长期贮存的固体发动机药柱脱粘界面裂纹分析

为了分析长期贮存的固体导弹发动机药柱脱粘层界面裂纹在燃气内压和轴向过载联合作用下的扩展情况,建立了发动机药柱在包覆层与推进剂之间脱粘的三维有限元计算模型,并于脱粘界面的裂纹尖端设置三维奇异裂纹元,模拟脱粘界面裂纹扩展。在包覆层与推进剂之间设置不同深度脱粘,计算了在燃气内压和轴向过载联合作用下不同贮存期、不同深度的界面裂纹尖端的应力强度因子,得到了界面裂纹应力强度因子随贮存时间、脱粘深度的变化规律,对长期贮存的固体发动机脱粘界面裂纹的扩展进行了分析。     

岩土崩塌冲击作用下埋地管道应力与变形分析

基于散体极限平衡条件,利用马斯顿提出的沟内埋管垂直土压力计算模型,对存在冲击荷载情况的埋地管道受力进行分析,同时根据弹性半空间理论对落石冲击荷载情况下管道轴向附加荷载分布情况进行了计算分析。在利用传统的应力设计进行分析校核的同时,应用竖向变形量设计理念,研究了落石垂直冲击管道正上方时管道变形情况,以此来判断管道失效与否,为地质崩塌灾害易发区埋地管道的铺设方式提供理论和实践依据。     

基于ANSYS的车载式金属油罐有限元分析

利用有限元分析技术,应用ANSYS分析软件对车载式金属油罐罐体的结构强度进行了分析计算,得出在各种工况下的应力分布云图。通过对计算结果的分析,找出了产生最大应力的部位及原因,为金属油罐的优化设计提供了理论依据。     

复合材料帽型加筋层合梁刚度的理论计算研究

根据层合板理论,首先利用三维应力、应变转换关系,推导出复合材料帽型加筋层合梁的总体刚度矩阵公式,建立了复合材料帽型加筋层合梁的拉伸刚度和弯曲刚度理论计算式;然后,计算了轴向或横向荷载作用下,复合材料帽型加筋悬臂层合梁的拉伸和弯曲变形,并和ANSYS有限元计算结果进行了对比;最后,计算分析了腹板倾斜角度对结构刚度的影响。计算结果表明:腹板倾斜角度为60°时,帽型加筋结构的刚度和所需材料的比值达到最优值;拉伸和弯曲刚度的理论解和ANSYS有限元计算结果吻合较好,说明上述方法以及推导的计算公式是准确、可靠的。     

基于响应面法的复合材料层合板平面应力强度可靠性分析

针对处于平面应力状态下的复合材料层合板，考虑其材料参数、强度参数、几何尺寸以及承受载荷等随机因素，用分支限界法识别结构系统的各重要失效序列，应用响应面法对某具体层合板的各失效事件进行计算，进而计算出整个系统的失效概率，并且利用MATLAB程序以及ANSYS中的APDL语言编写了JC法计算程序。计算结果表明，一般情况下层合板首先出现基体损伤失效，然后才会出现纤维断裂失效。这一结果与一些文献中的试验结果相一致，表明这种概率分析方法可以应用于实际复合材料层合板结构的可靠性分析。     

软硬交替多层膜法向压入过程的有限元分析

采用大变形弹塑性有限单元法,对高速钢基体上的软硬交替多层膜在法向压痕作用下的力学行为,进行了模拟和分析.为了研究膜层数和膜厚的影响,对从单层到16层的不同膜层体系进行了计算.通过对诸如膜层的变形、最大应力随膜层数的变化、界面剪应力分布、表面张应力分布等的分析,得出了这些参数的分布及其对膜层体系的摩擦学性能的影响.这些结果可为多层膜的结构优化设计提供定量的依据.     

橡胶-钢粘接界面断裂问题非线性有限元分析

为解决橡胶-钢粘接界面断裂非线性有限元计算问题,建立了含初始裂纹的橡胶-钢粘接复合结构有限元模型;用张开位移作为裂纹开裂的判定参数并模拟了裂纹的扩展,计算值与试验值的对比证明了该方法的可行性;计算了开裂前粘接界面的层间应力,分析了开裂前裂纹前沿和沿裂纹扩展方向的层间应力变化情况;用断裂力学中的柔度法计算橡胶-钢复合结构的能量释放率,计算并分析了能量释放率沿裂纹扩展方向的变化情况,并与实验结果进行了对比验证,结果证明:该方法是可行的。     

深层搅拌石灰桩加固软土地基

在银川平原修建高等级公路时,由于地下水位较高,湖泽较多,不少涵洞、通道、挡土结构等结构物置于软弱地基之上,施工期短暂,成为不少设计单位和施工单位的棘手问题。针对这个问题,借鉴南方软土地基施工经验,采用生石灰喷粉深层搅拌桩(简称石灰搅拌桩)进行软土地基处理,具有技术简单可行,且经济合理的 特点,能有效地加固软弱地基,减少软土层沉降和整体工程工后沉降,提高软土层的承载力。     

锥形强夯整式置换拟建工程地基工程实录

随着国民经济建设的迅猛发展,宁夏的基本建设规模也愈来愈大。为了更好地为国民经济 建设服务,近年来为了满足宁夏地区在土建、交通、冶金、水利、邮电、电力等方面工程建设中提出的地基处理要求,开发研究了多种地基处理新技术,积累了相当丰富的实践经验。众所周知,在建 筑物的上部结构、基础和地基三者中,地基对建筑物的效应具有更重要的意义。一、工程地质特征该场区地层在勘察深度范围内自上而下分为三层： 第一层：素填土层,湿,可塑状态,以粘性土为主夹粉细砂、土质结构松散、埋深１米左右,层 第二层：粉质粘土层、黄褐色,饱…     

立式金属油罐罐壁与底板连接区域强度分析

采用ABAQUS大型非线性有限元软件,在弹性地基的假设下,对10000m3立式金属油罐进行了水试压状态下的强度分析,计算出两种地基条件下底板的轴向位移和罐壁与底板连接区域的应力分布,所得结果与前人研究成果基本吻合,验证了有限元分析的正确性。从罐壁与底板连接区域的应力曲线可以看出,地基状况对该区域的应力大小有着显著的影响,这为进一步研究复杂边界条件下罐底边缘应力分布以及罐基的优化设计提供了参考。     

正确应用换土垫层法

随着银川地区住宅小区的大面积开发,依据银川地区特有的工程地质条件,在多层建筑物的建设中,采用换土垫层法来处理浅层软弱地基土及不均匀地基已被广泛使用。 银川地区的特点是表层2-3m范围内有软弱土层,3m或4m以下的地基土层的承载力普遍较高,只要对3m或4m以上的软弱土层进行处理后,即可满足7层以下多层住宅建筑物对地基承载力的需求。而且银川平原地区(含平罗、吴忠、青铜峡等)的砂砾石产量丰富,运距短,价格便宜,是采用换土垫层法处理软弱土层的理想区域,既安全又经济并能保证地基基础的施工质量,因此在银川地区的住宅小区开发中已被广泛使用。但在大量使用该方法期间,有些提法不够确切,论述模糊,容易在地基基础的设计和施工过程中造成种种隐患或浪费。本文就此问题展开讨论,以求达到正确运用换土垫层法来处理软弱地基土之目的。     

成层地基中压入法沉桩引起的桩周土体变形分析

通过在桩-土界面设置接触面,选用合理的单元类型,建立了较为符合压入桩压桩实际的三维有限元模型。利用得到的有限元模型,采用单元生死技术对压入桩压桩过程进行了数值模拟,讨论了成层地基压桩过程中桩周土体的竖向应力及应变随压桩深度的动态变化。选用桩型为钢管桩,分析结果表明:随着压桩深度的增加,桩内桩周土体的竖向应力(或应变)一直表现为压应力(或压应变),且逐渐增大;桩外桩周土体的竖向应力(或应变)逐渐由压应力(或压应变)变为拉应力(或拉应变)。随着压桩深度的增加,桩内桩周土体前3层竖向应力(或应变)的变化幅度基本一致,第4层的变化幅度增大;桩外桩周土体每2层土之间的差异都较大。     

单洞双层隧道围岩力学特性分析

单洞双层隧道作为一种新的隧道形式，不同于分离式隧道和连拱式隧道。利用ANSYS对单洞双层隧道和分离式隧道开挖后围岩的情况进行数值模拟，分析开挖后围岩的应力和位移变化情况、塑性区分布和安全系数，通过对比得出：在浅埋情况下两种隧道围岩应力和位移分布基本一致，地表沉降和分离式隧道相当；单洞双层隧道对围岩扰动深度较大，边墙是其薄弱部位，应力松弛明显，水平位移较大，塑性区水平方向分布较大。     

舰船水压场畸变的数值模拟

用有限基本解法对舰船下方附加翼板后的水压场进行了数值模拟。分光体船、附加单翼板和附加双翼板三种情况,在不同的水深下分别进行计算,获得了相应的纵向通过特性曲线,并与实验结果进行了比较。在不同的翼板位置、攻角和离船底距离下对水压场进行计算,以优化得到最佳水压场畸变效果。     

考虑预紧力与阀杆力的电动截止阀体应力分析

建立了有预紧力的截止阀有限元计算模型,阐述了预紧力单元的原理及分析方法,利用ANSYS程序对截止阀在考虑和不考虑螺栓预紧力及阀杆闭合力作用下的应力进行了计算。结果表明,法兰螺栓预紧力及阀杆闭合力对阀体应力的影响不可忽略。     

中间齿轮失效原因分析

某发动机中间齿轮在使用过程中发生早期失效。采用断口分析、化学成分分析、显微组织分析和硬度及层深测定等方法对失效的中间齿轮进行了分析。结果表明,中间齿轮存在明显偏载现象造成中间齿轮早期出现疲劳源,在交变应力作用下产生疲劳扩展而最终导致中间齿轮失效。     

残余应力作用下脆性膜/基材料的断裂行为

假定膜内的残余拉应力足以使膜发生开裂,利用膜/基材料中含弹性界面层的剪滞模型,研究了脆性膜/基材料在残余应力作用下的开裂行为特征,探讨了膜内正应力、膜/基界面切应力的分布规律,获得了膜的裂纹密度与残余应力大小之间的解析表达式。在裂纹密度、材料的力学和几何参数确定的情况下,该解析表达式可以用来评估残余应力的大小。最后,分析了膜的裂纹密度与残余应力、膜的厚度、弹性模量、断裂强度以及界面层的切变模量之间的内在关联,绘出了这些参数影响膜裂纹密度的变化曲线。     

表面小缺口损伤的超声深滚抗疲劳强化处理

为研究超声深滚处理技术(Ultrasonic Deep Rolling,UDR)对零件表面损伤的抗疲劳修复与强化作用,制备了Ti-6Al-4V缺口疲劳试件,采用UDR技术对缺口疲劳试件进行了深滚强化处理。通过疲劳试验对比了深滚处理前后的缺口试件的抗疲劳性能。采用体视显微镜对疲劳断口和深滚处理后缺口附近的塑性变形进行了观察分析,根据名义应力法和局部应力应变法对缺口件的疲劳寿命进行了计算,并与试验结果进行了比较。结果表明:试验结果与计算结果较接近;与未经超声深滚处理的试件相比,经超声深滚处理后缺口试件的疲劳强度由276 MPa提高到523 MPa。断口分析表明:经超声深滚处理后疲劳裂纹源下移到缺口根部以下0.68 mm处,说明超声深滚在缺口根部引入的残余压应力是提高缺口试件疲劳强度的主要原因。     

氧化层增厚对涡轮导叶热障涂层残余应力的影响

为了获得氧化层增厚对热障涂层残余应力的影响规律,在前期采用热流耦合方法研究热障涂层温度场的基础上,考虑温度相关的热障涂层各层材料特性,分析了多循环、氧化层(TGO)热生长以及蠕变累积作用下涂层的残余应力。结果表明:经过50个热循环后,氧化层厚度在叶片尾部高温区域最大;当TGO厚度大于2μm时,TGO厚度越大,陶瓷面层内靠近界面附近的最大主应力增量越大,易导致陶瓷面层在界面附近出现断裂失效。TGO热生长还造成靠近氧化层/粘结层的界面区域内粘结层的Mises等效应力增大,致使粘结层再次进入塑性屈服的可能性增大;TGO热生长对导叶合金材料应力分布的影响可以忽略。     

浮式振荡立轴叶轮的三维效应影响

为研究振荡运动下立轴水轮机的三维效应影响，采用ANSYS CFX软件三维模拟立轴水轮机在不同展弦下的振荡运动（横荡、纵荡），并与二维模拟的立轴水轮机作对比，通过最小二乘法拟合计算得到水轮机推力和侧向力系数时域结果，分析得到不同展弦比下水轮机阻尼系数和附加质量系数。结果表明：随着展弦比增大，叶轮潮流能的转换效率逐渐增大；三维振荡叶轮的水动力载荷与叶轮展长呈正相关，当展弦比达到10时其水动力载荷及能量转换效率和二维的计算结果相当；三维水轮机水动力系数常数项和阻尼项随展弦比增大而增大。