一种新型蜂窝纸板包边工艺及其制品性能研究

目的 为实现蜂窝纸板包边工序的机械化和自动化, 提出一种新型蜂窝纸板包边工艺, 并对其制品的侧面载荷性能, 即侧面戳穿的承载状况进行研究。方法 提出了包含压溃、 压痕、 上胶、 折边和侧面压紧等5个关键工序的新型包边工艺, 并与现有手工包边工艺生产的蜂窝纸板进行对比实验, 测试和分析了2种包边工艺生产的4种不同厚度蜂窝纸板, 在侧边受集中载荷下戳穿所需的最大载荷。结果 手工包边生产工艺的蜂窝纸板侧面受集中力时, 最大戳穿力只与包边纸的性能有关系, 蜂窝纸板厚度对其没有太大的影响; 新型包边工艺生产的蜂窝纸板在侧面受集中力时, 最大戳穿力与包边纸的性能有关, 同时蜂窝纸板厚度对其也会产生较大影响; 新型包边工艺生产的同种规格蜂窝纸板侧面戳穿所需的最大载荷大于手工包边方式生产。结论 新型包边工艺大大提高了蜂窝纸板的侧面载荷能力, 同时可实现机械化和自动化加工, 极大地提高了蜂窝纸板后道工序的生产效率和产品质量。     

轨道车辆双层窗隔热性能分析

利用CFD软件模拟计算轨道车辆不同空气层厚度的玻璃窗的K值,对其进行隔热性能分析,找出保温性能最佳的空气层厚度。然后进行无窗、单层窗和双层窗对整车保温性能影响的比较。证明双层玻璃窗的保温性能远远高于单层窗的保温性能,且保温性能随空气层厚度的增加先提高后降低,在15mm时达到最优。     

中空玻璃在动荷载作用下的主参数共振分析EI北大核心CSCD

在动荷载作用下,考虑中空玻璃空腔体积改变与空腔内气体压强的关系、玻璃的双模量特性、大挠度变形时玻璃的中面拉力、玻璃的阻尼以及惯性力等因素,利用静力平衡方程、几何变形方程及物理方程,建立了玻璃的动力学方程;运用多尺度法求解玻璃的动力学方程,得到了玻璃的幅频响应方程和相频响应方程;分析了阻尼系数、玻璃的边长、厚度等因素对玻璃振幅的影响,分析结果表明:阻尼系数和玻璃边长对振幅的影响较大,玻璃厚度的影响较小。     

冲击载荷作用下平板玻璃穿孔机理

玻璃作为采光材料、广泛应用于建筑物、车船、家具等，但玻璃是典型的脆性材料，极易破坏。在冲击载荷作用下，玻璃板破坏形式常常与动载荷的作用类型有直接关系，可分为简单破碎、混合破碎和穿孔。本文利用弹击实验在附有PVC复合材料背板的玻璃面板成孔，记录在冲击载荷作用下玻璃面板的穿孔情况，利用Hertz理论，给出了冲击载荷作用下玻璃面板中的应力分布，分析了玻璃破碎锥角的形成机理；给出了在同等实验条件下，不同厚度玻璃／PVC板构成的层合靶板，玻璃面板厚度与破碎锥角的关系。     

复杂载荷下钢带缠绕增强复合管力学特性

为研究海洋油气输送用钢带缠绕增强复合管在复杂载荷下的力学响应特性,考虑非线性接触,建立钢带缠绕增强复合管数值计算模型,研究由内外压、弯曲及拉伸载荷组合作用下钢带缠绕增强复合管的变形及承载性能。结果表明,压差(外压大于内压,≤2 MPa)越大钢带缠绕增强复合管的柔性越高。与纯弯曲相比,拉伸载荷和压差的附加联合作用使钢带缠绕增强复合管柔性降低;与纯拉伸相比,弯曲载荷和压差的附加联合作用则使钢带缠绕增强复合管抗拉承载能力降低。与单一载荷相比,复杂载荷下内、外聚乙烯(PE)管的高应力区位置及内层钢带对称应力分布的路径发生改变。钢带螺旋角度及摩擦系数越大,钢带缠绕增强复合管柔性越低;增大摩擦系数,钢带缠绕增强复合管承载能力提高。组合弯曲载荷下随着钢带螺旋角增大,钢带缠绕增强复合管屈曲时的临界弯矩呈非单调变化,存在极大值。研究结果可为钢带缠绕增强复合管的设计、制造及安全评价提供理论依据。      

考虑动载荷和表面粗糙度的渐开线齿轮摩擦因数的研究

 进行齿面摩擦因数的研究,对于减少摩擦损失、改善系统传动性能等具有重要的意义．建立渐开线圆柱齿轮的非线性时变单自由度动力学模型,求解得到动态啮合力和单对轮齿的受力．结合载荷分担概念和弹流润滑理论,得到考虑表面粗糙度和动态载荷的不同啮合位置处的齿面摩擦因数,并与静态载荷条件的结果进行对比．同时分析转速、表面粗糙度和润滑剂黏度等工作条件对摩擦因数的影响．研究结果表明：动态载荷对油膜厚度、油膜承载比例和摩擦因数均有一定程度的影响．进入啮合段,油膜较薄,油膜承载比例较低.退出啮合段,油膜增厚,油膜承载比例增高.转速对摩擦因数的影响并非单调的,摩擦因数先是随着转速的增大显著减小,而后随着转速的增大而增大．随着表面粗糙度的增大,摩擦因数随之明显增大．在一定的黏度范围内,随着润滑剂黏度的增大,摩擦因数随之明显减小．     

中空玻璃传热系数测定结果的不确定度评定

采用CD-8080型双试样导热系数测定仪按GB/T 22476—2008《中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算及测定》中的防护热板法对某结构为6mm透明普通玻璃+12mm空气层+6mm透明普通玻璃的中空玻璃的稳态传热系数进行了测定,并依据JJF 1059-1999《测量不确定度评定与表示》对试验过程中影响测定结果的各不确定度分量进行了评定。结果表明:该中空玻璃的稳态传热系数为U=（2.8±0.2）W·m^-2·K^-1,包含因子k=2;其中,由标准板标定,确定加热单元计量部分平均热流量引入的不确定度为影响中空玻璃稳态传热系数测定结果准确度的主要因素,由温度测量引入的不确定度其次,由数值修约引入的不确定度最小。     

复合材料帽型加筋板轴压试验及承载能力预测

随着复合材料的广泛使用,复合材料帽型加筋板在飞机结构上的使用也越来越多。为研究复合材料帽型加筋板承受轴向压缩的能力,首先对不同蒙皮半径、蒙皮厚度及长桁间距的复合材料帽型加筋板进行了轴压试验,得到了局部屈曲载荷、破坏载荷与加筋板曲率系数、长桁间距的关系,然后,通过引入曲率修正系数,修正了现有加筋板屈曲载荷的工程估算公式;最后,利用分段处理法结合有效宽度概念改进了加筋板轴压极限承载的工程算法。结果表明:帽型复合材料加筋板局部屈曲载荷及最终破坏载荷与曲率系数正相关;改进的方法能对复合材料加筋板的极限承载进行准确预测。所得结果表明该方法为复合材料加筋板结构设计及载荷估算提供了一种新方法,具有一定的工程应用价值。      

柔性材料对爆炸载荷的缓冲效应研究

建立了柔性材料桙钢复合壳体在爆炸载荷作用下应力波传播问题的完备方程组;使用有限元方法完成 了对复合壳体在爆炸载荷作用下应力波传播规律的系列数值模拟,并着重讨论了不同炸药层和柔性材料层厚度 对柔性材料与钢交界面载荷的影响。     

超薄汽车防护玻璃低温形变性能

本文以无机玻璃(G)为面板材料,聚氨酯(PU)为中间缓冲、粘接材料,聚碳酸酯(PC)为背板材料,采用热压成型法制备出超薄汽车防护玻璃;研究了超薄防护玻璃结构及各结构层厚度对其抗冲击性能、低温形变性能和透光率的影响。研究结果表明:防护玻璃厚度一定时,无机玻璃和PC板的相对厚度(δG/δPC)越小,防护玻璃的抗冲击强度越好,低温形变较大;而相对厚度(δG/δPC)越大,低温形变越小,但抗冲击强度略有降低;复合玻璃的结构对透光率影响较小。其中,结构为"3.1mm钢化玻璃/0.63mmPU(聚氨酯)/1mmPC(聚碳酸酯)"的防护玻璃透光率达94%,抗冲击强度为75±1J,满足国家A级防砸玻璃要求;且其抗低温形变性能较好,当温度为-50℃,沿防护玻璃厚度方向的形变量为8mm,在满足防护标准的同时提高了其在低温环境中的适用性。     

基于响应面法的自冲铆-粘接复合接头强度预测

为建立可快速预测铆接参数对自冲铆-粘接复合接头力学性能影响的模型,基于响应面法对AA5182、AA5052和AL1420三种铝合金板材开展了自冲铆-粘接复合连接工艺实验研究。以板材硬度、胶层厚度及刺穿压强为自变量,失效载荷值和能量吸收值为响应值,建立各因素与优化目标的响应面回归模型,并通过实验验证模型的可靠性。研究结果表明：该回归模型预测结果值与实验结果误差小于10%,即模型显著性较高,可用来预测自冲铆-粘接复合接头的静力学性能。在单因素作用下,失效载荷值受各因素影响顺序为：板材硬度>刺穿压强>胶层厚度,各因素对能量吸收值影响情况为：板材硬度>胶层厚度>刺穿压强。板材硬度对失效载荷值与能量吸收值的影响最为显著,并且随板材硬度的增加,两者皆呈先增加后减小的变化趋势。在交互作用下,板材硬度和胶层厚度对失效载荷值影响最大,刺穿压强与胶层厚度对能量吸收值影响最显著。通过对模型预测结果分析可得：在确保接头质量的情况下,适当增大刺穿压强可有效提高接头能量吸收值。使用粘接剂时,胶层厚度须控制在0.5～0.9 mm才能与其余两因素相互配合,达到最好的铆接效果。     

对转圆柱滚子轴承动态特性分析

针对内外圈对转圆柱滚子轴承内部复杂的运动特性及相互作用力,通过分析轴承径向游隙的影响因素以及考虑滚子与滚道的接触变形和热效应对油膜厚度的影响,利用拟静力学法建立了轴承的分析模型,并采用NewtonRaphson法进行求解;同时,利用该模型对滚子打滑率进行计算,以验证所采用分析方法的正确性和可靠性。然后,进一步探讨了不同工况下对转圆柱滚子轴承内部组件的转速变化规律与接触特性。结果表明：滚子的自转转速、滚子与滚道的接触载荷均随径向载荷的增大而增大;内、外圈转速变化会使受载区滚子与滚道的接触载荷以一定的规律重新分配,且转速对最小油膜厚度的影响较径向载荷更为明显。研究结果可为对转圆柱滚子轴承的结构优化和生热机理分析提供理论依据。     

高冲击载荷作用下平面式电涡流阻尼器特性数值模拟研究

为探究平面式电涡流阻尼器在冲击环境中的应用特点,开展了高冲击载荷作用下平面式电涡流阻尼器响应特性数值模拟研究。基于ANSYS Maxwell电磁学有限元软件建立平面式电涡流阻尼器二维数值仿真模型,分析了永磁体和磁靴结构尺寸、导电层和导磁层厚度以及气隙间距对电磁阻尼力的影响。研究结果表明:平面式电涡流阻尼器能够满足安全制动某型发射高冲击载荷,在高速阶段会出现阻尼削弱现象。当永磁体厚度由10 mm增加到50 mm时,磁阻尼力明显增加,且永磁体厚度为30 mm时其质量利用率将达到最大;有无导磁板对磁阻尼力的影响较大,但导磁板厚度超过2 mm后磁阻尼力趋于饱和;导电板厚度从0增加到0.6 mm时,磁阻尼力成比例增大,但当导体板厚度由0.8 mm增加到2 mm时,高速阶段的磁阻尼削弱现象明显增大;研究结果可以为平面式电涡流阻尼在冲击环境中的进一步应用提供支撑。     

Free convection on a heated vertical plate: The solution for small Prandtl number

The solution of the equations for the free-convection boundary-layer flow on a vertical plate with a prescribed power-law heating is considered for small values of the Prandtl number σ. It is shown that the boundary layer divides up into two regions. There is a thin inner region, of thickness O{ie273-1}, in which, to leading order, the temperature is a constant, but which is not determined from the inner solution. This gives rise to a large temperature on the plate of O{ie273-2}. This inner region drives a flow in a much thicker inviscid outer region, of thickness of O{ie273-3}. At the outer edge of this outer region the ambient conditions are attained, and it is the matching between the two regions which determines the plate temperature.     

玻璃钢约束阻尼复合结构的阻尼特性

以玻璃纤维增强树脂作为约束层主要材料、丁腈橡胶为阻尼层、钢板为基板制备约束阻尼复合结构, 运用动态黏弹谱仪和悬臂梁共振法, 研究温度、约束层刚度和阻尼层结构对约束阻尼复合结构减振效果的影响。结果表明:自由阻尼复合板的最大阻尼范围落在阻尼层的玻璃化转变区;玻璃钢约束层能将复合结构的阻尼拓展至阻尼层的高弹态区域, 增加阻尼层厚度可以提高约束复合板的阻尼性能;提高孔隙率同样有利于约束复合板阻尼性能提升;铝板约束层提升作用尤为显著, 然而在海洋环境、干湿交替等强腐蚀场合中, 铝板极易腐蚀而丧失约束功能, 因此在这类特殊场合下耐腐蚀的玻璃钢具有优势。      

Optimum design method for double-layer thick-walled concrete cylinder with different modulus

The stress state of thick-walled cylinder will be improved when it is composed of multi-layer concrete with different Young’s modulus of elasticity. The optimum design method for double-layer concrete cylinders is discussed in this paper. When the modulus of the inner-layer concrete is less than the outer one, the stress concentration on the cylinder inner surface will be relieved and the maximum tangential stress may be transferred from the inner surface of inner-layer to the inner surface of outer-layer, where is in triaxial stress state. The elastic limit bearing capacity of double-layer concrete cylinder will be improved due to the high compressive strength of concrete in triaxial stress state. Compared with the conditional single-layer thick-walled cylinder, the thickness of the double-layer cylinder can be reduced evidently. On the basis of stress solution of double-layer cylinder and by using the mixed penalty function method, the minimum wall thickness required, the best thickness ratio and the modulus ratio of inner layer to outer layer are calculated for cases in which the external load and uniaxial compressive strength are known already. If the thickness and uniaxial compressive strength is given, the best thickness ratio and modulus ratio of inner layer to outer layer can also be proposed by using the mixed penalty function method.     

Electric properties of an embedded piezoelectric layer

The one-dimensional vibration mode of a piezoelectric layer under different load conditions has been reconsidered. Derived analytical expressions for admittance and impedance at special frequencies are listed. Based on the expressions derived, two applications are proposed involving electrical measurements on a piezoelectric plate. Concerned are first the determination of such plate material parameters which are relevant for its thickness mode of vibration. Difficulties due to spurious vibration modes are avoided in this approach. The second application deals with an alternative determination of acoustic material-impedances otherwise not easily obtainable: a piezoelectric plate is coupled to the material surface by a liquid. The influence of the coupling layer thickness is discussed and a measurement procedure is given by which the detrimental layer thickness effect is minimized.     

Dynamics of the Moving Load Acting on the Hydro-elastic System Consisting of the Elastic Plate,Compressible Viscous Fluid and RigidWall

The subject of the paper is the study of the dynamics of the moving load acting on the hydro-elastic system consisting of the elastic plate, compressible viscous fluid and rigid wall. Under this study the motion of the plate is described by linear elastodynamics, and the motion of the compressible viscous fluid is described by the linearized Navier-Stokes equations. Numerical results are obtained for the case where the material of the plate is steel, but the fluid material is Glycerin. According to these results, corresponding conclusions related to the influence of the problem parameters, such as fluid viscosity, plate thickness, fluid depth, fluid compressibility and initial stresses on the inter-phase normal stress and normal and tangent velocities of the fluid caused by the load which moves with constant velocity, are made. In particular, it is established that the influence of the fluid viscosity of the aforementioned quantities becomes more considerable under lower velocities of the moving load. Moreover, it is established that there exists a critical velocity of the moving load under which a resonance type event takes place.     

荷载裂缝几何形态对管片外排钢筋锈层分布的影响

针对盾构隧道管片在服役期间出现外弧面开裂及外排钢筋锈蚀的问题,利用扩展有限元方法（XFEM）分析了不同荷载作用下拱腰处管片外弧面裂缝的几何形态,并结合达西定律建立了考虑管片裂缝几何特征的水分传输计算模型,在此基础上研究了荷载裂缝对管片外排钢筋锈层分布的影响。研究表明:在外部荷载作用下,拱腰处管片外弧面的裂缝形态近似为等腰三角形,且同等荷载作用下管片边部的裂缝最深;管片外排钢筋的纵向锈层形态类似“人”字形曲线,裂角越大,钢筋的纵向锈蚀范围越宽;管片钢筋在圆周方向的锈层形态类似椭圆形曲线,其不均匀锈蚀系数主要受裂缝深度的影响,裂缝深度每增加20 mm,不均匀锈蚀系数将增大3%~6%。