弹簧丝横截面上各内力对锥形弹簧刚度的影响

横截面上的内力包括扭矩、弯矩、轴力和剪力。锥形螺旋弹簧刚度的经典表达式由外力所做功等于弹簧丝的扭转变形能获得,但经典表达式未考虑弹簧丝倾斜度与弹簧丝弯曲变形的关系及其对弹簧刚度的影响,也未考虑弹簧径径比（弹簧丝直径d和锥形弹簧圈最大半径R1之比d/R1）与弹簧丝剪切变形的关系及其对弹簧刚度的影响。求解弹簧丝在扭转、弯曲、剪切以及轴力作用下的组合变形能,利用外力功等于弹簧丝的组合变形能,推导出包含弹簧丝倾斜度及弹簧径径比影响的弹簧刚度表达式,该锥形弹簧刚度表达式可退化为圆柱弹簧刚度计算式、可退化为锥形螺旋弹簧的经典表达式。当弹簧丝倾斜度和弹簧径径比较大时,由锥形弹簧刚度经典表达式得到的计算值与有限元仿真结果的误差达7%,而新给出的锥形弹簧刚度表达式计算值与有限元结果的误差在1%之内,新给出的锥形螺旋弹簧刚度表达式对锥形螺旋弹簧的工程设计和应用具有指导意义。     

股线扭角和温度对导线综合系数取值影响的有限元仿真及应用

根据力学理论分析了考虑股线扭角的钢芯铝绞导线综合系数理论计算公式,通过有限元仿真研究了导线运行温度变化对绞线综合系数的影响;同时以某实际工程为例,分析综合系数理论解与有限元仿真解对导线弧垂应力计算误差的影响。研究表明：钢芯铝绞导线的轴向综合热膨胀系数不随温度变化,而综合弹性模量随温度的升高而变大;小截面导线JL/G1A-400/35在小档距400 m和大截面导线AACR/EST-500/227在大档距2 000 m,温度每升高10℃,综合弹性模量约增加2～3 GPa;考虑温度效应下综合系数的不同取值,在最高设计运行温度时,小档距小截面输电线路弧垂应力存在大于5%的计算误差,大档距大截面输电线路弧垂应力计算误差小于1%。     

立方晶粒正交板材弹性与塑性参数的单轴拉伸测量方法

利用引入材料织构系数的正交金属板材弹性张量和塑性屈服函数,建立了用简单拉伸实验测量正交金属板材弹性常数和塑性参数的一般方法。在此基础上,在Zwick Z100电子万能试验机上,采用单轴拉伸实验方法,测量了某金属板材的所有弹塑性参数。实验过程中,对应变场的测量采用了Zwick自带的纵横向电子引伸计和ARAMIS三维光学应变测量系统两种变形测量方法,两种方法得出的结果相近,验证了相关实验数据的可靠性。     

窄基塔单桩十字梁自平衡基础极限承载力试验

提出一种结构简单、整体性能好、施工快捷且经济效益好的新型窄基塔基础——单桩十字梁自平衡基础,在足尺试验及数值模拟的基础上,对新型基础的受力特点和破坏模式进行研究。建立土体-混凝土-钢筋的非线性有限元模型,考虑土体与混凝土的非线性接触,进行模型的加载-卸载分析,并将分析结果与试验结果进行对比; 通过分析得到新型基础的极限承载力,并得到新型基础在荷载作用下的破坏形式、薄弱位置及钢筋应力。结果表明:有限元模型的荷载-位移曲线、主筋轴力变化曲线及十字梁基础的裂缝发展与试验结果吻合较好,荷载-位移曲线基本呈缓变型或直线型,十字梁主筋轴力在上拔侧距十字梁底部0.5 m左右位置出现最大拉应力,在受压侧的十字梁与桩体交界面处存在最大压应力,单桩主筋拉应力的最大值出现在距桩顶大约1.95 m处,压应力最大值出现在距桩顶大约0.94 m处; 十字梁裂缝从十字梁根部下侧开始发展,受拉钢筋屈服,受压区混凝土发生破坏,所得结论为新型基础的设计提供依据。     

金属斜板材弯曲变形与应力的关系

当金属板材的压制方向、横向、板面垂直方向分别与参考坐标系的三个坐标轴xi(i=1,2,3)方向一致时,金属板材为正交材料。人们常采用Hill屈服准则,研究金属正交板材绕x2(或x1)轴作平面弯曲时变形和应力的关系。当正交金属板材绕参考坐标系的x3轴旋转角后,金属板材的压制方向和横向不再与参考坐标系的x1和x2轴重合,正交板材成为斜板材。本文将推导出适用于斜板材的屈服函数,推导出斜板材绕x2轴作平面弯曲时变形和应力的关系,给出弯曲应力场与织构系数的关系,给出弯曲应力场随旋转角变化的关系。     

钨渗铜材料力学弹性性质的实验测量与物理模型计算

钨渗铜材料是一种以钨为基体、铜为夹杂的两相复合金属材料,由于具有优异的力学性能和热、电特性而被广泛应用于军事和民用领域。采用引伸计测量器、应变测量仪、超声波仪分别测量了钨渗铜材料的力学性质,并依据钨渗铜复合材料的结构特点,把钨渗铜材料中的铜和钨分别看成为复合材料的夹杂和基体,利用Voigt模型和Reuss模型分别计算出钨渗铜材料弹性性质的上界值和下界值,利用本征应变自洽法计算钨渗铜材料的弹性性质,理论计算结果与实验结果吻合。     

工程部件弹性材料力学性质的超声波测量

采用RAM—SNAP-5000超声波测量系统和相位比较法测试原理,测量了金属板块的弹性模量和泊松比,并将测量结果与拉伸实验测量的弹性模量和泊松比进行了比较,所得结果基本一致。采用超声波测量技术确定了某型号汽车所有部件的弹性性质,其结果应用于该汽车的动力特性的计算。     

硬橡胶材料的蠕变损伤及其断裂

在轴向拉伸下，硬橡胶材料将产生非线性弹性变形，本文重点讨论了弹性变形后，橡胶材料中发生的蠕变损伤及其断裂，给出了由于长时期连续不断的蠕变损伤，而最终导致橡胶杆断裂所需的时间。     

多向纤维复合板的构造及其理论基础

利用群的表示理论,给出了纤维复合板宏观弹性刚度张量的本构形式,给出了纤维复合板宏观力学性质与基体和纤维力学性质的关系,寻找出各向同性纤维复合板的简单构造方法,其结果将可用于纤维复合板力学性质的设计,达到降低纤维复合板制造成本的目的。通过有限元数值仿真了三向纤维复合板和四向纤维复合板的力学性质,仿真数据与基于Hill平均的纤维复合板宏观弹性刚度张量表达式的计算结果一致。     

波形参数对S型汽车波纹管弯曲刚度的影响

基于汽车行驶载荷分析的结果,应用有限元软件Ansys Workbench建立汽车波纹管有限元分析模型,计算了波纹管的弯曲刚度,与试验结果相吻合。对波纹管弯曲刚度与壁厚、波高、波距等波形参数之间的相关性进行有限元计算,得到波纹管弯曲刚度与波形参数的关系,为汽车波纹管优化设计提供参考依据,具有很大的工程应用价值。