基于响应面模型的胶接接头拉剪强度影响因素分析

通过建立胶接接头拉剪强度的有限元模型,预测接头拉剪过程中的胶层内部最大应力,基于胶层和钢板的材料特性、几何因素与胶层内部最大应力的响应面模型,分析了不同因素对胶接接头强度的影响规律.结果表明:胶层内部最大应力与钢板厚度呈负相关关系;胶层厚度和钢板屈服强度均存在使胶层内部应力最小的临界值;胶层内部最大应力与胶层屈服强度呈负相关线性关系,其斜率受到胶层厚度及钢板的厚度和屈服强度的共同影响.     

伸缩鸭舵式修正迫弹螺杆传动机构工况研究

为研究伸缩鸭舵式修正迫弹执行机构工况,建立了执行机构在伸展过程中的时间模型和动力学模型,探讨了机构的连杆长度和起始位置角对伸展响应时间和电机输出扭矩的影响.计算结果表明:电机转速为3 000r/min时,螺杆传动机构的伸展响应时间小于25 ms且满足工程要求;鸭舵受到最大空气动力为30 N时,执行机构能够控制鸭舵自由伸缩,所需电机扭矩小于0.5 N·m;连杆长度和起始角度越大,电机输出扭矩越小且变化趋于平稳.      

基于泥层高度的耙架扭矩力学模型及机理分析

通过进行不同泥层高度下的连续动态浓密实验,得到压密区尾砂浆的质量分数和屈服应力的变化规律;借助屈服应力与泥层高度的回归关系,并对浓密机耙架进行力学分析,建立不同泥层高度下的耙架扭矩力学模型。研究结果表明:耙架扭矩随泥层高度的变化规律可以分为缓慢—强化—线性3个阶段。结合压密区砂浆存在形式的变化,发现随着泥层高度的增加,压密区尾砂颗粒受到的压力增大,砂浆密度提高并逐渐致密化,导致耙架扭矩在不同阶段内增长规律不同。通过采用扫描电镜观测压密区尾砂浆的微观结构,发现3个阶段内,絮团发生沉积—致密—稳定3种不同形式的变化,并伴随着絮团尺寸的改变,从而最终提高了浓密机耙架扭矩,进一步验证了耙架扭矩力学模型。     

双离合自动变速器空载损失与试验的研究

为深入了解双离合自动变速器(dual clutch transmission,DCT)的传动特性,文章建立了某DCT的空载扭矩模型,对DCT在不同转速和挡位时变速器的空载扭矩损失进行理论分析和实验研究,建立了湿式双离合器的带排扭矩损失模型,计算出齿轮的搅油损失扭矩。数学模型与实验研究结果表明,预测模型与实验数据具有较好的一致性;并得出各挡位在不同转速下空载扭矩的变化趋势以及油温对空载扭矩损失的影响情况,其中温度和转速是影响变速器传动性能的主要因素,其次是润滑油的特性影响。     

胶层厚度对CFRP-混凝土界面性能影响的数值分析

纤维增强复合材料(FRP)-混凝土界面性能是分析FRP加固混凝土结构的受力状态的基础。其中,胶层厚度是影响界面本构关系的关键因素,需要深入而有效的研究。通过运用有限元程序,针对界面本构模型的差异性进行了分析,研究了胶层厚度对FRP-混凝土界面性能的影响,得到了胶层厚度对FRP-混凝土界面极限承载力、界面本构模型3个重要参数和有效粘结长度的影响规律。结果表明,界面极限承载力随着胶层厚度的增加先增后降,在胶层厚度为2 mm时达到最大,界面的剪切刚度和最大剪应力随着胶层厚度的增加而降低,有效粘结长度和界面破坏能则随之增大。     

单轴偏心基础隔震结构的振动台试验及理论分析

为准确把握单轴偏心隔震结构的动力学特性并建立相应的理论简化分析方法,文中对三层两跨基础隔震钢框架模型进行了不同偏心工况下的振动台试验,研究了结构扭转效应与偏心工况的关系,分析了隔震前后结构层间剪力、层间扭矩、层间转角以及不同偏心距下结构隔震层扭转角加速度和扭转角位移的变化规律.运用层单元模型建立了偏心隔震结构动力简化分...     

胶层对内贴CFRP加固圆形隧洞受力特性的影响

基于CFRP加固圆形隧洞的小比例尺模型试验,采用实体单元模拟胶层和衬砌混凝土,采用弹簧单元以及双线性界面黏结滑移关系模拟胶层和衬砌混凝土的弧形接触界面的黏结滑移行为,建立了"实体-弹簧-实体"三维有限元模型,并将有限元模型的计算结果与模型试验的实测结果以及界面应力理论计算结果进行了对比,验证了三维有限元模型的有效性.基于该有限元模型,着重分析了胶层厚度以及弹性模量的变化对混凝土应力、CFRP应力、胶层应力以及弧形接触界面复杂应力状态的影响.计算分析结果表明:胶层厚度以及弹性模量对隧洞衬砌混凝土的应力水平无明显影响,改变胶层的厚度以及弹性模量并不能明显地改善衬砌混凝土的受力状态;胶层的厚度以及弹性模量对弧形接触界面应力的影响十分显著,选择弹性模量较小的胶层,在施工过程中适当地减薄胶层的涂刷厚度,可以显著降低界面应力,从而减小内贴CFRP加固圆形隧洞结构发生剥离破坏的风险.     

铣削力/扭矩的解析卷积模型

为预报螺旋端铣刀铣削力和扭矩 ,建立了一个铣削解析卷积模型。铣削扭矩是铣削过程中一个重要的物理量。通过分析单位铣削力和扭矩之间的关系 ,可以获得铣削扭矩的傅里叶级数多项式 ,得到铣削扭矩在频域中的解析卷积表达式。结合铣削力的解析卷积模型 ,建立了 6维铣削解析模型。利用 kistler测力仪进行了一系列铣削实验 ,验证了模型能够对铣削力和扭矩的大小进行较准确地预报 ,从而实现了对铣削加工过程中力和扭矩的仿真计算     

压电智能传感器力学模型的建立及数值模拟

以单片压电陶瓷(如锆钛酸铅,简称PZT)晶体、粘贴式和埋入式压电传感器为研究对象,从压电本构方程和结构动力学的振动原理出发,采用集总质量法推导出PZT传感器正压电效应的电荷表达式及等效刚度表达式,建立粘贴式和埋入式PZT传感器的简化力学模型,得到考虑多参数影响的电荷表达式.考虑黏结胶层阻尼吸收能量的作用,建立了胶层阻尼效应影响的传感模型,并求得压电传感器的电压表达式.数值模拟结果表明:在PZT传感模型中,利用压电方程和振动方程联合求解可以快速得到PZT的传感信号,而且PZT片的电压输出特性与作用力的大小及黏结胶层有关.通过测量和分析PZT传感器输出电信号峰值与频率的变化,并与数值分析结果进行对比,证明了运用所建立的传感模型能够有效地模拟检测PZT的正压电规律.     

粘砂套管胶层厚度对相对声强的影响研究

根据黏砂套管声波传播模型,推导了考虑胶层厚度影响的黏砂套管固井质量评价的相对声强公式,并分析了黏砂套管相对声强受胶层厚度影响的原因及其变化规律。研究结果表明,黏砂套管的相对声强随胶层厚度的增加而减小,这说明胶层的存在会对相对声强的结果产生偏差,而实际声幅测井中这种偏差可能引起固井质量的误判。为建立考虑胶层厚度影响的黏砂套管固井质量评价修正方法提供理论基础。     

压电传感材料与结构的变形传递模型

对结构材料与压电陶瓷传感器的应力应变传递关系进行了研究。根据剪应力滞后分析,提出了一种专门针对此智能材料的三层应力模型,得到了结构材料与传感器之间的应变传递因子,并通过计算机仿真实验,分析了粘接层和压电性质对应变传递应子的影响。     

一种声表面波转矩传感器快速解调方法设计

针对多个谐振器组成的无线无源声表面波(SAW)转矩传感器阅读过程复杂、耗时长的问题,利用SAW谐振器的频率响应特性设计了一种基于时域的转矩传感器快速解调方法.分析了SAW谐振器的响应特性并设计了信号的截断与去噪声方法,以及周期计算方法.根据设定的高频与响应信号周期的关系确定各个谐振器谐振频率的范围,然后通过谱估计具有最大周期的信号以解调出频率.提出的扫描方法只需采集一路信号,即降低了阅读器硬件系统的复杂性,同时在时域中简化了信号解调算法.通过实验测试了该扫描方法,完成一次搜索过程只需521ms,而传统的2路正交信号(IQ)扫描方法需要828ms.实验结果表明:设计的算法与IQ法相比扫描速度提高了37.1%,验证了该算法的有效性.     

非结晶铁磁合金薄带的机械性能研究

非结晶铁磁合金薄带是一种用于磁传感器微系统中的新型材料,其电、磁及机械性能对磁传感器的性能有着极大的影响。文章采用纳米压痕测量技术研究其机械性能,并且与拉伸试验测得的结果进行了比较。试验结果表明,纳米压痕法的载荷-位移曲线能够全面反映材料的弹性、塑性变形,弹性模量及硬度的测量结果受到基底材料及粘结剂层的影响。     

微梁传感器弹性模量的测试

利用一种静态和两种动态的检测技术,对红外辐射探测微悬臂梁式传感器材料的弹性模量进行了测试研究.在静态检测实验中,利用纳米硬度计直接测出传感器材料的弹性模量;在动态实验中,分别利用谱平面光学滤波法和多普勒测振仪得到微悬臂梁传感器结构的固有频率,再结合数值模拟计算求出传感器的等效弹性模量.通过几种检测结果的分析和比较,获得了更加精确的微梁传感器单元的弹性模量值,为微梁的优化设计和评估提供了可靠的参数.     

锰铜箔片弹性元件准静态高压传感器的设计研究

该文以高压工程应用如人造水晶为背景，为解决析出结晶影响压力测量的问题，设计了以溅射式锰铜箔片为弹性元件的准静态高压传感器，较之线圈式锰铜压力传感器，该新型传感器具有响应可靠，适应环境能力强的优点。采用了筒紧加自紧处理的的筒体结构，提出了该结构的弹性强度计算公式，设计了引出导线的密封结构，研究确定了预灌装的承压介质，进行了该新型传感器的性能试验，得到了主要的静态性能指标。     

冻融循环条件下粗粒料变形特性试验研究

为揭示粗粒料在冻融环境与复杂应力条件下的变形特性，采用大型三轴压缩试验与蠕变试验研究了粗粒料在不同冻融循环次数、围压与应力水平下的变形特性与蠕变特性。试验结果表明，未冻融粗粒料的应力-应变曲线为应变硬化型曲线，在试验围压100～600 kPa范围内粗粒料剪切过程中均表现为剪胀性；冻融循环后初始弹性模量与破坏应力均呈下降趋势，200 kPa围压时，初始弹性模量降低20%,破坏应力降低37%,600 kPa围压时，初始弹性模量降低5%,破坏应力降低25%;冻融循环后粗粒料轴向蠕变应变随时间的发展为衰减型蠕变规律，轴向蠕变应变随冻融循环次数和应力水平的增大而逐渐增大，8次冻融循环后轴向蠕变应变明显增大；应力水平影响下的粗粒料蠕变时间曲线可采用指数函数形式表达。     

速生杨木单板顺纹弹性模量预测模型

着重讨论速生杨木单板顺纹弹性模量预测模型，模型中考虑到单板的压缩率，单板中含胶量，单板的密度和单板的厚度等影响因素。结果表明，单板顺纹抗拉强度模量的模型预测值与实际值之间能较好拟合，并且能够反映压缩率和浸胶量对单板顺纹抗拉弹性模量关系。笔者分析了速生杨木单板的压缩率与热压单位压力手关系，试验表明单板的压缩率与压力呈非线性关系。     

曲线法测量粉煤灰高性能混凝土弹性模量的试验研究

试验测量了C60、C70、C80粉煤灰高性能混凝土的弹性模量，试验表明，由应力-应变曲线所得的弹性模量值小于真实值。     

Ti-Ni合金的织构与弹性模量及伪弹性应变的定量关系

应用取向分布函数（Orientation Distribution Function,ODF）方法分析了形状记忆合金Ti-50.4%Ni（原子分数）热轧后的织构，结果表明其织构类型为α纤维，根据其织构系数计算了不同轧向的弹性模量，并由ODF回算的反极图计算了不同轧向的伪弹性应变，经实验证实，得到了Ti-50.4%Ni形状记忆合金热轧织构与弹性模量及伪弹性应变的定量关系。     

Highly stretchable,sensitive and wide linear responsive fabric-based strain sensors with a self-segregated carbon nanotube (CNT)/Polydimethylsiloxane (PDMS) coating

Flexible strain sensors have received increasing attention with the development of wearable electronic devices. However, integrating wide strain detection range, high sensitivity while maintaining relatively wide linear response range for such sensor system still remain a challenge. A fabric based flexible sensor (S-CNT/PDMS-F) was designed and fabricated, and the sensor can simultaneously achieve high sensitivity, wide linear response and strain detection range by combining self-segregated carbon nanotube (CNT)/polydimethylsiloxane (PDMS) composites and elastic medical bandage. It has been observed that this new sensor system can achieve a high sensitivity with a gauge factor of 615, a large linear responsive range of 0–100% strain (R² ?= ?0.993) and a wide strain detection range of ～ 200%, which is superior to almost all the reported CNT/PDMS flexible strain sensors. Compared to the similar fabric based strain sensor system deploying non self-segregated structure (C-CNT/PDMS-F), our S-CNT/PDMS-F demonstrates higher electrical conductivity and lower electrical percolation threshold and response time of 55 ?ms, as well as more stable and repeatable performance under cyclic loading conditions. The capability of the sensors in monitoring physiological activities and weight distribution has also been demonstrated.