轴向剪切条件下功能梯度圆柱形复合材料的界面开裂问题研究

针对外覆功能梯度涂层的圆柱形复合材料在轴向剪切作用下的界面开裂问题,建立了断裂力学分析的理论模型。运用分离变量和无穷级数法,推导了奇异积分方程;利用Lobatto-Chebyshev配点法将其离散为代数方程组,最后得到了应力强度因子的数值解。对数值结果的讨论表明:在涂层外表面固定的条件下,可以通过降低涂层厚度和设计内侧软而外侧硬的涂层2种途径来有效地减小界面的断裂驱动力。研究结果可为工程中该类复合材料的防断裂优化设计提供理论参考。     

高应变率下GH4720Li合金热压缩性能研究

为了研究镍基高温合金GH4720Li在高应变率下的动态力学性能,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)对材料进行了温度范围为20～1 000℃,应变率为10～5 000 s^-1的单轴热压缩试验,获得了不同温度不同应变率下材料的应力应变曲线。结果表明：在相同的试验温度条件下,GH4720Li合金在高、低2种应变率条件下表现出了不同的动态力学性能。在低应变率(10 s^-1)条件下,GH4720Li合金的应力值随着温度的升高而降低;在高应变率(1 000 s^-1,5 000 s^-1)条件下,GH4720Li合金的应力值在特定温度(400～800℃)随着温度的升高而升高。结合已获得的试验数据,通过数值拟合的方法对原始Johnson-Cook(J-C)本构方程进行了修正,以满足GH4720Li合金在高应变率下应力的变化规律。通过线性相关系数和平均误差对修正的J-C本构方程精度进行了验证。结果显示：修正的J-C本构方程与试验数据吻合良好,可以大幅度提高J-C本构方程对GH4720Li合金在大应变率范围下的拟合精度。     

高转速下膛内装药发射安定性仿真分析

高速旋转弹丸发射过程中存在较大的轴向加速度和角加速度,导致装药与其他零部件之间产生相对运动,影响装药发射过程中的安定性。文章采用LS-DYNA软件通过改变底隙、静/动摩擦因数以及膛压大小对膛内装药发射安定性的影响因素进行仿真分析。结果表明,装药底面应力峰值随着底隙的增大而呈先增大后趋于稳定的趋势;侧面应力峰值总体随着摩擦因数的增大而增大;在仅改变膛压时,装药底面及侧面微元应力随膛压的增大而增大;弹体与装药的转速也随膛压的增大而增大,弹体与装药之间的相对转速则随膛压的增大而减小。     

电磁发射用脉冲电抗器应力分析及结构设计

基于对电磁力以及热应力的解析计算公式的推导,运用ANSYS有限元仿真软件对固定电抗器顶底端面情况下的铜箔进行电磁-温度-结构耦合分析,分别得出热应力及所受总应力与应变的分布情况。进一步对电抗器的结构进行优化,综合考虑其结构强度要求与连发温度要求,确定电抗器的最优设计结构,最终通过试验验证出仿真与设计方案真实可信。     

考虑外场差异的步进加速寿命数据可靠性评估方法

针对寿命服从双参数Weibull分布的机电产品,进行单应力、定时转换的步进加速寿命试验,研究加速寿命试验数据下的可靠性评估问题。考虑到外场多应力环境与实验室单一应力环境之间的差异性,构建基于修正系数的分布参数计算模型;开展步进加速寿命试验过程的统计分析,建立各应力下的累计分布函数关系;构建极大似然函数,运用数值迭代法,求解未知参数估计;结合某型机电产品进行仿真方案设计,采用Monte Carlo仿真方法产生样本数据,通过对比分析说明所提出的模型评估精度更高。     

基于有限元分析的金属套／陶瓷柱外伸式过盈连接应力分布规律

以45^#金属套和氮化硅陶瓷柱为研究对象,采用有限元法分析了不同过盈量下金属套／陶瓷柱外伸式过盈连接的应力分布规律。结果表明：陶瓷柱在接触边缘均存在明显的边缘效应,轴向应力梯度较大;金属套在接触边缘内侧存在显著的应力集中,其值远大于对应位置陶瓷柱的压应力,易于导致陶瓷材料破坏。采用热胀法进行了试验验证,过盈连接试样均在12h内发生自然断裂,较好地验证了有限元分析结果。     

正畸力作用下微种植体支抗的应力分析

通过建立直径为1.4,1.6,1.8 mm,长度为6,8,10 mm,螺纹深度为0.2 mm,螺纹间距0.5 mm的Ti质微种植体支抗与颌骨有限元模型,研究在常用载荷1.96 N正畸力与微种植体长轴呈45°,60°和75°三种角度时的Ti质微种植体应力分布和大小。分析得出,应力主要集中在微种植体颈部1 mm内,在其颈部1.2 mm的范围内应力值的衰减都很明显,在颈部1.2 mm的范围内曲线较陡。在设定的加载条件下,不同直径的微种植体应力值呈规则的变化趋势,直径1.8 mm,45°时微种植体的各应力值极值最小。微种植体长度对应力的影响不大,位移变化均较小。     

股骨颈骨折内固定的生物力学测试及分析

本文测定了尸体骨股骨颈骨折后三种不同内固定钉(针)的轴压与骨折处张开位移、轴压与骨折处两侧截面的相对扭转角,对三种钢钉(针)内固定的性能进行了比较,对内固定钢针进行了受力分析。     

应用应力-强度干涉理论确定火炮零件的可靠性安全系数

本文根据应力—强度干涉理论,确定了火炮零件在统计意义下的可靠性安全系数并给出了可靠性安全系数的计算方法。将强度、应力、结构和可靠性计算联系起来。