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应力主轴旋转条件下砂土等颗粒材料的力学响应与细观组构及演化规律密切相关.通过将离散元数值模拟与室内物理试验在正应变分量发展、剪应力-剪应变关系曲线、体应变发展规律及影响因素等方面进行对比分析,验证了离散元数值模拟的有效性.在此基础上,将颗粒长轴定向组构特征和粒间接触法线组构特征分别用反映组构分布各向异性程度及主方向的变量表示,深入分析了应力主轴旋转条件下颗粒材料组构特征在一个循环周的演化规律,并同时考察了初始孔隙比和应力比对颗粒材料细观组构演化规律的影响. 相似文献
含有主动材料的复合结构越来越多地应用于自适应结构中。主动纤维材料的应用为复合结构带来了新的特性也使其设计更为复杂。针对受压电纤维材料（MFC）驱动的主动材料复合板的变形进行研究,目的在于获得MFC驱动复合板扭曲变形与MFC纤维铺设及驱动模式的关系。基于弹性力学理论建立了受电压作用主动纤维产生的应变与由此导致的复合板的内力、变形之间的关系,并利用Ritz法,通过假设双向梁函数组合级数的位移场建立了该问题的求解方法,经推导得到了MFC驱动下位移场的求解方程,实验结果验证了其有效性。为了评估MFC驱动复合板在不同条件下的驱动效果,针对复合板变形所具有的弯扭耦合特点,在定义复合板截面等效扭转角和等效弯曲角的基础上提出了主动复合板驱动扭曲变形效率的概念和计算方法,利用该方法分析了MFC的铺设角度以及电压驱动模式对复合板扭曲变形效率的影响。依据分析所得到的结果给出了对应不同约束条件的MFC驱动复合板主动纤维布置及驱动模式的选择方案。 相似文献
疲劳损伤导致的破坏是工程结构最常见的失效形式之一。利用不可逆热力学理论框架和损伤的微观力学,基于脆性损伤的机理,建立了一种新的脆性疲劳损伤模型。新模型推导严密,以应力幅和材料损伤参数为控制变量,考虑了材料的初始损伤,并以12Cr1Mo V钢为例进行实验验证。结果表明:新模型包含了初始损伤变量,可以用来估算材料的初始损伤;新模型在疲劳过程的初期,损伤很小时,相比同类型疲劳损伤模型具有显著优势,同时新模型能够应用于脆性材料疲劳损伤的寿命预测;新模型比同类型疲劳损伤模型形式简单、参数少,且与实验结果符合的更好。 相似文献
在月球钻取采样器的设计中,软袋取心方式可获得细长的连续钻取样心,具有较高的取心率,并能够保证次表层月壤样品的层理信息.由于取心过程中月壤颗粒运动复杂,尚无系统的方法对软袋取心的取样量影响因素进行分析.剖析了软袋取心中月壤颗粒的流动情况,基于极限平衡理论构建了软袋取心力学模型.该模型以月壤和取心钻具之间以及各部分月壤之间的相互作用为力学边界条件,描述了月壤从取心钻具外进入取心软袋内的动力学过程.基于该模型提出了预测取心率数值计算方法,分析了钻进规程、月壤特性和钻具构型等因素对取心率的影响.利用HIT-LS1#模拟月壤和HIT-2型试验钻具开展了钻进取样试验,取心率的理论预测值与试验结果的平均误差小于5%. 相似文献
基于一类具有零扭转特性的并联机构原理并结合所设计的载荷解耦装置,设计了一种可对扭矩、弯矩、轴向力3种载荷进行复合模拟的负载模拟器;控制系统以可编程多轴运动控制器（PMAC,Programmable Multi-Axis motion Controller）为核心,通过力传感器测得的负载反馈值,采用力、位置、电流三闭环的控制策略,在有效避免系统电磁干扰噪声对传感器信号影响的同时,能够稳定地、较为准确地以正弦波的方式完成对扭矩、弯矩、轴向力等载荷的复合模拟.通过对静态加载对象复合负载模拟的现场试验,验证了本系统机构设计的合理性和控制策略的可行性. 相似文献
6.
基于航空环境的面齿轮磨珩复合磨削加工方法 总被引：3，自引：0，他引：3
面齿轮传动由于其独特的传动优点,成为航空传动的主要研究方向。根据面齿轮传动原理,得到了面齿轮齿面方程。针对面齿轮的精密加工技术问题,提出了面齿轮磨珩复合磨削加工方法;基于面齿轮专用数控磨床,建立特殊磨削加工坐标系,根据砂轮磨削对面齿轮表面质量的影响规律、开槽技术及珩齿理论,研制了面齿轮专用斜槽磨削刀具和柔性珩齿刀具结构,进而得到磨珩复合磨削刀具;在此基础上进行了面齿轮磨珩复合磨削加工实验,并对样件进行表面粗糙度、残余应力及微观纹理检测,验证面齿轮磨珩复合磨削加工方法的可行性。 相似文献
金属材料的疲劳断裂是工程结构中常见的失效模式。损伤力学将裂纹萌生视为渐进损伤过程,通过损伤演化方程描述并进行寿命预估。但损伤演化方程中的参数需要根据标准实验数据拟合得到,此过程通常需要多参数联合拟合,运算复杂,计算量大,物理意义不明确。为了避免上述问题,基于损伤力学的理论基础,提出了一种新的损伤演化方程参数确定方法,即根据损伤演化方程的性质,结合S-N曲线的特质,通过数学方法提出一种单一参数确定损伤演化方程的单参数方法。本文方法规避了多参数同时拟合的缺点,提高了计算速度计算精度,为工程分析提供了新的选择。通过具体算例验证了本文方法的使用效果。 相似文献
采用无压烧结的方法,以V、Al、C混合粉末为原料制备V2AlC粉体材料。通过不同烧结温度下物相的演变过程对反应路径进行研究,同时探究了烧结助剂NaF对烧结过程的影响。实验结果表明,在1 300~1 500℃温度区间内V3Al2、C和VC发生反应生成V2AlC相,且无压烧结制备高纯V2AlC的最佳工艺为1 500℃保温2 h,元素摩尔配比为 V：Al：C=2：1.2：1。此外,烧结助剂NaF的使用加快了反应过程,并使得反应温度降至1 400℃。实验得到的高纯度、颗粒尺寸分布适中（40~100 μm）的V2AlC可用做提高材料耐磨性的增强体以及二维材料V2C的前驱体。 相似文献
以往对于单模态Rayleigh-Taylor（RT）不稳定性非线性特性的研究主要集中于推导和测量恒定的气泡推进速度上,而缺乏对液态尖钉区域非线性动力学特性的详细分析。采用耦合的Level-Set和Volume-of-Fluid（CLSVOF）界面捕捉方法对单模态RT不稳定性的发展过程进行了精确的数值模拟,并利用模拟得到的压力场和速度场信息对RT不稳定性非线性发展阶段的稳态动力学特性进行了分析。模拟结果表明,在液态尖钉根部由于惯性力作用而引起的水平冲击流会在此处形成一个局部最大压力点,由于此处惯性力与压强梯度的平衡,位于最大压力点附近的流动最终将达到稳态。通过理论分析,确定了此稳态流动中各稳态特征参数与初始扰动波长、惯性加速度之间的关系。这些特征参数的确定有助于将经典低速射流的相关理论扩展应用到RT不稳定性诱导雾化的研究领域。 相似文献
10.
利用复合材料可设计性强和树脂基体轻量化的特点,并解耦“材料-结构-性能”之间的相互关联,是汽车复合材料结构件设计的难点。螺旋弹簧是汽车悬架系统的主要承载部件,工况复杂,一般采用性能极佳的弹簧钢;若用轻质复合材料替代,必须兼顾安全性与轻量化,设计难度很大。针对上述问题,提出了一种复合材料螺旋弹簧“材料-结构-性能”集成设计方法。依据弹簧受压缩载荷时,簧丝截面应力分布,确定选择±45°铺层的碳纤维复合材料（CFRP）;在满足刚度、强度和安装空间约束条件下,根据复合材料力学和弹簧刚度、强度理论模型,确定初始弹簧几何参数;再进一步利用有限元数值仿真进行校验;将正交实验设计法和有限元数值模拟结合,建立轴向压缩刚度和强度随几何参数变化的响应面模型;采用遗传算法获得满足弹簧性能要求下轻量化效果最佳的设计结果。优化后的复合材料弹簧方案比金属弹簧质量减轻34.4%,为复合材料汽车结构件设计提供了可行的整体解决方案和产品开发实例。 相似文献
11.
建立了五轴数控加工刀轨光顺优化模型,改善了线性插补方式下拐角过渡运动中的机床加速度情况。考虑了5个轴加速能力的差异,以轴加速度比,即轴实际达到的最大加速度与其允许最大加速度的比值,来衡量轴的加速度情况,以5个轴加速度比的平方平均数在整体上衡量机床的加速度情况,降低该值可提高机床运动平稳性。采用最短距离线法在初始刀轨的各切触点处建立了刀轴偏航角和俯仰角的可行域,使光顺后的刀轨满足残高和无过切要求。实例表明:该方法可有效光顺五轴数控加工刀轨,改善机床加速度情况,提高机床运动平稳性。 相似文献
12.
材料的断裂韧性对于损伤容限设计和评估技术非常重要,但采用传统的试验方法获得过渡状态下材料的断裂韧性需要大量的时间和费用.针对这些不足,提出了一种过渡状态下材料断裂韧性的计算方法.分析了三维裂纹尖端的三轴应力约束参数,利用材料断裂能量准则研究了断裂韧性与拉伸性能之间的关系,得到了在三向应力状态下Ⅰ型裂纹体断裂破坏时的断裂韧性与材料单向拉伸性能参数之间的关系表达式和过渡状态下材料断裂韧性的计算方法.计算了2219-T87铝合金在过渡状态下的断裂韧性理论值,并将其与试验结果和经验公式计算值进行比较.结果显示,理论计算值处于试验点范围内,小于经验公式计算值,且偏于安全. 相似文献
13.
在天宫二号飞船综合材料实验炉六工位采用碲熔剂法生长了碲化锌晶体,生长时最高温度为800℃,以0.5mm·h-1的提拉速度向炉膛内部提拉生长晶体.飞行实验后,用相同实验参数在地面进行了对比实验.结果发现,空间样品尾部有一个非常大的橙色结晶区域（约10mm×6mm×2mm）,而地面生长样品中碲化锌晶体尺寸仅为约3mm×3mm×1mm,空间生长的碲化锌晶粒尺寸明显优于地面.空间微重力环境下,由于毛细作用,空间样品的塞子处有Te和ZnTe的外延膜生成.而地面生长的锭条在塞子处只有零星点状气相生产物.因此微重力条件有利于碲化锌晶体材料的生长. 相似文献
14.
为了克服发射过程和在轨极端温度环境对空间机械臂末端位姿精度的影响,提出了一种基于指数积（POE）公式的空间机械臂运动学在轨自标定方法。该方法使用空间机械臂末端双目空间相机和棋盘式标定板测量空间机械臂末端位姿实际值。根据关节旋量理论值和实际值之间的伴随变换关系建立了空间机械臂实际运动学模型,对运动学模型取微分建立了线性化的运动学误差模型,给出了基于最小二乘法的运动学标定模型。进行了7自由度空间机械臂运动学自标定仿真,仿真结果表明运动学标定过程能快速收敛到稳定值,标定后空间机械臂末端位姿精度有明显提高。 相似文献
15.
低合金超高强度钢300M是飞机起落架用的主要材料。以回火状态使用,抗拉强度达2000MPa以上。其中的马氏体主要是板条马氏体,因此钢中的位错亚结构对性能影响很大。用TEM及双光束技术研究了300M钢的位错密度随回火制度而变的规律。结果表明,位错密度的变化与性能的变化相当一致,从而进一步说明位错对钢的强化作用是决定性的。 相似文献
16.
为探索复合材料损伤的基本规律,首先,基于损伤力学,结合Tsai-Hill强度理论,提出了表征二维编织C/SiC复合材料损伤各向异性的损伤演化方程;然后,在商业有限元软件ANSYS环境中进行了二次开发,形成了考虑材料刚度随损伤折减的损伤模拟程序;其次,对二维编织C/SiC复合材料板模型进行了损伤模拟分析,结果表明材料损伤过程中应力与损伤度对单元破坏起共同作用;最后,对损伤演化方程的形式提出了讨论与改进,并通过模拟计算揭示了复合材料在损伤驱动力及材料特性作用下损伤呈现各向异性演化的特征,说明材料各向异性损伤是其材料特性及受载形式产生的必然结果。 相似文献
17.
18.
基于脆性损伤机制的高周疲劳模型 总被引：2，自引：0，他引：2
肖迎春 《北京航空航天大学学报》1998,24(2):203-206
从不可逆热力学耗散理论出发,建立了一个高周疲劳各向同性连续损伤力学模型.与基于延性损伤机制的Lemaitre模型不同,本模型基于脆性损伤机制.它成功地将高周疲劳损伤纳入到统一的热力学框架之内.其损伤演化律考虑了应力比 R的影响.利用本模型,根据对称循环下(R=-1)的高周疲劳SN曲线,可以导出具有任意应力比R的 log S log N 曲线.模型应用于LC9高强度铝合金光滑试件的试验分析,理论计算与实验结果比较,符合良好. 相似文献
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