疲劳过程中强度退化与平均应力修正

以试验为基础研究了疲劳载荷引起的材料剩余强度退化现象,引入与剩余强度相关的“二元疲劳失效判据”。根据剩余强度退化规律详细分析了平均应力的作用原理,并推导出复杂载荷下的平均应力修正公式,试验结果表明,用这样的公式修正复杂循环载荷下的平均应力影响比传统方法精度有明显提高。     

在低频振动作用下Q235A钢的拉伸变形行为

利用振动拉伸试验机对Q235A钢在不同频率、不同激振力下进行了振动拉伸试验,研究了频率和激振力对该钢平均载荷和屈服强度的影响。结果表明:与常规拉伸相比,振动拉伸时试验钢的平均载荷和屈服强度均减小,表现出明显的体积效应;随激振力的增大,试验钢的屈服强度和在不同变形阶段的平均载荷均呈线性减小;随频率的减小,试验钢的屈服强度和在不同变形阶段的平均载荷先增大后减小,在90Hz时达到最大。     

一种风电机组的定场址评估优化方法

为了更好地保障实测场址与定场址仿真计算载荷的一致性,对某风场机组的风况环境与载荷进行了测试,并与仿真载荷进行比对.通过对数据的分析研究发现,实际风场的风切变离散度较大,且载荷随风切变的变化并不是线性,即采用平均风切变的仿真载荷并不能表征实际风场的载荷.基于测试数据,提出了一种定场址评估风切变的方法,以保证仿真载荷与实测...     

N80Q钢的低周疲劳特性及寿命预测

在Instron 8862型疲劳试验机上对油井套管用N80Q钢进行完全对称循环载荷(平均应变为0)和非对称循环载荷(平均应变为0.5％和1.0％)下的低周疲劳试验,研究该钢的低周疲劳特性,并讨论了考虑不同因素的低周疲劳寿命模型的预测精度.结果表明:塑性应变能随应变幅的增大呈线性增长趋势,平均应变对塑性应变能几乎无影响;在对称载荷、不同应变幅(0.5％～2.0％)下以及非对称载荷、应变幅大于1.0％下,N80Q钢均无应力松弛行为,而在非对称载荷、应变幅小于1.0％时出现明显的应力松弛行为,且初始平均应力越大,应力松弛行为越明显;考虑最大应力、应力范围、应变范围以及平均应变影响的经验模型的预测精度较高,预测寿命主要分散在1.2倍分散带内.     

随机风作用下高速列车的非定常气动载荷

为研究随机风作用下高速列车的非定常气动载荷,基于COOPER理论和谐波叠加法计算随高速列车移动的点的脉动风,分析车速和平均风速对量纲一功率谱密度的影响。采用计算流体动力学方法数值计算气动载荷系数随侧偏角的变化规律,研究随机风作用下高速列车非定常气动载荷的计算方法,并推导出非定常气动载荷的概率分布特性。通过仿真分析车速为200～400 km/h,平均风速为10～35 m/s时的脉动风和非定常气动载荷发现,量纲一功率谱密度随车速的增加往高频部分移动,平均风速的变化对其影响较小;平均风速对脉动风速的影响大于车速对脉动风速的影响;当考虑侧偏角的变化时,计算得到的非定常气动载荷的波动增大;采用准定常法和改进准定常法计算得到的非定常气动载荷具有随机过程的遍历性,而采用权重函数法及改进权重函数法计算得到的非定常气动载荷不具有随机过程的遍历性。     

机械零件可靠度估算方法

提出随机载荷的纵向分布和横向分布。根据2种分布分析了传统的载荷-强度干涉模型的局限性,指出载荷-强度干涉模型适用于随机载荷作用一次或静态的零件可靠度计算。研究了载荷大小与机械零件平均失效率之间的关系,利用标准载荷计算出随机载荷作用时2种不同分布下的零件可靠度计算模型。基于载荷纵向分布的可靠性模型需要大量的载荷-时间历程样本。当获得的样本数较少时,可以使用基于载荷横向分布的可靠性模型。最后,通过实例证明了提出模型的可用性和合理性,以及区分随机载荷概率密度函数属于何种分布在计算零件可靠度时的重要性。     

基于分形接触理论的机械密封泄漏率与膜厚预测*

针对机械密封运转过程中平均膜厚的变化规律,采用重构分形接触模型表征端面形貌,结合机械密封泄漏率预测模型,建立了平均膜厚预测模型。使用Mathematica软件对给定工况下机械密封的泄漏率和平均膜厚进行理论计算,分析不同参数条件下泄漏率和平均膜厚的变化趋势。研究表明：当分形维数较小时,尺度系数减小、材料系数增大和端面比载荷增大均可使平均膜厚减小,但材料系数变化对平均膜厚数值的影响幅度较小,而尺度系数和材料系数减小、端面比载荷增大可导致泄漏率降低;当分形维数大于1.69时,机械密封端面比载荷和材料性能参数对泄漏率和平均膜厚的影响可忽略不计。     

电梯125%额定载荷制动性能的无载荷定量检测

制动器是确保电梯安全运行的关键部件,而有载下行制动试验是评估电梯制动能力的重要手段。文中提出了电梯有载制动减速度的无载荷计算模型和平均制动减速度合理区间范围。基于旋转编码技术开发了电梯125%额定载荷制动性能检测装置硬件和上位机操作软件。利用开发的装置通过3组空载制动试验对某额定速度为2 m/s的曳引驱动货梯有载制动性能进行了无载荷检测。结果表明,无载荷检测法测得的125%额定载荷平均制动减速度为1.15 m/s²,接近于砝码试验测试结果1.23 m/s²,制动减速度不处于合理区间范围。无载荷检测法可实现电梯有载制动性能的高效快速检测。     

Ni-Mo-P-Si3N4化学镀层的摩擦磨损性能研究

Q215碳素钢表面上制备一层Ni-Mo-P-Si3N4复合镀层,在MS-T3000摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损试验,记录平均摩擦系数,测试磨痕宽度,计算磨损率,研究该化学镀层的摩擦磨损性能。分析结果表明:载荷不变时,平均摩擦系数和磨损率均随滑动速度的增大而增大;滑动速度不变时,平均摩擦系数和磨损率均随载荷的增大而增大;载荷和滑动速度不变时,平均摩擦系数和磨损率随镀层中Si3N4的体积分数先增大后减小。     

邻苯二甲酸酯类润滑基础油摩擦学性能

在UMT-2型微摩擦试验机上分别测定邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二正戊酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯在5~98 N载荷下的摩擦学性能。实验结果表明：在不同的载荷下,随着试验时间的延长,6种酯的摩擦因数都呈现下降趋势;邻苯二甲酸二异癸酯平均摩擦因数在各载荷下都最小,但是在低载荷下（5 N左右）波动较大;同一载荷下,直链酯的平均摩擦因数随着碳链长度的增加而降低,支链酯的平均摩擦因数变化无明显规律;同种酯的磨斑直径随载荷的升高而增加;同一载荷下,不同碳链长度的酯的磨斑直径变化没有明显的变化规律,醇碳链的延长并不能有效地控制磨损。     

连续采煤机截齿随机载荷的数学模型

截齿的载荷是确定连续采煤机截割工况和研究其截割性能的依据,根据对连续采煤机截割滚筒结构特殊性和工作条件复杂性的分析,通过假设单个截齿平均载荷与随机载荷的关系、截齿的受力分布类型以及硬质包裹体的接触概率,利用叠加原理,建立了在复杂煤层截割时,连续采煤机上处于截割断面不同位置的截齿的随机载荷的数学模型.     

Elastic–plastic response of unpressurised pipes subjected to axially-long radial indentation

Elastic–plastic force-deflection analysis of unpressurised pipes with long axial indentations are carried out. Solutions from an analytical method are compared to the corresponding finite element solutions and experimental test results. The analytical method is based on a simple energy-based approach developed to predict the initial gradients of the force-deflection curves and the limit loads of the indented rings using linear beam bending theory and upper bound theories. A comprehensive finite element study of indented unpressurised pipes is performed to study their sensitivities to the elastic–plastic responses. The finite element analysis covers six different materials, four different geometries and two different boundary conditions, and is compared with the corresponding analytical solutions. The results presented in this paper indicate that by using the analytical solutions for limit loads incorporating a representative flow stress as the average value of the yield stress and ultimate tensile stress, it is possible to obtain reasonably accurate predictions for the peak loads.     

The study of structural system dynamic problems by recursive estimation method

This paper presents the recursion-relation algorithm to determine the input forces of beam structures and the individual node displacement. The system state equations of the beam structures are based on the average acceleration method, and a dynamic beam matrix equation is constructed by using the finite element method. Implementation of this method involves handling various systems' parameters such as the measurement noise, the modeling error, and the external disturbance. The Kalman filter is used to predict the applied forces and adjusted at each time step according to the measured dynamic response data of structures. The estimator employs a recursive least-squares algorithm to compute the magnitudes of the impulsive loads. The accuracy of the present method is demonstrated by the numerical simulations for loads applied along the axis of a beam on different time frames.     

基于关键时间点的能量等效静态载荷法及结构动态响应优化

基于位移的等效静态载荷法是目前解决动态约束处理困难、计算收敛性差的结构动态响应优化问题的有效途径,针对位移等效静态载荷法的优化结果不准确、工程实用性差等不足,提出一种基于能量等效的动态载荷静态转化方法。该方法通过结构在动、静态载荷作用下能量变化关系推导,分析能量等效的基本原理,在载荷等效转化时刻识别基础上,进一步构建了基于能量等效理论的动态载荷等效静态转化的优化模型,最后应用全局优化算法求解找到了等效静态载荷,并以文献经典算例——124杆桁架结构为例验证方法的有效性和准确性;将理论研究成果应用于发动机活塞的动态优化设计中,验证了方法的工程实用性,同时为基于等效静态载荷法的结构动态响应优化设计提供了一种新的思想。     

Coupled modification of natural frequencies and buckling loads of composite cylindrical panels

This paper proposes a new method for performing predefined simultaneous modification of natural frequencies and buckling loads of composite cylindrical panels. The method is based on the fact that both natural frequencies and buckling loads are eigenvalues of an algebraic system of simultaneous equations. First- and second-order derivatives of these eigenvalues are calculated and the first two terms in Taylor expansion are used for developing a modification procedure that is defined as an inverse eigenvalue problem. A four-layered composite cylindrical panel with an arbitrary angle-ply stacking sequence is considered as a case study and several simultaneous modifications for natural frequencies and buckling loads are carried out. It is shown that the proposed method can perform the predefined modification with an acceptable accuracy even for large perturbations in objective functions.     

表面修饰Bi纳米微粒的制备及摩擦学性能

为研究低熔点金属纳米微粒作为润滑油抗磨添加剂的摩擦学性能,采用原位表面修饰液相化学还原的方法,制备了硬脂酸修饰B i纳米微粒,通过XRD,TEM,FT-IR等分析手段对其形貌和结构进行了表征,在四球摩擦磨损试验机上考察了所制备表面修饰B i纳米微粒添加在液体石蜡中的减摩抗磨性能。结果表明,所合成的纳米微粒具有斜方晶型B i的晶体结构,平均粒径10~20 nm,分散好,颗粒之间无团聚现象,有机修饰层的存在防止了B i纳米微粒的氧化。硬脂酸修饰B i纳米微粒在中低负荷下作为润滑油添加剂具有良好的减摩性能和较好的抗磨性。     

由正交异性板的响应识别移动荷载

建立移动荷载引起的正交异性板动力响应的计算公式,当移动荷载为常荷载时,板的响应可精确解得。在此分析基础上导出板上多个移动荷载与板的多点响应或单点多时刻响应的关系,由最小的二乘法识别移动荷载。通过算例讨论了响应的测试误差对识别结果的影响。     

飞机非对称着陆和滑跑载荷分析

研究了飞机非对称着陆和滑跑载荷的分析方法。通过给定飞机初始滚转角,建立 飞机非对称着陆过程中全机动载荷分析模型;按照ＧＪＢ规定的１－ｃｏｓ跑道情况,完 成某飞机滑行过程的动载荷分析。计算结果表明,飞机非对称着陆和滑跑载荷分析 能够合理地模拟飞机真实着陆和滑跑过程中受载情况。     

Buckling of shallow spherical shells including the effects of transverse shear deformation

The large deflection equation of a shallow spherical shell under uniformly distributed transverse loads is established in this paper with consideration of effects of transverse shear deformation on flexural deformation. Using an updated iteration method, an analytical solution for nonlinear stability of a shallow spherical shell is obtained. Formulae for estimating the critical buckling loads are presented for two types of boundary conditions. Discussions on the influences of the geometric and physical parameters on the critical buckling loads are given.     

煤层气井有杆泵排采设备悬点载荷变化规律

煤层气井悬点载荷是标志排采设备工作能力的重要参数。基于有杆泵设备运动特性分析,建立计算悬点各载荷的数学模型和动力示功图,并通过现场实例验证,给出悬点载荷的变化规律和杆管变形情况。结果表明,煤层气井悬点载荷的计算需要考虑振动载荷和摩擦力的影响;抽排初期的强排水使悬点载荷变化幅值加大,稳定生产后,其变化较小;煤层气井动载荷和摩擦载荷所占的比例较大,分别达到15%和5%,这就加大悬点载荷的变化幅度与不平衡性,开采中,静载荷所占比例逐渐增大,而动载荷所占比例迅速减小,稳定生产时仅为2.5%,此时摩擦力的比例稳定在3.7%左右;另外,排采设备的杆管总变形量较小,仅占冲程的10%左右,其中静变形量占较大比例,而惯性载荷引起动变形量较小,后期可忽略。该算法首次较为准确地计算出煤层气井有杆泵悬点载荷并用动力示功图直观表达,为排采设备的设计和选型提供了合理依据。