基本载荷作用下橡胶类材料的超弹性力学性能分析

基于有限变形的基本理论,对基本载荷作用下橡胶类材料的超弹性力学性能进行了分析.在高玉臣所提出的橡胶类材料的本构模型的基础上,给出了1种新的不可压缩超弹性应变能函数.引入参数α,当n=1且α=1时,新模型转化为Mooney-Rivlin模型,而当n=1且α=0时,新模型转化为Neo-Hookean模型.利用新的本构关系对橡胶类材料在单轴拉伸以及受内压膨胀2种基本载荷作用下的超弹性力学性能进行了研究,分析了本构参数对单轴拉伸和内压膨胀的影响,指出本构参数n为材料的强化参数,橡胶圆管受内压膨胀时存在失稳现象,其稳定性不仅依赖于本构参数n而且与本构参数α相关.     

橡胶减振支座动态性能仿真分析研究

基于Mooney-Rivlin、Ogden 3阶和Van der Waals三种橡胶超弹材料本构模型,考虑载荷频率、载荷幅值、载荷均值诸因素影响,分别建立风力发电机橡胶减振支座有限元模型,对橡胶减振支座动态性能进行数值模拟。通过橡胶支座动态承载测试实验,分析不同橡胶材料本构模型对橡胶弹性元件仿真精度的影响。橡胶减振支座仿真分析与动态承载实验结果的误差分析显示,压剪变形载荷工况适合选用Van der Waals模型;Mooney-Rivlin模型适合中、小变形载荷工况;Ogden 3阶模型则更适合较大变形载荷工况。为提高橡胶弹性元件有限元仿真精度,应根据所受载荷工况选用合适的橡胶材料本构模型。     

橡胶材料硬化的本构模型与有限元分析

针对橡胶类材料大应变时硬化现象,采用国家GB528标准,在室温下通过单轴拉伸本构实验,建立了基于主伸长的连续介质力学的新本构模型,并确定应变能密度函数中的本构参数,再利用简单剪切实验进行参数验证,表明新本构关系的可行性与有效性.最后将新本构方程加入通用有限元软件,利用非线性有限元对平面应力橡胶板进行了计算.     

基于Mooney-Rivlin本构模型橡胶防尘罩的非线性有限元分析

为揭示橡胶防尘罩的结构参数对其拉压应力的影响,采用ABAQUS软件建立了基于Mooney-Rivlin本构模型的防尘罩有限元模型。根据标准试件轴向拉伸实验数据拟合了本构模型参数C10和C01,完成了防尘罩轴向拉伸和轴向压缩工况的有限元分析,得到了防尘罩的应力应变分布规律。通过对试件和防尘罩制品的拉伸试验验证了有限元计算结果的可信性,为橡胶类零部件的强度性能分析、结构参数优化提供了一种方法。     

橡胶材料硬化的本构模型与有限元分析

针对橡胶类材料大应变时硬化现象,采用国家GB528标准,在室温下通过单轴拉伸本构实验,建立了基于主伸长的连续介质力学的新本构模型,并确定应变能密度函数中的本构参数,再利用简单剪切实验进行参数验证,表明新本构关系的可行性与有效性．最后将新本构方程加入通用有限元软件,利用非线性有限元对平面应力橡胶板进行了计算．     

人造丝增强橡胶纵向冲击拉伸本构关系研究

针对人造丝增强橡胶在中应变率范围内的应用问题,采用一套可用于高速冲击拉伸下大变形测量的激光光栅变形测量系统,通过大量不同冲击速率、不同的纤维布设角度下的人造丝增强橡胶高速冲击拉伸实验,得到了该材料在下同冲击拉伸速率下的应力―应变曲线。并且在理论分析的基础上,建立了该材料在纵向冲击拉伸下的本构方程。结果表明:此研究将为人造丝增强橡胶在工程实际中的合理应用提供一定的理论和实验依据。     

人造丝增强橡胶纵向冲击拉伸本构关系研究

针对人造丝增强橡胶在中应变率范围内的应用问题，采用一套可用于高速冲击拉伸下大变形测量的激光光栅变形测量系统，通过大量不同冲击速率、不同的纤维布设角度下的人造丝增强橡胶高速冲击拉伸实验，得到了该材料在不同冲击拉伸速率下的应力一应变曲线。并且在理论分析的基础上，建立了该材料在纵向冲击拉伸下的本构方程。结果表明：此研究将为人造丝增强橡胶在工程实际中的合理应用提供一定的理论和实验依据。     

隔震橡胶块两种模型的有限元比较分析

在分析了橡胶材料的弹性理论模型与Mooney-Rivlin本构模型的基础上,针对隔震橡胶块变形的特点,利用ANSYS有限元程序分别建立2种理论的有限元模型,探讨了不同的材料理论模型对隔震橡胶块纵向加载时性能特性的模拟。研究结果表明,2种模型在小变形范围内与已有实验结果符合良好,但相比较而言,Mooney-Rivlin模型具有更高精度。     

温热成形对AA5754铝合金静态力学性能的影响

通过高温预拉伸试验和室温拉伸试验分析了温热预变形对AA5754铝合金失效应变、抗拉强度、屈服强度的影响规律。建立了损伤耦合预变形本构模型,以表征不同预应变材料的静态力学性能。以车门防撞梁为例,应用该本构模型分析了热冲压过程中的预变形和厚度变化对其弯曲性能的影响。结果表明:温热预变形会直接降低AA5754铝合金的静态力学性能;300℃下0.7的应变比率使试样的失效应变和抗拉强度分别减少了62%和16%;本文所建立的本构模型可以准确地预测温热成形对AA5754铝合金静态力学性能的影响。     

筋腱连接器球形橡胶轴承刚度仿真与试验

为深入研究橡胶材料及结构参数对球形橡胶轴承刚度性能的影响,采用有限元方法对5种不同材料或结构的球形橡胶轴承进行分析研究,完成了球形橡胶轴承的压缩与摆动试验.对相应橡胶材料进行了材料试验,使用Abaqus/Standard建立橡胶轴承的二维轴对称模型和1/2三维模型,用Neo-Hooke、Mooney-Rivlin和Yeoh超弹性本构模型进行仿真.进行橡胶轴承的压缩与摆动试验,对有限元仿真进行对比验证.试验结果表明:丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶与天然橡胶制造的球形轴承,压缩刚度均会随着压缩位移上升而上升,摆动刚度均会随着摆动角度上升而下降;球形橡胶轴承金属层数量的上升会提高其竖直刚度,但对摆动刚度几乎没有影响; Yeoh本构模型在两种变形情况下均可以很好地拟合试验结果;在变形较小时,用MooneyRivlin本构模型进行仿真也可以得到较为准确的仿真结果;在压缩仿真中,形变较大时,Mooney-Rivlin本构模型无法表现出刚度迅速上升的阶段,因此仿真结果会小于试验结果;使用Neo-Hooke本构模型的仿真结果误差最大,在摆动仿真中完全无法使用.     

管壳式换热器中换热管与管板的活性连接技术

介绍了管壳式换热器中换热管与管板的一种活性连接技术.从预紧比压、填料层厚度,材料性能等方面对该技术进行分析,分别对软填函密封、O型圈密封、V型圈密封等结构进行了耐压实验研究.实验结果表明,预紧比压是决定密封效果的关键因素,填料层的厚度及填料的材料性能对其也有很大的影响.使用本技术的管壳式换热器具有耐压能力强,密封效果好等优点,可在实际生产中推广及应用.     

凝汽器软胶球直径对收球率的影响分析

为了了解胶球直径和收球率的内在联系,对胶球进行受力分析,得到保证胶球顺利通过换热管需要的压力差△P的计算公式,设计了验证实验台,验证了该公式并对其进行了改进.结果表明：要使胶球能顺利通过换热管,保证系统收球率,则必须满足该公式计算得到的最小△P值.     

水润滑橡胶尾轴承鸣音试验研究

为了研究水润滑橡胶尾轴承鸣音产生的机理,在水润滑橡胶尾轴承鸣音台架模拟试验的基础上,结合橡胶尾轴承的摩擦特性,对试验结果进行了初步分析总结,揭示了各因素对水润滑橡胶尾轴承鸣音临界工况的影响规律。结果表明,水润滑橡胶尾轴承鸣音出现与否,主要取决于工作过程中轴承与轴颈的直接接触面积以及摩擦系数-速度曲线负斜率。     

SBR/IIR再生胶共混改性及在汽车内胎应用的研究

探讨SBR/UR再生胶共混,对不同比例再生胶在胶料中的应用进行实验研究,并采用RPA8000橡胶加工分析仪,对共混胶进行不同频率、应变、温度的扫描对比.实验结果显示：掺入20份以下IIR再生胶的共混胶料,其物理性能均可达到国家生产内胎B类标准.胶料成本降低,具有可观经济效益与环保效益.在温度、频率、应变3种因素扫描对比中,所试胶样随着扫描因素的变化,其动态性能的变化趋势基本相同.即随着温度的上升,G’表现出下降趋势,tanσ表现出上升趋势;随着频率的加快,G’呈上升趋势,tanσ呈先上升后下降的趋势;随应变振幅的加大,G’下降,而tanσ呈上升趋势.配方1、2、3胶样均具有较高的G’和较低的tanσ,显示出较好的动态性能.其中配方2显示出最好的动态性能,可作为一种轮胎内胎胶种.     

软管沿程阻力系数的测量方法

本文提出了一种软管沿程阻力系数的测量及计算处理方法,并且应用该方法测量了两段橡胶软管的流动阻力,得出了橡胶软管的沿程阻力系数.此方法可用于各种工程中使用的软管和较小直径硬管沿程阻力系数的确定.     

SPH和FEM耦合法模拟磨料水射流中单磨粒加速过程

针对Eulerian和ALE(arbitrary lagriange eulerian)方法仿真研究磨料水射流喷嘴中磨料粒子加速过程的局限性,提出采用SPH(smoothed particle hydrodynamics)耦合FEM(finite element method)的方法研究后混式磨料水射流喷嘴中低速磨料粒子在高速水射流作用下的流体动力学特性和磨粒加速后撞击靶材的全过程。水用SPH建模,磨料粒子、喷嘴和工件用FEM建模,通过接触算法实现SPH和FEM的耦合以模拟后混式磨料水射流加工的全过程。仿真研究了磨粒和水在喷嘴中各自的速度变化过程;单磨粒在喷嘴中的运动轨迹;不同直径的磨料粒子在不同水压作用下的速度变化过程;不同直径的磨粒在不同直径的混合管中出口速度的变化规律;磨料粒子在工件上的撞击深度。通过与相关实验及理论数据的比较,验证了仿真模型和结果的正确性。     

钢管纤维混凝土短柱轴压承载力计算分析

钢管钢纤维高强混凝土柱是一种新型的结构.普通钢管混凝土短柱的承载力计算公式不能满足钢管钢纤维高强混凝土短柱的需要.在对7根钢管钢纤维高强混凝土短柱和3根钢管高强混凝土短柱试验的基础上,对其承载力进行了理论分析.推导了钢管钢纤维高强混凝土短柱极限承载力的理论计算公式,对其影响因素进行了分析,给出了钢管钢纤维高强混凝土短柱极限承载力的简化计算公式.公式的计算结果与试验结果吻合较好,可供工程设计参考.     

Predicting the Growth of Ash Deposits in Drop Tube FurnaceUsing Dynamic Mesh Technique

沉降炉内积灰增长过程的动网格技术预测

Krzysztof Wac?awiak¹,王辉^2*,杨琦²,秦雪箭²,秦裕琨²

（1.西里西亚工业大学 材料与技术系,卡托维兹,波兰

2.哈尔滨工业大学 能源科学与工程学院,哈尔滨150001）

摘要：

本文介绍了沉降炉燃烧过程中积灰增长的模拟和实验研究。采用现有的灰沉积模型,该模型考虑了灰颗粒撞击瞬间的重力、弹性回弹和粘附力之间的关系。通过实验数据确定了该模型的重要参数。研究了颗粒大小和速度对沉积物几何结构的影响。利用Fluent中的动网格技术,对不同入口速度、管径和管子布置方式下的灰沉积生长进行了模拟。模拟结果表明,由于弹性反弹力项的存在,颗粒法向碰撞速度起着重要作用。沉积几何结构受侧向速度（入口2的速度）的影响,较大的速度对改变沉积形状和延迟稳定时间有明显的影响。

关键词：飞灰;沉积;动网格技术

     

基于Pulse的船舶尾轴承振动监测

针对船舶尾轴承的减振降噪提出了一种基于Pulse的振动测试方案。通过该振动分析平台对实验尾轴台架的振动情况进行了数据采集和分析,利用FFT频谱分析法得出尾轴承在采用橡胶轴承材料时,其低速下由自身特性导致的水平和垂直方向上的振动主要集中在2 kHz以下。     

Rubber curing process simulation based on parabola model

The curing process of rubber fender was investigated. A parabola model was put forward for the first time, which described variation of rubber thermal properties such as heat conduction and specific heat. Based on Kamal and Sourour model, a modified Rafei kinetic model was used to predict the rubber curing kinetics. To compare with experimental data, the fender curing process was simulated by parabola model and linear model respectively. Additionally, the curing craft and structure of the fender were modified and evaluated based on finite element analysis (FEA). As a result, the curing uniformity and efficiency of the fender was highly improved. It was investigated that, the parabola model correlated the rubber thermal behavior more precisely. The numerical prediction was in good agreement with the experimental evaluation.