基于Ogden应变能函数的介电弹性体理论建模与数值分析

针对丙烯酸类介电弹性体膜的本构关系,采用最小二乘算法得到了能够有效模拟材料应力-应变关系的四参数Ogden应变能函数模型。在外加电场激励条件下,建立了无预拉伸和双向等轴预拉伸的介电弹性体膜电致应变的数学模型,通过数值计算分析了上述两种情况下材料的电压-应变关系,并研究了介电常数变化对介电弹性体膜电致应变的影响。结果表明:该理论分析方法能够较好地模拟介电弹性体材料的电致变形特性,可以为下一步新型介电弹性体驱动器的设计提供参考。     

润滑油介电谱数据库识别

介电谱技术是一种鉴别油品种类的新技术，润滑油是一类典型的介电材料，在不同激励频率、激励电压和激励波形下，润滑油中的不同化合物组分会产生不同的弛豫运动，表现出不同的介电谱特征信息。利用石油产品介电谱分析仪采集了49个润滑油的介电谱数据，利用数据库识别方法对这49个油品进行种类识别，正确率达到93．88％。表明介电谱信息与润滑油的整体特性密切相关，可以通过介电谱技术对不同种类的润滑油进行识别。     

921A钢动态屈服应力的实验研究

本文采用较为先进的实验技术——高应变率下材料的分段式Hopkinson拉杆实验(分段式—维杆拉伸实验)研究了“921A”钢在高应变速率情况下的动态屈服性能,获得了很有理论和实用价值的应变率ε—功屈服应力σ_d变化曲线。同时本文简要介绍了分段式Hopkinson拉杆实验技术的基本原理和实验方法。     

厚度小于0.5mm的金属簿板拉伸试验

本文介绍了厚度小于0.5mm的金属薄板拉伸试验的应力应变曲线(或载荷变形曲线)及横向应变轴向应变曲线(或横向变形轴向变形曲线)的绘制,及从曲线上测得弹性模量E、波桑比μ、屈服强度σ_(0.2)的方法。并根据不同材料的金属薄板的大量拉伸应力应变曲线,论述测量E、μ、σ_(0.2)的一些方法中存在的问题。     

电流变流体夹心梁的优化控制

电流变流体的流变性质和力学性质在电场里随电场强度的变化而实时地、可逆地发生变化, 这一特点使得它在自适应结构中的应用受到越来越多的重视。电流变流体夹心梁是在两弹性层间夹入一层电流变材料, 通过控制电流变材料屈服前的流变性质和力学性质来达到控制整个复合梁的动态响应。本文通过建立两端简支的电流变流体夹心梁的结构模型, 模拟分析了复合梁的动态响应及不同激励频率下的优化电场。     

岩石在单轴拉伸应力作用下的变形破坏特性

本研究,开发了单轴拉伸试验的伺服控制试验方法,分别对三城目安山岩、稻田花岗岩、河津凝灰岩、多胡砂岩、来待砂岩和田下凝灰岩６种岩石进行了单轴拉伸试验,成功地获得了岩石单轴拉伸试验的完全应力－应变曲线,并由此而发现单轴拉伸试验和单轴压缩试验应力－应变曲线的形状十分相似。     

氢与应力在管道钢氢致断裂中的作用

采用恒载荷拉伸和慢应变速率拉伸实验方法，研究了X80管道钢在空气中拉伸、动态充氢拉伸以及在空气中预应变l％后动态充氢拉伸等实验条件下的断裂过程。结果表明，只有在充氢过程中进行塑性变形才能引起氢致断裂，即塑性变形是氢致断裂的必要条件，氢致断裂过程是氢与应力交互作用的过程。     

基于非局部理论的黏弹性基体中压电纳米梁热-机电振动特性

基于非局部Euler梁理论和Hamilton原理建立黏弹性基体中压电纳米梁的热-机电振动特性分析模型。综合考虑非局部效应、压电效应、温度场、电场等复杂因素影响,推导出黏弹性基体中压电纳米梁振动特性分析的振动控制方程,并利用分布参数传递函数方法求解出一般边界条件下压电纳米梁的固有频率及相应振型。以锆钛酸铅压电陶瓷-4材料制成的某压电纳米梁为例,给出了四种典型边界条件下该压电纳米梁的前四阶固有频率,并系统分析了非局部效应、外部电压、温度载荷、黏弹性基体等因素对压电纳米梁热-机电振动特性的影响规律。分析结果表明:所建立的振动特性分析模型及其求解方法在分析黏弹性基体中压电纳米梁的热-机电振动特性问题中准确有效。     

流变围岩的特征曲线

本文应用非线性粘弹性模型,对围岩特征曲线随时间的变化进行了有限元计算分析,并对初始模量,强度围压比的影响,以及岩石破坏后特征,强度载荷速度效应与围岩特征曲线之间的相互关联进行了讨论,另外,针对弹性支护的情况,通过支护反应曲线的计算,对围岩特征曲线与支护反力曲线之间的相互关系进行了讨论和分析,本文所用的非线性粘弹性模型,能够较好地再现岩石的应力－应变曲线,应用能够描述应变软化（屈服和破坏）和非线性粘     

变负载下超磁致伸缩作动器非线性动力特性分析

针对应用于混合隔振系统的超磁致伸缩作动器,建立了其耦合磁弹性的动力学方程。在磁致伸缩材料二次畴转模型和均质能量场磁滞模型基础上,分别分析了变应力对Terfenol-D材料饱和磁致伸缩、磁滞算子、矫顽场分布函数以及交互场密度分布函数的影响,并通过实验数据进行最小二乘参数识别和多项式拟合得到了考虑变应力的二次畴转模型和均质能量场磁滞模型,该模型可以有效地应用于变负载下Terfenol-D杆磁致伸缩的计算。通过对作动器耦合磁弹性动力学方程进行数值求解,得到不同频率及不同应力下外部激励磁场与作动器输出位移之间迟滞非线性关系。结果表明:相同频率下增大负载力,滞回环倾斜角度不变但其面积增加,作动器能量转换效率降低,同时负载力对作动器的幅频特性影响十分明显。     

FCG电枢膨胀过程流体计算

建立了爆炸磁压缩装置 (FCG)的 2 D轴对称有限元模型 ,应用显式非线性动力分析程序进行求解 ,得到了爆磁压缩装置电枢膨胀过程的图像。电枢使用Johnson Cook材料模型和根据实验Hugoniot曲线确定的Gr櫣ｎｅｉｓｅｎ状态方程 ,考虑到了材料应变率硬化和塑性功绝热加热过程 ;炸药材料采用JWL状态方程 ,得到了铝金属管电枢的膨胀过程、膨胀张角以及塑性功导致的电枢温度升高     

电磁发射装置电-磁-热场分布的分析与仿真

为探讨电磁发射过程中出现的热烧蚀现象,构建了电磁发射及电接触层接触电阻的模型,推导出电-磁-热场耦合方程,采用有限元数值计算方法得到了在脉冲电流激励下,轨道和电枢间电流密度、磁感应强度及温度的分布图。计算过程表明:电磁发射过程实际是电-磁-热场的耦合过程,接触电阻是造成电磁发射热损耗的主要原因之一,接触电阻使得轨道和电枢接触表面区域的电流密度极大,容易造成轨道材料的烧蚀。     

自增强厚壁圆筒残余应力分布规律研究

以火炮身管自增强处理为背景 ,根据炮钢材料实际的拉伸—压缩试验曲线和性能参数 ,将Bauschinger效应系数和强化效应系数作为加载阶段产生的相当塑性应变的函数 ,对厚壁圆筒自增强处理产生的残余应力分布规律进行了理论分析和实验研究。     

确定Kelvin模型粘弹性材料参数的一种实验方法

从Kelvin模型和Euler-bernoulli梁理论出发,利用弹性-粘弹性相应原理和弹性材料动力学理论得出粘弹性梁的动力学方程。利用中心差分法分析了粘弹性材料悬臂梁的动态函数。根据振动特性,将材料参数与梁应变响应周期及振幅衰减相联系;利用这种联系,提出了测定Kelvin模型粘弹性材料参数的一种简单实验方法;分别取不同长度的橡胶悬臂梁进行了相应的实验,测出了材料的剪切模量和粘性系数;分析实验结果,得出一些有益的结论。     

海水集料混凝土单轴受压力学特性试验研究

进行不同SAP体积分数和不同龄期下海水集料混凝土的单轴受压应力-应变全曲线试验,分析龄期和SAP体积分数对海水集料混凝土抗压强度、峰值应变、残余强度和弹性模量的影响。结果表明:SAP体积分数在30%以内时,不同龄期海水集料混凝土的破坏形式均为劈裂破坏;海水集料混凝土内部完全干燥时,其极限应变和残余强度均大于普通混凝土;海水集料混凝土的极限应变可视为弹性极限应变,可将其应力-应变全曲线分为上升段、下降段和平台段分别进行拟合。     

等离子体天线辐射特性研究

用环形荧光灯制作了两幅等离子体天线,等离子体激励源分别为220 V交流电压和射频信号.测量了两种等离子体天线的电压驻波比和远区辐射场强,并与周长相同的方框金属天线的特性进行了对比.结果表明,等离子体天线的增益较金属天线平均低5 dB左右;在试验频率低端,220 V电源预激励方式下等离子体天线增益比RF直接激励要高2～4 dB,随着频率增加,两者增益差变小.     

蒙皮材料静电起电影响因素实验研究

为有效减小静电放电对飞行器的影响,设计蒙皮材料静电起电地面模拟实验平台．利用该平台对某型蒙皮材料进行静电起电实验研究,得到材料摩擦起电电位随时间的变化规律,并研究接触面积、相对速度、环境温度和相对湿度对材料静电起电电位最大值的影响,通过拟合曲线得到：相对湿度对静电起电电位的影响最大,相对速度次之,接触面积和环境温度对起电电位的影响相对较小．     

在分离式Hopkinson拉杆实验中确定临界实验条件的经验方法

在分离式Hopkinson拉杆实验中,常常需要获得试样在经历一个拉力脉冲拉断情况下的最低应变率,而在分离式Hopkinson拉杆装置中确定对应最低应变率的发射压力需要进行多次尝试性实验。为了更好地解决这一问题,提出一种简单的经验方法,可以通过一次拉断的实验结果计算出一个拉力脉冲拉断试样需要的最小发射压力及相应的应变率,进一步可以预测不同发射压力下的应变率。对4种铝合金试样进行拉伸实验,结果表明,利用提出的经验方法得到的应变率结果与实验结果吻合较好,可以有效地对发射压力和实验应变率进行预估。     

桥丝式电火工品静电感度测试方法研究

本文对目前静电感度试验的现状进行了分析。在理论分析的基础上解决了JGY-50型静电火花感度仪的串联电阻和真空开关所带来的问题。提出了桥丝式电火工品的静电感度测试新方法,通过一个高压线性采样装置直接测量试样在试验过程中的电压、电流曲线,求得试样实际消耗的能量,以此统计试样的静电感度。采用这种方法,测试了JD-11电点火具的50％发火能与放电时间常数的关系,得到了呈单调规律变化的曲线。     

梁在拉伸力和弯曲力矩联合作用下的动态塑性断裂

本文采用刚塑性分析方法,研究了韧性材料带裂纹有限长梁在轴向拉伸力和弯曲力矩联合作用下的全塑性断裂过程,其外加轴向拉伸力和弯曲力矩为准静态加载,并在梁的断裂过程中保持不变,为定常载荷。在外力作用下,梁的断裂截面首先进入塑性变形,当裂纹尖端张开位移 CTOD 达到其材料临界值时,裂纹将启裂扩展。本文考虑了应变率对断裂过程的影响,给出了梁在断裂过程中其裂纹扩展长度,裂纹扩展速度以及断裂截面上的轴向抗力和弯曲抗力随时间的变化规律,并比较了在不同轴向拉伸力作用下梁的动态塑性断裂过程的变化,说明了轴向作用力对梁的断裂过程的影响。