承受轴压载荷的加筋板的准静态分析

准静态分析是一种通过限制加载速率,使动力学因素在结果中的影响控制在可接受的范围内的动力学分析方法。为了求解承受轴压载荷的加筋板的稳定性问题,利用施加位移载荷的准静态动力学分析方法,得到加筋板的极限破坏载荷。通过与静态分析对比,表明准静态分析方法能够准确、高效地解决轴压稳定性问题。从而显示动力学分析方法在静力学问题中的应用价值,为求解静力分析问题提供另一种思路。     

湿热环境对复合材料加筋板压缩性能的影响

使纤维增强树脂基复合材料加筋板在70℃、水浴条件下达到吸湿平衡,然后对普通加筋板和吸湿平衡后加筋板进行压缩试验,研究了湿热环境对复合材料屈曲形式、屈曲载荷、破坏载荷和承载能力的影响。结果表明:两种加筋板的破坏形式均主要表现为筋条的脱胶、断裂和蒙皮的撕裂,吸湿后的加筋板仍存在后屈曲过程,但其屈曲载荷下降了8.4%,破坏载荷下降了19.2%。     

复合材料加筋板在剪切载荷下的屈曲特性研究

通过对复合材料薄壁加筋板结构进行剪切载荷下的屈曲试验研究,得到结构的屈曲模态、屈曲失稳载荷以及破坏形式,并通过有限元方法对结构的屈曲进行数值分析,分析得到的复合材料薄壁加筋板结构的屈曲模态和试验结果一致,屈曲载荷与试验结果吻合较好.试验还发现复合材料薄壁加筋板结构有较高的后屈曲承载能力,后屈曲过程中由于桁条脱胶会造成屈曲模态的变化.还分析了筋条的连续性对屈曲载荷的影响.     

冲击载荷下加筋板的结构分析及优化选择

研究冲击载荷作用下加筋板架的动态响应对于深入理解相关摇摆台的耐撞性设计具有重要的指导意义。应用数值仿真的方法对4种典型加筋板架进行分析计算,得到不同加筋情形下板架的动态响应特征,并从变形趋势、应力、应变三个方面进行对比分析,进而选择出了较好的方案。     

湿热环境下复合材料加筋壁板压缩屈曲与后屈曲行为的有限元模拟

制备了CCF300碳纤维/BA9916-II环氧树脂复合材料加筋壁板,研究了该加筋壁板在干态和湿热状态下的压缩行为;建立加筋壁板有限元模型,使用经验公式对湿热环境下的材料参数进行修正,通过模拟分析了不同状态加筋壁板的压缩屈曲与后屈曲行为,并进行了试验验证。结果表明：加筋壁板在干态与吸湿状态下均有较强的后屈曲承载能力;湿热环境会对加筋壁板稳定性与承载能力造成较大负面影响,随吸湿时间延长,其屈曲及破坏载荷均呈先快后慢的下降趋势;模拟得到干态加筋壁板的屈曲载荷和破坏载荷与试验结果的相对误差分别为3.1%和5.2%,吸湿饱和态下的相对误差分别为5.6%和6.9%,误差较小,证明了所采用模拟方法的准确性和所建立有限元模型的合理性。     

考虑均布侧压载荷的复合材料格栅加筋圆柱壳

本文基于特征值屈曲分析与多岛遗传优化方法,对均布侧压载荷作用下的复合材料格栅加筋圆柱壳的轴压承载性能进行优化设计。先对不考虑均布侧压载荷的复合材料格栅加筋圆柱壳轴压承载性能进行优化设计,得到结构最大轴压承载性能与质量设计空间之间的关系,然后再设计一系列不同大小的均布侧压载荷,包括内压及外压载荷,预先施加于复合材料格栅加筋圆柱壳,继而对其轴压承载性能进行优化设计,对比分析最大轴压承载性能与侧压载荷的关系,最后得出复杂载荷下复合材料格栅加筋圆柱壳的优化设计思路,为航空航天等领域中的相关优化设计提供参考。     

加螺旋筋的薄壁圆筒轴压屈曲分析及优化

管道外壁加螺旋筋是提高管材结构强度,节约材料用量,减轻管材整体重量的主要方法。利用ansys workbench软件模拟该螺旋筋焊管在受到轴向载荷作用时的屈曲变形,分析各参数对管壳稳定性的影响,对各参数进行优化。结果表明,螺旋筋的螺距和壁厚是影响稳定性的主要参数,对一个模型的螺距、壁厚和临界失稳载荷三者的参数进行优化,得出螺距和壁厚的最佳组合。     

边界条件对薄壁加筋板压缩稳定性能的影响

应用非线性有限元方法对加筋板的压缩稳定性进行建模数值计算,通过定义加筋板有限元模型中四边节点的约束条件模拟压缩稳定性试验中承载端简支、固支边界条件以及常用的刀口支持、螺栓顶压、夹板夹持等侧边支持夹具,根据有限元计算结果分析承载端和侧边边界条件对加筋板压缩稳定性能的影响。计算结果表明,当承载端边界约束条件为固支时,结构的屈曲载荷与承载能力均比承载端简支时有一定的增加;当承载端简支时,结构的屈曲形式与破坏失效形式随侧边边界约束条件的不同而不同,相比于侧边自由的情况,侧边施加约束可以增加结构的屈曲载荷与承载能力;当承载端固支时,不同侧边边界约束条件下结构的屈曲形式与屈曲载荷基本相同,相比于侧边自由的情况,侧边施加约束可以增加结构的承载能力。     

机械载荷作用下梯度多孔材料圆板非线性力学行为的研究

基于一阶剪切变形圆板理论,应用最小势能原理,推导了梯度多孔材料圆板在径向载荷与横向载荷共同作用时的控制微分方程及边界条件,并将其退化为经典板理论下的结果.利用打靶法求解圆板非线性力学行为的数值解,并根据结果分析了梯度多孔材料的性质、机械载荷及边界条件等因素对圆板非线性力学行为的影响.     

湿热环境对纤维增强树脂基复合材料加筋板剪切性能的影响

对纤维增强树脂基复合材料加筋板进行湿热试验,使其在70℃、水浴条件下达到吸湿平衡;分别对普通加筋板和吸湿后加筋板进行了剪切试验,研究了湿热环境对复合材料加筋板剪切性能的影响。结果表明:试验过程中,两种加筋板均未出现明显的屈曲现象,其破坏形式主要表现为试样的四角破损、蒙皮开裂、变形等;湿热环境对试样的剪切破坏载荷有着显著的影响,吸湿后复合材料加筋板的破坏载荷下降了9.9%。     

整体加筋壁板轴压承载能力计算方法研究

准确计算整体加筋壁板轴压承载能力是机翼壁板设计分析中的关键因素,对飞机机翼结构效率的提高和重量控制至关重要。因此必须研究掌握更为精确的整体加筋壁板轴压承载能力计算方法。在提出加筋壁板弯曲承载能力等效法的基础上,结合壁板轴压试验研究了三种蒙皮有效宽度计算方法的准确度,同时比较喷丸与未喷丸的壁板单元压损试验结果,引入了喷丸处理对整体加筋壁板压缩强度的影响量,从而建立了更加完善准确、实用的工程计算方法。     

铝合金薄壁方管轴向冲击变形及断裂行为研究

对6016铝合金进行单向拉伸试验,分析不同应变速率对铝合金力学性能的影响,建立了6016铝合金Johnson-Cook本构模型及其断裂应变模型,并对铝合金薄壁方管轴向冲击载荷下的吸能特性进行分析,研究铝合金方管的壁厚、长度和冲击速度对其吸能特性的综合影响。结果表明,铝合金流动应力对应变率敏感性较低,但断裂应变对应变率具有一定的敏感性。在轴向冲击载荷下,铝合金薄壁方管出现渐进屈曲变形,具有较好的吸能特性。但随着厚度、长度和冲击速度的增加,铝合金方管容易出现混合变形模式,吸能特性有所降低。     

电磁发射装置轨道及壁板的物性参数选择对其力学性能的影响

通过将方口径电磁轨道发射装置的发射轨道和壁板简化为有限长双层弹性基础梁,结合双层梁的力学平衡方程和"广义克雷洛夫函数",导出了轨道(上梁)及壁板(下梁)在电磁力和电枢对轨道接触力的作用下的挠度解析表达式。结合算例,讨论了在工作状态下,轨道和壁板的材料性能参数、几何参数等,对其变形和应力状态带来的影响。研究结果可供方口径电磁轨道发射装置的参数选择、优化设计及动力分析打下基础,且可供航空、航天、船舶工程、土木工程中的相关设计计算参考。     

典型机翼整体壁板止裂特性分析及优化设计

通过断裂力学的方法,应用大型有限元软件,分析典型加筋机翼整体壁板几何参数对止裂特性的影响.对各种参数下多筋条铝合金整体加筋壁板,裂纹从断裂筋条下向两侧均匀扩展的开裂模式,进行剩余强度的计算.采用遗传算法对典型加筋整体壁板参数进行优化设计,该计算与设计是根据中心加强件断裂的蒙皮双跨裂纹最大损伤范围的建议进行的.其能找出满足裂纹处在双跨筋条间距以内被有效止裂的条件下,使结构重量最轻的参数,为保证剩余强度下进行结构减重设计提供参考.     

含纵向裂纹机身壁板损伤容限性能试验与分析

对民用飞机含纵向裂纹机身加筋壁板在增压和轴向拉伸联合载荷作用下进行损伤容限试验和数值仿真分析。通过试验深入研究了机身壁板的裂纹扩展规律和剩余强度特性,借助Ansys有限元软件计算了不同裂纹长度下的应力强度因子,对裂纹扩展寿命进行了预测,基于线弹性断裂力学给出了剩余强度特征曲线,并进行了试验结果和计算分析的对比。研究结果表明:数值分析与试验结果吻合良好,可为机身壁板损伤容限设计及评定提供依据。     

齿轮点蚀破坏过程的力学分析

本文利用裂纹面的边界条件建立奇异积分方程,通过解奇异积分方程求得裂纹尖端的应力强度因子,并运用裂纹扩展理论对疲劳裂纹的扩展方向进行了分析。结果表明齿面垂直裂纹将沿与齿面约20°角且与齿面摩擦力相反的方向扩展,而分叉裂纹将沿与斜裂纹段约60°的方向向齿面扩展。     

双相钛合金表面等离子渗铬强化层疲劳行为研究

为改善钛合金的耐磨性,使用真空辉光等离子体表面合金化技术,对双相钛合金TC4样品进行了等离子体铬化处理.通过纳米压痕对试样的局部硬度和模量进行了测定,并在给定载荷下利用旋转弯曲疲劳机对试样的疲劳性能进行评估.结果 表明:850 ℃下渗铬处理5h后获得的铬合金层由四个子层组成,即Cr沉积层,TiCr2层,Ti4 Cr层和...     

覆盖件拉深过程中的力学特征分析

用上限法分析了覆盖件在拉深过程中的力学特征。这一特征就是,在覆盖件的拉深过程中,由于板坯的凸缘面上的应力及应变速率的分布必须连续,从而导致圆角区域的大量质点流入了直边区域中。于是,在板坯的凸缘面上,在圆角区域与直边区域之间,形成了一个流动阻力为极大的过渡区域。减小该区域上的流动阻力,是提高板料成形性能的技术关键。