缺口对悬臂板裂纹扩展和固有频率演变的仿真分析

本文选取不同初始缺口长度的悬臂板为研究对象,对其裂纹扩展和固有频率演变进行数值研究。首先,建立一种基于ABAQUS-FRANC 3D的联合仿真分析方法,其中ABAQUS用于结构的有限元分析,FRANC 3D基于ABAQUS数值结果进行裂纹扩展仿真。其次,评估了初始缺口长度与裂纹扩展行为和固有频率演变的关系。研究表明,悬臂板初始缺口长度越大,固有频率随着裂纹扩展长度的增加衰减速度越快,固有频率变化率随着裂纹扩展长度的增加可分为3个阶段:缓慢增加、匀速增加和快速增加阶段;固有频率变化率与应力强度因子呈对数线性关系,与裂纹扩展速率曲线相似。最后,评估了缺口应力集中系数对悬臂板疲劳寿命的影响,影响规律符合指数函数模型。

缺口对悬臂板裂纹扩展和固有频率演变的仿真分析

选取不同初始缺口长度的悬臂板为研究对象,对其裂纹扩展和固有频率演变进行数值研究。首先,建立一种基于ABAQUS-FRANC 3D的联合仿真分析方法,ABAQUS用于结构的有限元分析,FRANC 3D基于ABAQUS的数值结果进行裂纹扩展仿真。其次,评估了初始缺口长度对裂纹扩展行为与固有频率演变的关系。研究表明,悬臂板初始缺口长度越大,固有频率随裂纹扩展长度的衰减速度越快,且固有频率变化率随着裂纹扩展长度的增加可分为3个阶段:缓慢增加,匀速增加和快速增加;固有频率变化率与应力强度因子呈对数线性关系,与裂纹扩展速率曲线相似。最后,评估了缺口带来的应力集中系数对悬臂板疲劳寿命的影响,发现其对寿命的影响规律符合指数函数模型。

考虑支点摩擦和试样长宽比影响的压实黏土SENB试样的I型断裂参数研究

利用有限元软件ABAQUS对不同长宽比条件下单边切槽梁(SENB)试样I型应力强度因子进行了数值模拟,探讨了支点摩擦作用对试样无量纲应力强度因子Y_(Ⅰ)及无量纲T应力T^(*)的影响规律。结果表明,试件长宽比增大会导致Y_(Ⅰ)和T^(*)的值逐渐增大,摩擦系数增大会导致Y_(Ⅰ)减小;长宽比较小的试样经支点摩擦作用后,T^(*)会减小并使断裂轨迹更加稳定。通过压实黏土I型断裂试验,对比了考虑和不考虑支点摩擦效应的试验结果,验证了数值模拟的准确性。

TC21合金315℃高周疲劳光滑和缺口试样断口分析

开展了TC21研究合金光滑和缺口试样的315℃高周疲劳实验,并对疲劳断口进行详细观察,研究了缺口对TC21合金疲劳寿命的影响。结果表明,光滑和缺口试样的疲劳强度比值随循环寿命降低而降低;光滑试样的失稳疲劳裂纹长度随循环应力升高而降低;瞬断区所承受的断裂应力随循环应力升高而降低;这说明裂纹失稳决定试样的断裂,缺口试样断口有多个裂纹源,以缺口试样名义应力乘以应力集中因子与光滑试样的应力相等作为比较时,缺口试样主裂纹长度大于光滑试样的裂纹长度,缺口试样的裂纹扩展寿命更长。

基于遗传算法的追踪列车节能优化

为了研究追踪列车的节能优化操纵策略,提出了四显示固定闭塞系统下的列车静态速度约束条件和追踪列车动态速度约束条件.在此基础上,建立了以列车操纵手柄级位和工况转换点为控制变量的追踪列车节能优化模型.采用染色体长度可变多目标遗传算法,结合外部惩罚函数对该模型进行了求解,并利用遗传算法中的染色体变长算子对列车操纵手柄变换策略进行了优化.在四显示固定闭塞平台上的仿真结果表明,该方法可在安全、准点的前提下,使追踪列车的能耗下降4.3%,运行时间误差减小1.7%.

基于有限元法的双边切槽根部裂纹应力强度因子研究

以裂纹区域和破坏结构的断裂参数（应力强度因子）作为判断裂纹是否进入失稳状态的主要依据，使用有限元软件ANSYS分别对不同尺寸的圆弧形和角形切槽根部裂纹问题进行分析，确定裂纹尖端应力强度因子的变化特征。分析结果表明：同一裂纹长度，角形切槽的应力强度因子大于圆弧形的，同时角形切槽裂纹尖端应力集中现象比圆弧形更严重；圆弧形切槽尖端的应力强度因子随着裂纹尺寸变化的速度比角形的快；裂纹长度在0～4mm变化时，2种切槽应力强度N子有明显变化；当裂纹长度大于4mm时，2种切槽应力强度因子随着裂纹长度变化的幅度逐渐减小，最终趋于平稳并重合。

有关焊接接头力学性能测试方面若干问题的探讨

针对焊接接头性能测试与焊接工艺评定中常易引起分歧或者相关标准没有明确规定的一些问题,诸如通过横向拉伸试验获得接头的屈服强度与断后伸长率是否合理,拉伸试样平行段长度对试验结果的影响,拉伸/弯曲试样焊缝余高是否去除,热影响区冲击试样缺口位置的规定等,根据自身的工作经验以及大量的文献查阅,对相关标准规定之间的区别进行了阐述,并从理论上进行了分析与讨论。鉴于不同标准对同一测试项目的不同规定易造成试验结果之间的显著差异,建议尽快对统一相关标准的可能性和可行性进行讨论。

中心直裂纹半圆盘试样的石灰岩断裂韧度尺寸效应试验研究

为了考察试样尺寸和预制裂缝长度对岩石断裂韧度测试值的影响,采用4种圆盘半径分别为25.0、37.5、50.0、75.0 mm,预制裂缝长度与圆盘试样半径比值(无量纲裂缝长度)在0.3～0.7范围内的中心直裂纹半圆盘石灰岩试样(NSCB)进行了三点弯曲断裂试验。结果表明:NSCB试样的破坏过程表现出明显的"脆性"破坏特征。与预制裂缝长度相比,试样尺寸对峰值载荷和载荷-位移曲线的形态影响更显著;随着试样尺寸的增加,试样的断裂韧度测试值不断增加,增加幅度随着预制裂缝长度的增加而加剧;当试样尺寸一定时,随着无量纲裂缝长度的增加,断裂韧度测试值有一定程度降低;为减小尺寸效应的影响,建议采用圆盘半径大于37.5 mm,无量纲预制裂缝长度范围在0.4～0.6内的NSCB试样测试岩石的断裂韧度。所得结果为推广NSCB试样国际建议方法及准确测试岩石的断裂韧度提供了一定的参考。

不同预制裂缝方法及长度对岩石三点弯曲试验的影响

为选择岩石三点弯曲试验合适的预制裂缝方法和裂缝长度以获得相对准确可靠的岩石I型断裂韧度KIC,并了解岩石三点弯曲宏观断裂过程和细观断裂特征,采用线切割、锯片切割和水刀切割3种方法预制花岗岩和大理岩三点弯曲梁试样直切槽裂缝,以研究不同预制裂缝方法对岩石KIC的影响,结合场发射扫描电镜比较了不同切割方法岩样的细观断裂特征,试验结果表明线切割方法对岩石KIC测试结果的影响最小。另对含无量纲裂缝长度0.1、0.2、0.3、0.4和0.5的花岗岩及大理岩试样进行试验测得岩石KIC随裂缝长度增加呈先增大后减小的趋势,建议使用a=0.3的裂缝长度进行试验以得到有代表性的岩石KIC值。岩样破坏宏观上经历变形局部化带萌生、局部化带发展、裂纹起裂、最终扩展断裂的过程,声发射过程显示岩样破坏的脆性特征明显,裂缝开口位移与声发射累计曲线趋势一致,可视为试样内部破坏发展过程的宏观表征。

基于有效切口应力方法的薄板焊接接头疲劳评估

由于焊接缺陷和实际焊缝几何形状的影响,薄板焊接结构焊趾处会存在明显的应力奇异效应,运用基于应力场的疲劳评估方法对薄板焊接结构进行疲劳评估时,通常会得到较大的分散带指数,不利于焊接结构的抗疲劳设计.为此文中运用有限单元方法对镁铝合金薄板模型焊趾角平分线上的应力场进行了计算,并引入适当的有效应力在局部切口应力和疲劳强度之间建立对应关系.经讨论疲劳强度在微观尺度上的变化,得到了一个最佳的结构连接处虚拟半径与相较采用传统切口应力法更小的分散带,验证了该方法的有效性.

录像机磁头再生输出的磁极长度依存性

从理论计算和实验两方面论证了录像机磁头的再生输出同磁头磁极长度之间的关系，在通常的单侧磁极长度 1=10～ 15μ m的范围内，它们之间是不存在依存关系的。

粘钢加固梁的钢板粘贴锚固长度

通过缺口试验梁,实现钢板粘贴的拉伸锚固试验。根据试验结果分析,对粘贴锚固区钢板应力与相对滑移分布规律进行了讨论,揭示了钢板粘贴锚固破坏机理,提出了最小钢板粘贴锚固长度的理论模型,并验证了理论分析结果。

离合器毂侧壁滚打成形缺口长度数值模拟实验及神经网络模型预测

针对离合器毂侧壁滚打成形工艺,为解决成形结束后侧壁末端产生缺口的问题,分析了缺口产生的原因,确定了影响因素,并通过控制单因素变量法进行了数值模拟实验,得到了能够产生最小缺口长度的工艺条件。以工艺条件为自变量、缺口长度为因变量,建立了BP神经网络缺口长度预测模型。经检验,缺口长度预测模型的误差为3.2%,证明模型具有可靠性。最后,通过实验验证了缺口数值模拟模型的准确性。模型的建立对于指导离合器毂制造工艺、降低生产成本具有重要的意义。

二维驱动机构的机电一体化谐振问题探讨

谐振是机电一体化的普通现象,致其产生的因素有很多,其中最为常见的是电机与负载之间的力矩传递。谐振的发生不仅会损害本体,还会对安装平台造成不良影响,甚至恶化平台上其他仪器的性能。以二维驱动机构的机电一体化谐振问题为例,通过高频(100kHz)采样伺服电机相电流及角度传感器的信号,分析了电机三相电流和角度传感器的频谱成份,提出采用双反馈控制和notch数字滤波器改变系统的频谱特性,从而消除机械谐振,提高伺服跟踪精度,使之满足工程型号的要求。此方法对解决机电一体化的谐振问题具有重要意义。