回火对金属橡胶材料疲劳特性影响分析

对回火和未回火圆盘形金属橡胶试件进行了疲劳加载试验。通过割线刚度和等效粘性阻尼系数两个疲劳损伤参数对金属橡胶材料的承载能力和阻尼耗能能力进行了分析。结果表明:回火处理有助于消除金属丝线的应力,稳定试件尺寸,可以在较大程度上提高其承载和耗能能力,并延长其疲劳寿命。     

基于声发射信号能量衰减的混凝土材料损伤检测

混凝土结构受载损伤破裂过程伴随着声发射(AE)现象，其损伤的积累会影响AE信号能量的衰减效应。为进一步探究材料损伤和AE信号能量衰减之间的关联模式，进而利用能量衰减规律对混凝土损伤程度进行量化表征，对钢筋混凝土梁三点弯曲破坏的全过程进行了AE监测，并根据损伤定位结果实时计算了能量衰减系数，通过衰减系数的时程变化确定了混凝土损伤发展的三个阶段，提出了基于AE能量衰减系数的混凝土损伤评估方法。试验结果表明，该方法可实时量化评估混凝土试件的损伤状态，并对试件宏观裂纹出现后承载模式的转变进行预警。     

基于测试频率的损伤定位技术及其数值分析

推导了基于测试频率平方变化比的损伤定位方法,利用有限元方法对一管道结构以刚度折减法进行了损伤模拟和模态分析数值计算。结果表明,结构频率的平方变化比是损伤位置和损伤程度的函数。结构频率是较易测得的结构模态参数,据此作为损伤定位和损伤程度评估的依据简单可靠,具有较高的应用价值。     

轴类大锻件心部压实锻造法的模拟实验与有限元分析

本研究采用简化三维刚塑性有限元法对几种轴类大锻件心部压实锻造法作理论分析,并用铅试件做模拟试验,进行印证。本文介绍了分析方法、对各种锻造方法最佳参数的分析结果以及汽轮机转子锻坯分析示例。研究表明,简化三维刚塑性有限元分析能很好地反映试件变形、载荷等规律,分析结果与模拟实验结果相符;有限元计算出的模拟孔锻合指数η(或孔隙压缩率α)可以用来判断锻合压实效果。研究结果还表明,当采用最佳参数时,WHF 法比 FM 法和 FML 法优越。     

基于失效树理论的结构多位置损伤检测方法

在某一确定荷载作用下,结构不同部位的失效概率是不同的.为此提出了基于失效树理论进行人工神经网络样本采集的方法.在此基础上,采用人工神经网络和遗传算法进行结构动力损伤定位和损伤程度的估计.算例分析表明:基于失效树理论可以有效地减少训练样本的大小,从而有效的进行结构多损伤情况下的损伤检测分析.     

高速撞击的声发射源定位

当高速运行的空间碎片撞击到在轨运行的航天器时,会对结构产生损伤,如果能够判断撞击的位置及产生损伤的严重程度,就可以及时采取相应的措施保证航天器和航天员的安全。通过利用高速弹丸撞击铝板产生的损伤模拟上述撞击,采用声发射检测技术,对撞击事件的定位进行了探索。在试验过程中,采集弹丸高速撞击铝板产生的撞击信号,并对应力波到达各个声发射传感器的时差进行分析,通过二维矩形平面定位算法,对损伤部位进行了初步定位。试验结果表明,声发射在撞击源定位方面具有适用性。     

磁记忆对45号钢回火效果及力学性能的评估

研究了回火温度对45号钢磁记忆信号及其力学性能的影响,记录回火钢拉伸过程的各阶段磁记忆信号表征,建立磁记忆信号与力学性能参数的关系,阐明不同回火试件拉伸过程磁记忆信号变化机理。结果表明,磁记忆作为一种新兴无损检测方法能够快速、有效的评价回火效果,并能对回火钢拉伸过程各阶段的损伤程度进行判断。     

玻璃钢材料损伤的声发射特性

对纤维铺设方向为0°,90°,±45°的玻璃钢试件进行拉伸和弯曲过程中的声发射在线监测试验。结果表明:纤维铺层角度是决定玻璃钢力学特性和损伤规律的主要因素,拉伸、弯曲力与幅度灰色关联度均可达0.861以上,可依据信号的幅值等参数判断试件的不同损伤阶段;试件损伤产生的4种典型声发射信号在波形及频谱上存在明显差别。     

起重机箱形梁结构表面裂纹扩展的声发射特性

采用声发射技术监测带有表面焊接裂纹的箱形梁结构的三点弯曲试验。分析了箱形梁试件受载弯曲过程中裂纹扩展的声发射信号特征,比较了加载过程中不同载荷水平下定位源信号的声发射参数特征。研究发现,表面裂纹扩展的声发射信号为突发型信号,其幅度主要为45～60dB,频率主要分布在100～450kHz。试验结果表明,线定位方法可以对箱形梁试件中的裂纹缺陷进行准确定位。     

基于激光测振仪的薄钢板损伤无损检测方法

基于非接触式激光测振仪的主动兰姆波检测技术,分析了薄钢板损伤的无损检测方法。试验采用单压电片激励,激光测振仪周向阵列接收的检测方式。根据兰姆波在钢板中的传播特性,绘制出相应的频散曲线,确定试验最佳激励参数,进而结合椭圆定位原理和概率成像算法,对激光测振传感器周向阵列采集到的多组信号进行损伤成像。结果表明,该无损检测方法可以有效地检测出损伤,实现损伤的二维成像定位。     

P91钢焊缝蠕变的非线性超声检测

分析了金属材料蠕变过程中的非线性应力-应变关系,指出在蠕变超声检测过程中存在非线性波动现象.讨论了使用脉冲超声实现非线性检测的方法,即利用超声检测信号高频段与低频段的能量之比作为非线性的表征.分析了衰减对非线性检测的影响,并根据频率-衰减关系对非线性参数的计算方法做出了修正.应用该方法对不同蠕变状态的P91钢母材及焊缝热影响区进行了检测.结果表明,非线性参数随蠕变时间的增加呈上升趋势;该方法可以有效区分同一材质的不同蠕变状态,可以作为P91钢焊缝蠕变程度相对性检测的有效方法.     

基于MATLAB GUI的谐波减速器专用柔性深沟球轴承设计及接触分析系统

为缩短轴承设计、分析、计算周期,提高轴承设计效率和精度,将谐波减速器专用柔性球轴承作为研究对象,采用MATLAB GUI软件平台开发谐波减速器专用柔性球轴承设计及参数修正模块、轴承设计参数检测模块、接触应力计算模块和ABAQUS有限元联合分析计算模块。所设计的分析系统使用方便,只需输入轴承主参数,便可完成轴承参数设计、最大接触应力计算、有限元分析,且结果可在系统界面显示或以txt、Excel文件形式输出。介绍谐波减速器专用柔性球轴承设计方法,对已完成设计的轴承参数进行验证及分析,并进行多次工程应用。结果表明：该系统高效可靠。     

基于Taguchi的轮毂套管热挤压工艺优化

热挤压工艺参数对汽车轮毂套管的锻造性能和服役寿命具有重要的影响.首次采用Taguchi理论对EQ153汽车轮毂套管的热挤压工艺进行最优化处理.以不同工艺下的损伤、应变和应力作为目标值,通过灰关联分析和方差分析得到初锻温度、挤压速度和摩擦系数的最佳水平.优化结果良好,对轮毂套管的热挤压具有指导意义.     

基于临界失效能密度判据的热障涂层热震损伤行为研究

目的探索热障涂层系统(TBCs)在热震过程中的损伤行为。方法基于材料能量储存极限,推导了适用于平面复杂应力情形的温度相关性临界失效能密度判据,进而利用该临界失效能密度判据与ABAQUS有限元软件相结合,研究了热生长氧化层(TGO)凸起的热障涂层系统在冷却热震过程中的损伤行为。结果对于TGO层凸起的热障涂层系统,计算了冷却热震过程中陶瓷层(TC)和TGO层的失效能密度分布云图,并根据最大失效能分布情况分析了TBCs在热震过程中各层材料的可能破坏位置,所得结果与实验吻合较好。在对TBCs的冷却热震损伤行为模拟计算中发现,当TC层的强度比较低时,热震会使TC层上表面产生往内部扩展的垂直裂纹;当TC层强度达到某一定值时,首先发生热震破坏的位置由TC层上表面变成了TGO层与粘结层(BC)的界面处,即TBCs的各层破坏顺序发生了变化。结论使用临界失效能密度准则来判断热障涂层在冷却热震过程中的损伤行为,比单纯使用某一方向应力更为准确,并能准确判断损伤起始位置和演化情况,从而更全面地反映热障涂层在热震过程中的损伤破坏行为。     

胶合板拉伸过程中的声发射特征

针对传统的力学试验方法对胶合板破坏过程的表征不足,提出了用声发射检测技术全程监测胶合板拉伸破坏过程。试验表明,材料的损伤破坏具有阶段性,不同阶段的声发射信号特征有明显的区别。研究发现声发射特征参数能够表征材料受载过程中的损伤演化规律和损伤类型,能直观地反映材料的损伤特征。因此,声发射检测技术可作为材料测试、质量评定的有效手段,也是传统力学方法的有益补充。     

传输线模型分析有机涂层厚度对阻抗谱的影响

根据传输线类型的CR电路和结构固定的QR电路之间关系所建立的分析阻抗谱的方法，探讨了有机涂层厚度的不同影响及其应用．CR电路拟合稳定性较高，对于完整涂层，其参数C0随涂层吸水量增加的变化比恒相位角元件参数Y0更有规律，导出参数A1和B1可评价涂层厚度对阻挡性的影响．对于阻挡性不完整的薄涂层，在一定厚度范围内，离散电容Ci随特征频率f^*变化的对数曲线斜率与涂层厚度无关，但与离散电容和电阻的相对增量比有确定的关系，可用于评价金属／涂层界面粘结力的变化，并解释了其原因。     

基于强度型光纤传感技术的复合材料薄板损伤声发射定位法

声发射具有对缺陷起始和扩展探测灵敏的特点,适用于复合材料薄板损伤检测,其中定位方法的研究是关键技术之一。文章结合光纤传感技术,设计并构建了声发射检测系统,实现了复合材料薄板的损伤源定位。基于三角定位原理,进行分布式光纤传感布置,在复合材料薄板上方获取损伤信号。然后将测得的信号依次利用DaubechieslO小波和Gabor小波进行背景去噪和信号峰值提取,从而获得损伤源释放的AO模态兰姆波传播到各个传感器的精确时间。最后由到达时间依据三角损伤定位算法建立非线性方程组,通过计算即可求出损伤源位置。相比其它方法,该方法具有非接触、无需测量对象材料参数的优点,在复合材料薄板损伤检测应用中有重要意义。     

铝板结构主动Lamb波扫查合成损伤成像方法

单激励主动Lamb波板结构损伤时间反转成像方法仅对面向激励器的损伤侧敏感,在实施过程中会存在伪损伤点问题,影响对损伤的正确评估。研究提出扫查合成损伤成像方法,首先通过扫查的方法轮流选择压电元件进行激励,从多个角度实现对损伤的照射,再将扫查得到的信号进行合成成像,实现对损伤的监测。在铝板结构上的试验结果表明,该方法可有效消除监测结果的方向敏感性和伪损伤点,提高损伤成像监测结果的准确性和稳定性。     

基于伺服压力机的AZ31镁合金反挤压成形

为探讨挤压速度模式对AZ31镁合金杯形件反挤压成形的影响,对伺服压力机反挤压成形进行有限元分析与实验,并与普通曲柄压力机和液压机反挤压成形进行比较。有限元分析结果表明,反挤压终了阶段,伺服挤压和液压挤压最大损伤值分别为3.41和3.30,远低于普通挤压的最大损伤值6.08;挤压过程中杯形件最大温差伺服挤压为45℃,而普通挤压和液压挤压分别为127℃和70℃。实验结果表明,在1100kN伺服压力机上,采用伺服挤压模式,可成功获得壁厚为3mm的AZ31镁合金反挤压杯形件,而采用普通挤压模式,在杯形件边缘则出现破裂。实验与有限元分析结果基本吻合。