The mechanical performance and a rate-dependent constitutive model for Al3Ti compound

The Al₃Ti compound has potential application in the high temperature structure materials due to its low density, high strength and stiffness. The mechanical behaviors of the material under different loading rates were studied using compression tests. The results indicate that Al₃Ti is a typical brittle material and its compressive strength is dependent on the strain rate. Therefore, a series of rate-dependent constitutive equations are needed to describe its mechanical behaviors accurately. However, it is still short of professional research on the material model for Al₃Ti. In this study, the material model was developed on the basis of JH-2 constitutive equations using the experimental data. The model was then applied in simulating the impact process of Ti/Al₃Ti metal-intermetallic laminate composites so as to validate the established model. Good agreement between simulation and experiment results shows the constitutive model predict the material responses under high rate and large deformation accurately. This work provides more support for the theoretical and numerical research on the intermetallic.     

复合材料修补金属裂损结构吸湿老化的试验与有限元分析

暴露在湿热环境中的复合材料修补金属裂损结构易吸湿老化,导致该结构性能下降,服役寿命缩短。为研究吸湿性对复合材料修补金属裂损结构修补效果和耐久性的影响,利用试验方法分析了吸湿性对复合材料胶补金属裂损结构及胶黏剂力学性能的影响;利用有限元方法评估了吸湿性对复合材料胶补金属裂损结构试验件修补效果和耐久性的影响。研究结果表明:吸湿后含穿透双边裂纹铝合金板玻璃纤维单面胶补试验件的疲劳裂纹扩展寿命和极限载荷的平均值分别下降为吸湿前的71%和90%;吸湿造成拉伸条件下复合材料胶补金属裂损结构胶层失效模式由内聚破坏为主转变为界面破坏为主;在"湿-热"老化30天后,E44/聚酰胺环氧树脂胶黏剂试验件吸水饱和,弹性模量下降为未老化前的40%,塑性应变超过了总应变的25%;有限元分析发现胶层损伤受吸湿影响明显,吸湿性加速了胶层损伤,且裂纹长度越长,加速作用越明显;同时吸湿使得裂纹尖端的J积分值急剧增大,导致修补结构的疲劳裂纹扩展寿命缩短,裂纹长度越长,吸湿性对于复合材料胶接修补效果的危害越严重。     

螺栓法兰连接结构有限元模型参数确定方法

螺栓法兰连接广泛用于各种工业结构中,为准确预测该连接在实际工作中发挥的作用,需要建立准确高效的有限元模型。针对有限元建模过程中模型各种参数的确定问题,综合使用数值仿真手段和试验手段分别对模型网格参数和接触参数的确定开展研究。参数确定后的螺栓法兰连接结构有限元模型在保证计算精度的前提下,计算效率得到显著提高。     

基于数据的故障诊断更新问题分析及应用

机内测试被广泛应用于故障诊断,装备健康管理与预测等领域。本文针对机内测试设备在设计和升级时遇到的分类器更新,样本数量不平衡,硬件条件限制问题,提出了初步解决方案。首先,利用基于密度的聚类和人工免疫的方法处理原始数据,然后提出了基于代表样本点的混合学习方法,最后利用支持向量机和仿真案例验证了本文所提方法。结果表明本文所提方法能够解决上述问题,有助于基于数据的机内测试设备设计与升级。     

液氧甲烷膨胀循环变推力发动机系统方案对比研究

当前对液氧甲烷膨胀循环变推力火箭发动机的研制难点和关键技术认识不够清楚,尤其是在大变比推力调节方案方面。基于整个发动机系统,采用理论计算方法,探讨甲烷膨胀做功能力以及变推力调节方案可行性。分别给出了单涡轮系统方案和双涡轮系统方案,首次给出了不同工况下详细的系统状态参数分布,进行了对比分析,并探讨了甲烷做功能力随室压的变化规律。研究结果表明,甲烷做功能力随着室压的减小呈现先减小后增大的趋势,单涡轮和双涡轮系统方案均能够实现大范围推力调节;相比单涡轮方案,双涡轮方案能够更好地保证混合比,且甲烷气体做功能力利用效率更高,氧涡轮和燃料涡轮功率变化范围较窄,涡轮所处环境较为缓和,因此双涡轮系统方案具备一定优势。     

海水电场受物体电导率及其形状影响分析

海水中电场测量体会对目标电场产生影响,为了提高电场测量的准确度,利用有限元分析的方法研究了物体对海水电场分布的影响因素,并确定畸变电场的分布规律。仿真结果表明:海水电场畸变峰值大小及其畸变区域受物体的电导率及其形状影响,物体电导率小于或大于海水电导率时对电场分布的影响截然相反,物体形状的曲率越大,电场畸变的峰值越大,但畸变区域越小。     

Exact analysis of (R,s, S) inventory control systems with lost sales and zero lead time

We study an (R, s, S) inventory control policy with stochastic demand, lost sales, zero lead‐time and a target service level to be satisfied. The system is modeled as a discrete time Markov chain for which we present a novel approach to derive exact closed‐form solutions for the limiting distribution of the on‐hand inventory level at the end of a review period, given the reorder level (s) and order‐up‐to level (S). We then establish a relationship between the limiting distributions for adjacent values of the reorder point that is used in an efficient recursive algorithm to determine the optimal parameter values of the (R, s, S) replenishment policy. The algorithm is easy to implement and entails less effort than solving the steady‐state equations for the corresponding Markov model. Point‐of‐use hospital inventory systems share the essential characteristics of the inventory system we model, and a case study using real data from such a system shows that with our approach, optimal policies with significant savings in inventory management effort are easily obtained for a large family of items.     

电偶腐蚀下非稳态扩散瞬时静电场分析

为分析在浓差极化条件下非稳态过程中的静电场分布情况,在斐克第二定律的基础上利用拉普拉斯变换求解电极表面氧浓度随时间的变化。通过法拉第定律分析受氧浓度控制下的电偶腐蚀电流密度,在此基础上利用电流元模型求解电解质溶液中任意位置处产生的瞬时电位及静电场强度,并通过实验验证结果的正确性。结果表明：浓差极化下的非稳态扩散传质产生的静电场及电位会随着时间的增加而逐渐减小,并最终达到稳态,且电流密度会随着氧的浓度减小而减小。     

基于似然比检验的橡胶密封件加速试验机理一致性判别方法

加速退化试验广泛应用于橡胶密封件等长寿命产品的可靠性评估,试验过程中需要将高应力水平下的试验结果外推到正常应力水平。要获得准确的产品可靠性评估结果,需要保证加速应力下的退化失效机理与正常应力下的退化失效机理一致。基于似然比检验原理,提出加速退化试验机理一致性判别方法及流程。针对失效机理一致与失效机理变化两种场合,提出对数线性及非对数线性两类加速模型,并结合混合效应模型描述产品退化过程。利用似然比检验判断加速模型参数是否变化,完成失效机理一致性判别。仿真算例和应用实例表明,该方法能够有效判别橡胶密封件失效机理是否变化,并找到失效机理不变的应力水平边界。     

多种服役环境下航空铝合金疲劳裂纹扩展行为

通过收集机场环境数据并依据环境谱编谱流程,编制出试验室环境下航空铝合金加速腐蚀试验谱,并依据该谱开展LD2CS铝合金预腐蚀疲劳试验。统计分析试验数据,利用影响平均值方法,筛选出三个重要腐蚀损伤表征量,即最大蚀坑深度、最大蚀坑宽度、点蚀率。通过归一化无量纲处理和加权平均方法,计算出腐蚀损伤综合指标α。对比不同损伤程度下预制裂纹疲劳扩展行为特点,定义腐蚀加速系数Ω(α)。利用加速腐蚀第18—20a的试验数据验证Ω(α)表达式的有效性,得到预测值相对误差均小于10%,这说明修正后的疲劳裂纹扩展公式适用于表示腐蚀损伤对长裂纹扩展的加速作用,为航空铝合金的损伤容限设计提供新的思路。