经典阻尼系统响应求解的分离变换辛解法

阐明经典阻尼系统响应直接辛解法的困难所在,提出一种将经典阻尼系统分离为等价的无阻尼系统,以用辛解法求解经典阻尼系统响应的方法,进一步对无阻尼系统的辛解法进行详细分析.数值算例的结果表明,所提方法有效、可行.     

KK管节点中表面带裂纹应力强度因子的数值分析及参数研究

提出一种适用于包含表面裂纹的KK节点的有限元网格分区产生方法.这种方法是根据计算精度的需要,把整个KK节点结构划分为几个不同的子区域,其中每个子区域由不同类型的单元和网格密度组成.对KK节点中表面裂纹的模拟采用五种单元,即六面体单元、棱柱单元、四分之一结点的棱柱单元、四面体单元和棱锥单元.采用五种不同类型的单元模拟表面裂纹,可以有效避免裂纹附近单元的过度扭曲,保证计算精度.在提出的有限元模型基础上,采用J积分和位移外推插值两种方法计算KK节点中表面裂纹边缘的应力强度因子值.计算结果发现,两种方法得到的结果非常吻合,从而证明这两种方法在计算KK节点中表面裂纹应力强度因子的可行性.最后,通过对70个KK节点模型的分析计算,研究节点的几何参数以及裂纹形状对应力强度因子的影响.     

基于子集抽样的模糊失效概率分析新方法

针对结构失效和安全状态具有模糊性的失效概率分析问题,提出一种基于子集抽样的新方法.所提方法首先将模糊失效域离散为功能函数变化较小的若干子集,然后利用马尔可夫链Monte Carlo法求得各子集上不考虑状态模糊性的随机失效概率,最后利用各子集中功能函数对模糊失效域的隶属度与相应随机失效概率乘积的和,求得模糊失效概率.文中用简单算例和工程算例比较所提方法与Monte Carlo法的效率和精度,结果表明,文中方法在保证计算精度的条件下,具有更高的计算效率.     

尺寸与表面效应及其对微齿轮强度的影响

由于特征尺寸很小,微齿轮具有明显的表面效应和小尺寸效应,而这两种效应对微齿轮强度均有重要影响.简单介绍国内外用LIGA(Lithographie,Galvanoformung,Abformung)、微细电火花等技术和方法制作的典型的微齿轮器件;从塑性应变梯度理论出发,用近年来的一些实验结果说明金属材料在微米尺度具有明显的尺寸效应;分析微构件的表面效应及产生表面效应的分子间作用力;分析尺寸效应和表面效应对微齿轮齿根强度、齿面接触及齿面摩擦的影响.     

影响16Mn热轧钢板延性断裂韧度JIc的因素

初步探讨正火热处理和应变循环加载对16Mn延性断裂韧度JIc的影响.实验结果表明,16Mn热轧钢板正火后延性断裂韧度JIc大约是正火前3倍左右,应变循环加载对钢材的延性断裂韧度JIc的影响是很明显的,钢材单调拉伸0.3%应变后,延性断裂韧度JIc均比未经单调拉伸0.3%应变时降低了11%.控制±0.3%全应变的循环加载500周后,延性断裂韧度JIc比未经单调拉伸0.3%应变时钢的延性断裂韧度JIc提高了15%,产生相反的差异的原因还有待于进一步的研究.     

Z-pin增强陶瓷基复合材料拉伸性能及损伤研究

研究Z-pin横向增强平纹编织陶瓷基复合材料的拉伸件能及损伤.碳纤维平纹编织物和碳纤维Z-pin制备的预制体,通过化学气相渗透(chemical vapor infiltration,CVI)工艺制成Z-pin增强平纹编织陶瓷基复合材料.采用单轴拉伸试验及加一卸载试验研究材料拉伸力学性能参数及破坏机理.结果表明,Z-pin嵌入引起的面内纤维断裂、损伤以及弯曲变形,降低了平纹编织陶瓷基复合材料的抗拉强度;Z-pin增强平纹编织陶瓷基复合材料抗拉应力应变曲线具有非线性特性;卸载再加载过程中损伤基本没有增加,残余应变与卸载应力成二次关系,卸载模量与卸载应力成Boltzmann关系.     

一种和用户数据相关的汽车加速疲劳试验新技术

以某重型载货汽车承载构件的疲劳可靠性为研究对象,提出汽车试验场和用户数据相关的可靠性试验新方法,该方法可以将用户对车辆的实际使用工况与试验场强化试验结合起来,避免试验盲目性.针对用户使用的典型路面和试验场强化路的试验数据,应用雨流计数法获得载荷分布矩阵,根据相关性方程,优化计算出90%用户数据和试验场的累积疲劳损伤及载荷谱.通过对试验数据的相关性分析,得到试验场路面强化系数和用户数据相关的可靠性试验规范.试验结果表明,新规范与现行的试验方法相比,能快速预报车辆承载构件的潜在故障,缩短试验周期,降低试验成本及新产品开发费用.     

使用环境下民机机翼蒙皮对接结构疲劳分析

对民机机翼蒙皮对接结构进行使用环境下的疲劳分析.根据结构典型使用情况,采用细节模拟试件实验室加速腐蚀试验测定细节疲劳额定值(detail fatigue rating,DFR)地面停放腐蚀影响系数和空中腐蚀疲劳影响系数;采用腐蚀条件下的DFR方法对结构进行疲劳分析,得到疲劳裕度.在此过程中建立处理实际结构复杂使用环境的方法及由细节模拟试件试验得到的DFR腐蚀影响系数确定结构使用环境的DFR腐蚀影响系数的方法.采用机翼蒙皮对接部位模拟试件,设计完成指定使用情况所对应的预腐蚀一腐蚀疲劳交替验证试验,试验结果与分析结果基本一致,该使用环境下的疲劳分析方法可行.     

振动板减振降重多目标优化设计研究

减振降重设计是结构设计的重要内容之一,优化设计可在设计阶段通过对模型的定量修改, 获得理想的减振降重效果.基于有限元直接法计算振动板的频率响应,以板局部厚度为设计变量,计算振动速度对板局部板厚度的灵敏度;以振动板各节点振动速度平方和及重量的加权和最小化为目标,建立减小振动板振动速度和重量的多目标优化数学模型,用可行方向法实现优化设计.以两端固支振动板为研究算例,对其在1 Hz～200 Hz的振动速度和重量实现多目标优化;当权重系数相同时,各节点的振动速度都得到降低,降低最大值达0.228 m/s,同时结构重量减小了46.6 N.实例结果表明,优化设计通过对结构重量的重新分布, 可在较宽频段内同时减小结构振动和结构重量.     

面向机械参量集成测试的虚拟仪器

针对传统机械量测试中存在的问题,以DSP为核心,利用虚拟仪器开发软件LabVIEW构建了基于VI技术的虚拟仪器测试系统,包括数据采集、显示、时域分析、频域分析和数据存储等功能.利用虚拟仪器软件控制数据采集卡采集数据,用Star System专业软件进行数据和机械结构模态分析,完成机械测试过程.实验结果表明:该方法使模态分析过程得到了简化,可降低设备成本,为机械工程领域的信号测试与分析提供一种实用手段.