泡沫金属子弹撞击载荷下多孔金属夹芯板的动态响应

应用泡沫金属子弹撞击加载的方式研究了固支多孔金属夹芯板的塑性动力响应。讨论了多孔金属夹芯板在冲击载荷作用下的破坏模式。结果表明夹芯板的破坏主要表现在前面板的压痕与侵彻失效,芯层压缩和芯层剪切破坏。基于实验研究,应用LS-DYNA 3D非线性动力学有限元分析软件对夹芯板动力响应进行了有限元分析。数值研究结果与实验结果吻合较好。考察了加载冲量、面板厚度、芯层厚度及相对密度对多孔金属夹芯板抗撞击性能的影响。夹芯板的结构响应对其结构配置比较敏感,增加面板厚度或芯层厚度能够明显地减小后面板的挠度,提高夹芯板的抗撞击能力。研究结果对多孔金属夹芯板的优化设计具有一定得参考价值。     

基于位移激励法车轮扁疤引起的轮轨动态响应有限元分析

基于三维轮轨滚动接触有限元模型,通过将车轮扁疤缺陷的几何不平顺转换为轮轨接触界面的位移不平顺,采用显式有限元分析方法模拟了多种扁疤工况下(单个新/旧扁疤、单轮多个扁疤、同轴异轮双扁疤)的轮轨动态响应。仿真结果表明:给定速度和扁疤长度工况下,新扁疤引起的最大垂向轮轨接触力均大于旧扁疤情形,且随着扁疤长度的增大其幅值相差越大;每种扁疤长度工况下,单轮多个扁疤引起的最大垂向轮轨接触力均低于单个扁疤的情形;每种速度工况下,同轴异轮双扁疤产生的最大轮轨垂向接触力均大于同侧车轮单个扁疤的情形。研究结果可为高速轮轨服役安全及镟修策略制定提供一定的技术支持。     

泡沫铝合金动态弹塑性本构关系的研究(英文)

提出一个多参数的非线性弹塑性唯象本构模型,该模型能够全面地描述泡沫铝合金的典型三阶段变形特征,即线弹性阶段、应力平台阶段和密实化阶段。考虑到密度(相对密度)是泡沫铝这类多孔材料性能表征的最重要参数,在对泡沫铝合金进行各种应变率下的单向压缩实验基础上,确定模型中的参数与相对密度的函数表达式,从而,该模型能系统地描述相对密度、应变率效应对其动态力学行为的影响。模型预测结果和实验结果的对比验证了该模型的可靠性。研究结果可为吸能缓冲及防护结构的优化设计提供技术参考。     

开孔泡沫金属热传导性能的理论研究与数值模拟

基于Ashby的规则正立方体单胞模型,研究了轻质泡沫金属材料的拓扑构型(孔隙率和孔径大小)对其热传导性能的影响。利用最小热阻法推导了开孔泡沫金属气固两相的等效热传导系数的表达式,并首次采用简化的积分方法,得到了等效热传导系数的近似解析解。应用ABAQUS有限元分析软件模拟了开孔泡沫金属横断面的热流密度分布和稳态热传导Fourier定律,分析了不同孔隙率和孔径大小开孔泡沫材料的热传导性能。结果表明,多孔泡沫金属的热传导系数随着孔隙率的增大而线性减小,且当孔隙率保持恒定时,热传导系数与孔径的大小无关。理论分析和数值模拟结果吻合较好。研究结果对多孔金属的工程应用具有重要的参考价值。     

考虑轮轨材料等效疲劳损伤车轮扁疤引起的轮轨冲击力学响应

车轮扁疤是车轮踏面缺陷常见形式之一,会产生较大的轮轨冲击,影响列车运行的平稳性和安全性.该研究建立了三维轮轨滚动接触有限元模型,采用显式有限元法研究了车轮扁疤引起的轮轨冲击力学响应,描述了车轮扁疤冲击钢轨整个过程中轮轨接触状态的变化,着重分析了轮轨材料疲劳损伤与应变率效应对轮轨冲击响应的影响,并讨论了列车速度、扁疤长度...     

HXD2机车动力轮对的集成有限元模型

零部件应力的准确计算,是正确研究铁路轮对可靠性的基础。考虑多重过盈装配和轮轨、轴承滚动接触的物理关系,提出了HXD2机车轮对的集成有限元计算方法。考虑零部件几何、多重过盈配合和滚动接触的应力梯度效应,进行轮对网格划分与细节处理。克服以轴承微观接触求解步长无法在有效时间内实现轮对有限元计算的难题,提出整体、局部两步计算策略。整体计算,将轴承按等效刚度处理为内部无接触模型的虚拟轴承,有限元计算在无微观接触模型下完成。局部计算,把包含轴承及相关装配关系的轮对部分从整体模型中截取下来作为计算对象,轴承恢复物理微观接触模型,以整体计算时在截面留下的应变作为约束。算例说明集成模型可计算轮对中复杂接触物理等约束关系影响下零部件的应力及分布。