软硬交替多层膜应力应变响应的分析

为了对软硬交替多层表面膜在磨粒作用下的应力应变响应、膜层界面剥离和裂纹的产生及扩展的影响等有一个定量和全面的了解，从而为多层表面膜的结构设计提供理论基础，采用大变形弹塑性有限元法对高速钢基体上的ＴｉＮ／Ｔｉ／ＴｉＮ／Ｔｉ…多层膜在法向压痕作用下的力学行为进行了模拟和分析。为了研究膜层数和膜厚的影响，对从单层到１６层的不同膜层体系进行了计算。通过对膜层的变形、最大应力随膜层数的变化、界面切应力分布和表面张应力分布等的分析得出了这些参数的分布及其随载荷和膜层数的变化规律。这些结果将为多层膜的结构优化设计提供定量的依据。

大阻尼高比刚度复合材料仪表板结构设计及动态特性分析

提出了一种新型五层夹芯复合材料仪表板的设计结构,其中上、下蒙皮和中心层设计成嵌入式共固化多层阻尼复合材料结构,并在上蒙皮和中心层以及在下蒙皮和中心层之间设计成一定厚度的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料,通过有限元数值模拟对其动力学性能进行研究,并与制作出试件的模态分析实验结果进行对比,表明此种设计结构具有非常高的阻尼和比刚度特性,为轻质精密复合材料仪表板设计理论和制作工艺的进一步研究奠定了坚实的基础。

桥梁转体施工接触面应力分析及优化方法

为了解决桥梁转体施工中大型接触体在高压状态下的接触问题,本文依据接触力学理论,考虑了聚四氟乙烯滑块在接触过程中的受力情况,提出了简化的接触力学模型。针对滑块的现行设计,采用提出的优化方法,并以茂湛铁路跨线桥为例,对其滑块分布进行了优化。相比简化前,简化模型在有限元分析中计算效率提高了近10倍。结果表明:采用优化方法可以节省22%的滑块,本文方法为转体施工的接触界面设计和分析提供了一种有效可行的思路。

多层氧化膜应力腐蚀开裂裂尖的微观力学特性

以氧化膜破裂理论和光电化学法的研究结论为基础,利用有限元分析方法对高温水环境中316不锈钢表面多层氧化膜应力腐蚀开裂(SCC)裂纹尖端微观力学状态进行了分析。结果表明:裂纹尖端区域的高应力应变区主要集中在氧化膜的Fe_3O_4层中;多层氧化膜中不同材料层的交界处均出现应力应变的突变;多层氧化膜中Cr_2O_3层和镍富集层的高应力是促使氧化膜强度减小并发生脆断的主要原因之一。

外载荷下带有界面裂纹的DLC薄膜应力响应研究

用有限元分析的方法,对受法向和切向联合载荷作用下的带界面裂纹类金刚石碳(DLC)膜力学响应进行了模拟研究。分析了薄膜厚度、裂纹长度和裂纹宽度对内部应力的影响。数值模拟结果表明:薄膜厚度对表面和界面处的应力有显著的影响;Mises等效应力的幅值和最大应力的位置对裂纹长度非常敏感,而对裂纹宽度的敏感度低。在一定的范围内(0<t/a<0.1),较厚的DLC薄膜有利于薄膜系统内部应力的改善。模拟结果能够为不同膜系中薄膜基体结合力的评价以及界面失效临界应力的预估提供参考。

高压电缆终端多界面应力锥的优化设计

针对传统方法设计的应力锥无法达到标准要求的特点,提出一种基于有限元计的方法,并通过具体实例建立单、多界面的应力锥模型展开电场强度的计算,从仿真模拟计算和试验数据进行详细比较和分析。结果表明,多界面应力锥的设计方案更符合标准要求,有效地提高了应力锥的技术指标,证明有限元方法在电缆终端应力锥的设计和计算中是切实可行的。

软硬交替多层膜法向压入过程的有限元分析

采用大变形弹塑性有限单元法,对高速钢基体上的软硬交替多层膜在法向压痕作用下的力学行为,进行了模拟和分析.为了研究膜层数和膜厚的影响,对从单层到16层的不同膜层体系进行了计算.通过对诸如膜层的变形、最大应力随膜层数的变化、界面剪应力分布、表面张应力分布等的分析,得出了这些参数的分布及其对膜层体系的摩擦学性能的影响.这些结果可为多层膜的结构优化设计提供定量的依据.