稀土超磁致伸缩材料的应用

重点介绍了稀土超磁致伸缩材料的应用基础及其在各方面的应用。     

一种77～373K磁致伸缩测量装置的研制

设计了一种77～373K温度区间测量磁致伸缩的装置。采用多晶Ni对该装置进行了标定，结果与献发表的数据相符，并利用该装置测试了多晶Ni2.1Mn0.9Ca0.9C0.05Heusler合金磁致伸缩的结果。     

一种77～373K磁致伸缩测量装置的研制

设计了一种可在77～373K温度区间测量磁致伸缩的装置．采用多晶Ni对该装置进行了标定,结果与文献发表的数据相符．并利用该装置测试了多晶合金磁致伸缩的结果     

采用压电微泵散热的超磁致精密驱动器

针对超磁致精密驱动器(GMA)工作时因电磁线圈发热而导致GMA定位精度差的问题,采用体积小、噪声低、无电磁干扰的压电微泵驱动水流进行散热,以控制超磁致伸棒的温度.制作了一台GMA样机,设计了一个热变形测试系统,进行了GMA在无水冷和有水冷条件下的热变形对比实验.结果表明,提出的温控措施是有效的.     

含压电致动器的夹层板有限元分析

依据Hoff型夹层板理论以及纤维增强型复合材料和压电致动器的本构关系，首次建立了每个结点具有7个位移自由度的含压电致动器的四结点矩形复合材料夹层板单元。数值算例表明，该方法具有良好的计算精度 。     

磁致伸缩位移传感器感应信号的分析调理

为了提高磁致伸缩位移传感器感应信号的信噪比和稳定性,同时降低扭转波在波导丝中多次反射叠加而引起信号边沿抖动对测量精度的影响,对感应信号分别做时域和频域相关分析,并在测量电路中做相应信号调理,包括基于数字仿真的模拟滤波电路测试和沿触发定位方式的对比验证实验,论证了所提信号调理方案在提高传感器精度和抗干扰能力方面的可行性.     

基于神经网络铝板机磁阻抗结构损伤识别

提出一种将机磁阻抗技术用于金属板结构健康监测的方法,并使用BP神经网络数据处理技术实现金属板损伤程度的定量识别.首先,建立铝板与磁致伸缩材料构成的机磁阻抗模型,并推导出模型的耦合电阻抗表达式.然后,利用有限元软件ANSYS建立耦合系统的三维模型,并通过有限元谐响应分析方法得到铝板在缺陷尺寸从5mm变化到13mm的机磁阻抗谱.同时,建立BP神经网络模型,对缺陷尺寸为7 mm和12 mm的机磁阻抗谱进行验证.结果表明,神经网络能够准确识别出铝板缺陷的损伤级别.在铝板机磁阻抗检测中使用神经网络进行数据处理,不仅可以实现缺陷尺寸的精确定量,而且还具有较高的稳定性.     

多晶Ni2.1Mn0.9Ca0.9C0.1合金的马氏体相变特征

采用电阻、热膨胀、磁致伸缩及光学金相等试验方法研究了多晶合金的马氏体相变特征．结果表明：合金在400～100K之间发生两次相变，第一次为马氏体相变，它的热滞后比较小，马氏体相的电阻率高于母相的电阻率；而第二次相变的结构变化尚未澄，它的热滞后比较大，新相的电阻率低于母相的电阻率．马氏体相变时，合金结晶方向长度收缩，磁致伸缩急剧减小．合金中马氏体基本为相互平行的片状组织．     

多晶Ni2.1Mn0.9Ga0.9C0.1合金的马氏体相变特征

采用电阻、热膨胀、磁致伸缩及光学金等试验方法研究了多晶Ni2.1Mn0.9Ga0.9C0.1合金的马氏体相变特征。结果表明：Ni2.1Mn0.9Ga0.9C0.1合金在400～100K之间发生两次相变,第一次为马氏体相变,它的热滞后比较小,马氏体相的电阻率高于母相的电阻率;而第二次相变的结构变化尚未澄清,它的热滞后比较大,新相的电阻率低于母相的电阻率。马氏体相变时,合金结晶方向长度收缩,磁致伸缩急剧减小。合金中马氏体基本为相互平行的片状组织。     

分层海洋环境对潜艇腐蚀相关静态电磁信号的影响研究

来源于腐蚀及防腐电流的静态电、磁信号是潜艇水下新的重要的目标特性.为掌握分层海洋环境对其水下分布特征的影响,采用三层平行分层导电媒质模型模拟海洋环境、水平直流电偶极子模拟潜艇腐蚀相关电磁场源,通过数值仿真,研究环境电导率、海洋水深、分层界面等因素对潜艇腐蚀相关静态电场和静态磁场的影响.仿真分析结果表明,分层海洋环境对场有明显影响,且存在普通规律.     

320kA预焙铝电解槽电磁场分布计算与优化

利用ANSYS电磁场有限元法,建立了320 kA预焙铝电解槽三维电磁场有限元模型,计算了铝电解槽内的电场分布及磁场分布,计算结果与实测结果相吻合,验证了该模型的正确性.在此基础上提出了一种新型电解槽结构,并应用参数化设计语言（APDL）建立该结构的电磁场计算模型,以磁场为目标对该结构进行了整体优化.最终优化后电磁场分布表明：该结构铝电解槽能减小铝液层水平电流,磁场分布对称性好,有利于改善槽内铝液的流动状态,具备较大的节能潜力.     

钢管混凝土界面抗剪粘结性能的有限元分析

本文建立了钢管混凝土界面抗剪粘结的有限元分析模型,通过大型有限元软件ANSYS进行计算,计算结果与试验结果相对比,证明了有限元分析模型的可靠性。     

提高车辆安全带锚固点强度的方法研究

按照国家标准要求,对某型汽车座椅安全带进行强度试验,发现后排座椅安全带锚点处的后地板破裂.针对该问题,在ANSYS软件中建立了座椅安全带的有限元模型,通过有限元分析结果与试验结果的对比,证明有限元模型的可靠性.利用非线性有限元法对安全带锚固点的强度进行了研究,提出了一些可以提高安全带锚固点强度的方法.     

高速铁路模型箱梁静力非线性和动力损伤关系研究

桥梁结构在荷载作用下的静力非线性与结构动力特性之间的关系是结构损伤识别领域的重要问题。基于高速铁路模型箱梁的重复荷载试验,采用平面非线性有限元分析方法对静力非线性和动力损伤之间的关系进行了研究。通过定义混凝土等效应力－等效塑性应变曲线来定义其弹塑性行为。对数值模型加载到各级荷载后卸载进行动力特性分析,即卸载后计算自振频率和振型。计算结果表明：采用平面非线性有限元分析方法可以比较准确地对箱梁模型进行非线性分析,除了初始模型刚度存在一定误差外,结构的骨架曲线的特征值、加卸载刚度和残余位移吻合较好。在进行非线性分析后进行动力特性是分析可行。竖向频率值的变化能够反映静力非线性发生后结构的损伤出现和损伤的发展规律,这为结构动力损伤识别提供了有效的途径。     

基于有限元法的5000t油船结构强度计算

采用有限元软件MSC.PATRAN/NASTRAN,对5 000 t油船建立局部结构计算,分析有限元模型,进行满载工况下的强度计算及结果分析,计算结果表明各构件强度满足结构强度要求.本船结构强度能够满足CCS规范要求,计算结果符合实际情况,说明采用有限元法的准确性及实用性,能有效地为相关的船舶设计提供参考.     

船与刚性桥墩的碰撞性能分析

运用非线性有限元基本理论，采用国际上广泛使用的大型结构分析程序LS—DYNA，建立了船舶、刚性桥墩的三维有限元计算模型．分析了碰撞力的大小、船首及构件的损伤和吸能特性，并与经验公式计算结果进行了比较，得出了有关船撞力大小和分布规律的结论．     

现浇桥面板的Ⅰ形组合板-梁桥荷载横向分布试验分析

根据现浇桥面板的Ⅰ形组合板-梁桥的结构特点,通过试验与理论计算对比,研究该种组合板梁桥荷载横向分布计算方法。运用桥梁博士软件建立结构分析模型,根据理论分析与实测各种荷载工况下各片梁的挠度及应力,判断Ⅰ形组合板-梁桥的实际承载力;将ANSYS有限元法、桥梁博士刚接板梁法及试验测试结果对比研究,验证理论分析方法的可靠性,确定该类组合梁桥的荷载横向分布系数计算方法。     

预应力混凝土箱梁桥精细化有限元模型

介绍了预应力箱梁桥的有限元分析方法,基于ANSYS二次开发了预应力箱梁桥有限元分析模块,能够计入材料与几何非线性影响,可用于预应力箱梁桥的受力特性分析及局部应力分析.利用开发的模块,采用Solid45单元模拟混凝土,Link8模拟预应力束,建立预应力混凝土箱梁桥的精细化有限元模型,对钱江通道南接线大宽跨比现浇箱梁进行分析,验证了此建模方法的实用性.     

基于灵敏度分析的大跨桥梁结构有限元模型优化研究

本文给出了一种基于灵敏度分析的大跨桥梁结构有限元模型优化方法。具体步骤如下：（1）通过竣工资料建立有限元模型;（2）利用成桥试验技术报告确定目标函数与修正参数;（3）采用灵敏度分析方法确定修正参数与目标函数的关系,将结构的有限元模型优化问题转化为数学模型的优化问题;（4）采用线性加权法将多目标优化转化为单目标优化问题,并利用二次规划法进行优化求解;（5）用优化后的结果代入有限元模型计算。采用上述方法对金塘大桥主通航孔桥的结构有限元模型进行优化,结果表明：优化后的计算响应值与实测响应值的误差控制在5%以内,验证了上述方法的实用性。     

现浇平转连续梁桥拆架方式对支架受力的影响

结合工程实例建立有限元模型分析了不同支架拆除方式下支架的受力变化情况,并将拆除过程中支架所受最大荷载和支架拆除前的荷载进行了比较。研究结果表明:从悬臂端向桥墩方向的拆架方式下支架所受最大荷载达到支架拆除前荷载的234%,说明了拆架方式不当可能会引发支架失稳破坏,所以拆架方式对支架受力的影响是不容忽视的。