迟滞应力-应变行为.依据材料基体损伤特点,将试验结果代入长碎块对应理论推导结果,计算得到了4个表征材料组份性能的参数:基体开裂应力为90 MPa,热残余应力为19 MPa,界面脱粘能为3.1 Jm2,界面滑移力为74 MPa.最后结合少量短碎块的存在对试验结果的影响,定性分析了计算结果的偏差.结果表明,获得的材料组分性能参数具有较小的分散性,并能够准确表征材料整体的力学行为.

螺栓结合部静态迟滞行为分析及刚度和阻尼辨识

获得螺栓结合部的静态迟滞行为并开展刚度、阻尼辨识,对于螺栓结合部设计以及装配工艺制定十分重要.利用三维有限元模型预测螺栓结合部迟滞特性,并给出了螺栓联接接触参数的设置方法.针对获得的迟滞曲线,采用最小二乘多项式拟合推导确定了结合部刚度及阻尼参数的辨识公式.以一个简单的螺栓搭接梁为对象进行了实例研究,试验证明了该搭接梁有限元模型及获得的迟滞曲线的合理性,利用获得的迟滞曲线辨识了该螺栓结合部的时变刚度、平均刚度和损耗因子等参数.研究表明:随着预紧力的增加,螺栓结合部的刚度增加而损耗因子(阻尼参数)减小.

气动型斯特林制冷机气动腔气体热力迟滞行为特性的理论分析

近年来,气体驱动斯特林制冷机在比重量、可靠性、振动和噪声等方面得到提高,在红外技术和超导电子学等领域具有诱人的应用前景,其研究工作一直是低温领域的一个热点。首先简要描述了气动型斯特林制冷机气动腔内气体热力迟滞行为特性,其次主要理论推导该部分气体热力迟滞行为特性造成的损失,并且给出了一个计算机仿真结果说明该项损失对制冷机性能的影响。本文对更为逼真地仿真微型气动斯特林制冷机的热动力特性行为提供了有力支撑。

循环动荷载下路基红粘土安定行为研究

本文根据设计改装的循环动单轴压缩试验,通过不同含水率、不同轴向应力水平、不同循环加载次数及不同应力加载路径的试验,研究路基红粘土的安定行为、迟滞行为以及塑性力学行为等。结合能量耗散的分析,探讨了路基土在循环动载荷作用下的力学行为发展规律,分析了影响循环荷载作用下路基红粘土力学行为的主要因素,从变形机理上探讨土的应力–应变关系以及塑性变形模式,能明确界定红粘土路基在循环荷载下的临界应力状态范围及所容许的塑性应变,可有效的预测路面随荷载次数累积的车辙,以减少因车辆所造成的车辙破坏,为红粘土路基改良及路面厚度设计提供参考依据,提升路面管理的效能。

一种预测复合材料棘轮行为的循环塑性-损伤模型

构建循环塑性本构模型并揭示其微观机制,目前仍然是复合材料力学研究富有挑战性的课题。本文提出了一种循环塑性-损伤模型,用以预测在循环载荷作用下纤维增强复合材料的应力-应变响应。该模型是在作者前期提出的描述非线性滞后行为的弹塑性本构模型的基础上的进一步扩展。它可以预测加载时的非线性响应、卸载和重加载时的迟滞行为及大量循环下的棘轮现象。作为基准问题验证,将Kawai等的实验数据与本文模型的数值预测进行了比较。结果表明,该模型能够模拟碳纤维/环氧树脂单向复合材料在偏轴循环加载下的棘轮行为。