家蚕前部丝腺准静态轴向拉伸力学特性

为了研究仿生微通道的制作工艺和流动特性,提出了符合家蚕前部丝腺特征的生物软组织复合体准静态轴向拉伸力学性能测试方法。以五龄家蚕前部丝腺为试验对象,进行了准静态轴向拉伸试验,观测了拉伸试样断口形貌,测量了前部丝腺体和丝蛋白溶液纤维化过程(简称丝纤维)的准静态轴向拉伸力学性能。应用超弹性材料Ogden模型,构建了家蚕前部丝腺体和丝纤维的准静态轴向拉伸力学本构方程,利用ABAQUS软件进行了试验结果拟合,相关系数达98%以上。结果表明:家蚕前部丝腺体及其丝纤维具有优异的超弹性力学特征,且丝纤维力学性能优于丝腺体的。

纸瓦楞管的轴向准静态缓冲吸能特性研究

对4种正多边形纸瓦楞管进行了轴向准静态压缩实验,计算出缓冲吸能特性参数,分析了管方向、横截面形状、管长、压缩速率对纸瓦楞管的失效模式与缓冲吸能特性的影响。结果发现,X向纸瓦楞管仅发生手风琴变形模式,而Y向纸瓦楞管发生稳态渐进屈曲、欧拉失稳、角撕裂、横向剪切4种变形模式。对于Y向纸瓦楞管,正多边形横截面边数的变化对纸瓦楞管的缓冲吸能特性影响明显,压缩速率为12 mm/min和48 mm/min时,正三边形管和正五边形管的比吸能和单位面积吸能较高;当管长为150 mm或压缩速率为72 mm/min时,均会导致Y向纸瓦楞管的非理想变形模式占比增大,缓冲吸能特性降低。X向纸瓦楞管的变形模式更稳定可控,而Y向纸瓦楞管的缓冲吸能特性更优良。

单帽型薄壁梁弯曲和轴向压溃吸能的理论预测方法研究

以Kecman薄壁梁弯曲压溃理论和Wierzbicki超折叠单元理论为基础,建立一种改进的单帽型薄壁梁准静态弯曲压溃和轴向压溃理论模型,并推导相应的吸能公式。该模型适用于求解同材同厚、同材异厚、异材同厚和异材异厚的单帽型薄壁梁弯曲压溃和轴向压溃吸能。试验和数值仿真结果表明:与传统理论和模型相比,改进理论模型对于预测单帽型薄壁梁的弯曲压溃和轴向压溃吸能具有较高的精度,在应用范围方面更具有通用性。

轴流式水轮机轴向水推力的有限元计算

利用水轮机模型、翼型参数以及综合特性曲线所确定的边界条件和初始条件,通过有限元法求解用流函数表示的反映轴流式水轮机转轮内流动的拉普拉斯方程,进而计算轴流式机组静态轴向水推力的变化曲线,为过渡过程计算提供必需的静态原始数据.算例表明,该方法切实可行,并能达到较好的计算精度.

混凝土拉伸应力与应变全曲线的试验研究

通过混凝土试件静态轴向拉伸试验 ,测定了其拉伸应力与应变全曲线。试验中观察了混凝土试件的表面开裂、裂缝扩展和试件断裂的全过程 ,并给出了混凝土的弹性。

胞元尺寸对选区激光熔化18Ni300正六边形蜂窝结构轴向压缩性能影响研究

为明确胞元尺寸对正六边形薄壁蜂窝结构的轴向承载与压缩性能的影响,通过选区激光熔化制备了直径10 mm、高度15 mm、壁厚0.1 mm、填充胞元尺寸分别为1.75 mm、2.25 mm、2.75 mm和5 mm的正六边形18Ni300薄壁正六边形蜂窝试样,通过轴向压缩分析了试样的承载能力和缓冲吸能性能。结果表明,胞元尺寸2.25 mm以上的试样压缩时发生叠缩变形,且随着胞元尺寸减小,单位体积承载力和比吸能增加;但当胞元尺寸减小到1.75 mm时,试样压缩时发生外翻撕裂破坏,单位体积承载力和比吸能显著下降。

地铁列车双锥内嵌隔板矩形管的耐撞性优化

为设计具有良好耐撞性能的地铁列车吸能结构,将矩形吸能管的一组对称面引入锥度,并在内部嵌入多个隔板。建立该双锥内嵌隔板矩形管和传统矩形管的有限元模型,对两者耐撞性进行对比,通过准静态轴向压缩试验验证有限元分析的准确性。以双锥内嵌隔板矩形管三个部分的厚度为设计变量,进行试验设计并建立代理模型,为最大化比吸能和最小化峰值力,对双锥内嵌隔板矩形管进行多目标优化。结果表明,双锥内嵌隔板矩形管在准静态压缩下呈现稳定而规律的变形,耐撞性能优于传统矩形管;两个优化目标具有一定的互斥性,根据实际工程对各优化目标进行权重分配,能够于帕累托前沿中应用权函数实现最优设计方案的选择。

ASTM规范下单桩竖向抗拔实验操作方法

ASTM英文全称是American Society for Testing and Materials,中文译名为美国材料与试验协会。本文主要介绍ASTM体系下D3689即基桩轴向静态拉伸载荷试验标准方法内的单桩竖向抗拔试验的标准操作程序。首先简述该规范的试验设备,试验方法等内容,其次从实际操作的角度与国内抗拔试验的一般做法进行简单的比较,同时介绍了在应用该规范进行抗拔试验时应该注意的事项,最后给出工程实例,对ASTMD3689这本规范的特点进行了归纳,并提出一些建议。

电子回旋自共振加速器输出能量的影响因素及优化

回旋自共振加速器(CARA)加速效率高,在低能、大功率电子束领域具有非常好的应用前景。由于加速腔浸没在螺线管磁场中,电子束在轴向静态磁场的约束下螺旋前进,与加速腔中的TE11模微波场保持同步而被横向持续加速。但加速器的输出能量并不随加速过程递增,而是与电子束的注入能量、轴向静态磁场、加速腔波导长度及微波场强度等多个相互约束的参数相关。本文从理论上分析了相关参数对输出能量的影响,利用三维电磁场仿真软件CST及粒子跟踪程序分别研究了相关参数对输出电子束状态的约束关系,并对这些参数进行联合优化,使得电子输出能量达到设计值。

碳纤维薄壁管溃缩变形模式和吸能机理研究分析

通过铺放和缠绕组合工艺制备[0°/90°]、[±45°_(2)/0°/0°/90°/0°]、[±45°]、[64°_(2)/0°_(2)/64°2/0°_(2)/64°_(2)]四种不同铺层角度的碳纤维薄壁管试件,并在试件端部设置开槽和开孔的触发机制。对试件进行轴向准静态压缩和电镜扫描,研究不同铺层角度试件的变形压溃模式和吸能机理。结果表明,不同铺层角度试件的变形模式不同,[0°/90°]试件呈钻石模式,[±45°]试件呈塔型渐变模式,[64°_(2)/0°_(2)/64°_(2)/0°_(2)/64°_(2)]呈开花模式变形,[±45°_(2)/0°/0°/90°/0°]试件变形介于[0°/90°]和[64°_(2)/0°_(2)/64°_(2)/0°_(2)/64°^(2)]试件变形模式之间。其中,[±45°]试件相比其他铺层角度试件增加了面内剪切性能的吸能特点,吸能效果最高。同时,相同铺层角度试件触发机制为开槽情况的初始峰值载荷高于开孔时。

固溶处理时间对Al-5.7Zn-0.7Mg铝合金型材组织及压溃性能的影响

对汽车用Al-5.7Zn-0.7Mg铝合金薄壁型材进行了470℃不同时间的固溶处理和双级时效处理,采用光学显微镜(OM)、EBSD测试、轴向静态压缩试验和室温拉伸试验等方法研究了晶粒组织和再结晶程度对其平均载荷(F_(m))、峰值载荷(F_(p))、吸能(U)等压溃性能的影响,同时分析了压溃变形特征和开裂原因。结果表明:随固溶时间的延长,铝合金型材的再结晶程度逐渐上升,强度逐渐下降,铝合金薄壁梁的峰值载荷、吸能及平均载荷也逐渐降低;在线水淬试样的峰值载荷和吸能分别为406 kN和33.3 kJ;经120 min固溶处理试样的压溃峰值载荷与吸能分别为359 kN和30.7 kJ,较在线水淬试样分别降低了11.5%和8.0%;当固溶较长时间时,铝合金试样再结晶程度显著升高,再结晶晶粒间一般为大角度界面,裂纹更易沿晶界扩展,试样更容易开裂。

碳纤维-玻璃纤维混杂增强环氧树脂三维编织复合材料薄壁圆管压溃吸能特性与损伤机制

基于三维编织成型及真空辅助树脂传递成型技术,制备了编织纱和轴纱不同混杂方式(编织纱/轴纱:碳纤维-碳纤维(CF-CF)、碳纤维-玻璃纤维(CF-GF);玻璃纤维-碳纤维(GF-CF))增强环氧树脂(EP)的三类三维编织复合材料薄壁圆管,通过准静态轴向压溃及详细的破坏断面观察,研究了纤维混杂方式对薄壁圆管的能量吸收性能和破坏模式的影响。研究发现:CF-CF/EP样品的比能量吸收值分别比GF-CF/EP大36%,比CF-GF/EP大12%。编织纱为碳纤维时(CF-CF/EP及CF-GF/EP),圆管的破坏模式均为折叠破坏模式,编织纱采用碳纤维能有效地遏制中央裂纹的轴向扩展,折叠变形的三维结构内部发生了较多细小的微观破坏。而编织纱为玻璃纤维的GF-CF/EP,破坏模式则为开花内外弯曲式,中央裂纹产生,三维结构呈现分层并向圆管内外弯曲。