陶瓷/金属梯度层的热应力分析及缓和特性设计

分别以陶瓷／金属复合平板和圆筒为研究对象,导出了功能梯度材料组份连接变化下的温度及热应力分布,并将ＺｒＯ２／ＮｉＣｒＡｌ复合板热应力分布的解析解与有限元结果进行了比较,对复合圆筒进行了组份分布的热应力缓和特性设计,分析结果表明,用连续模型计算,可进一步减缓功能梯度材料层间的应力突变和残余应力,便于结构的优化设计。     

陶瓷/金属梯度热障涂层圆筒的传热与热应力有限差分分析

推导了多层陶瓷梯度涂层圆筒模型的温度和热应力分布，对变物性材料的差分解法进行了分析，并与实际的工程模型进行了对比计算，有限差分解和有限元解能够很好地吻合。     

基于遗传算法的功能梯度材料的优化设计

针对功能梯度复合材料的陶瓷隔热涂层问题,建立了遗传算法模型,用有限元法计算热应力,得到了满足约束条件的解,为寻找功能梯度材料的陶瓷涂层在空间的最优分布设计提供了一个有效方法。     

陶瓷/金属功能梯度多层组合板的热弹性极限分析

对陶瓷／金属功能梯度多层组合板进行了稳态热传导分析及热弹性极限分析，导出了稳态温度分布场，极限状态热弹性应力分布的计算式，并在弹性极限状态下，得到了弹性极限温度．文中的结果是以ZrO2／Ti-6Al-4V陶瓷热障涂层为对象得到的，其模型和方法同样适用于各类金属陶瓷梯度涂层材料．     

轮轨热接触耦合效应的有限元分析

针对制动热应力问题,运用有限元直接耦合法,对车轮热接触工况进行了模拟,采用耦合方程同时求解温度场和位移场,研究了纯机械载荷工况和热接触耦合工况下轮轨应力分布与变化规律,分析了车轮及钢轨表层材料和次表层材料的变形、温度与应力之间的关系.分析结果表明:由于热应力的影响,车轮表面以下0～1 mm的表层区域等效应力最大值增大了...     

功能梯度材料在道岔中应用的可能性

分析了道岔材料的破损及应力分布情况，在此基础上提出了道岔功能梯度结构模型，依据道岔功能梯度结构模型，通过对合金钢进行温热加压处理，制造了符合结构模型的功能梯度材料、性能梯度变化的特征使得功能梯度材料能够有效地解决道岔中强度与冲击韧性之间的矛盾。     

制动鼓的热-结构耦合分析

利用大型通用有限元分析软件ANSYS6.1研究了某中型车前轮制动鼓在机械载荷与温度载荷作用下的热-结构耦合问题。通过对制动鼓不同模型的热分析、结构分析和热应力耦合分析说明不同模型和不同载荷对制动鼓的温度分布、变形及热应力的影响。     

陶瓷热障涂层多层组合板的热弹性极限分析

导出了含功能梯度层在内的四层组合板，在梯度层物性参数连续变化情况下的温度分布及热弹性应力分布，在此基础上，确定了板初始屈服的位置及初始屈服时的极限温差，为板的热弹塑性应力分析和极限分析、优化设计提供了理论基础。     

热力耦合作用下的滚动轴承寿命分析

针对承受热应力和结构应力共同作用的滚动轴承,推演了其热源产生机理和热应力计算过程,并且利用有限元软件Ansys建立了轴承单元分析模型.通过对热力耦合作用下轴承温度分布、应力分布和疲劳寿命特性进行分析,结果表明轴承内圈受温度变化影响最大,滚道导棱处容易发生应力集中,温度变化比轴承载荷对寿命影响更加显著.     

相变储能路面发热融雪材料体系的试验研究

应用相变材料(PCM)于热融法路面除冰雪技术中,在实验基础上确定发热材料体系的材料组成、PCM的封装方式以及PCM发热体的结构,制备路面发热融雪材料体系试件.试验研究表明:通过PCM相变产生的能量缓释效应,可以改善发热材料体系的温度场分布并对其实现温度调控;相变储能路面发热融雪材料体系具有较高的蓄热能力和热稳定性,融雪效能大,在满足融雪功效的同时,热应力明显降低且节能.     

W-Mo梯度飞片的显微组织特征研究

利用电子探讨和扫描电镜对W－Mo梯度飞片的化学元素分布，显微组织和断口形貌进行了研究。结果表明：W－Mo梯度材料整体致密，成分分布呈梯度变化特征；富钨区，富钼区主要表现为脆性断裂，界面处具有明显的韧性断裂特征。     

正交各向异性介质中热应力问题与横向弯曲问题的比拟

介绍一种用于求解正交各向异性介质中平面热应力问题与横向板弯问题的比拟方法。利用本方法，正交各向异性材料中的平面热应力问题的解可以直接从相同材料、相同几何尺寸的板弯问题的解中得到，反之亦然。     

履带板加热器消除焊接残余应力的试验研究

测试了履带板加热过程中温度沿钢板厚度方向的分布，并用小孔释放法测试了补焊试板在焊态、经履带板加热以及炉内加热后残余应力的分布．结果表明，履带板加热时所需加热时间较长，但温度沿试板厚度方向梯度小，截面温度分布均匀；履带板加热器消除焊接残余应力效果与炉内加热相当．     

银基氧化物梯度复合材料的研究

通过粉末冶金法制备了银基AgZnO/AgZnO-CdO/AgCdO叠层材料和AgSnO2梯度触头材料,这种设计方法从功能梯度的角度出发,更准确地考虑到了电接触材料的实际工作情况。作为一种全新的电接触材料的设计方法,初步考察了两种复合材料的电导率、热导率及电侵蚀前后接触表面的形貌和元素成分分布情况。     

地温梯度孕育的岩体热应力对岩爆预测的影响

为使在高地温环境下通过水压致裂获得的应力更加真实地预测岩爆，提出在岩爆预测过程中应考虑地温梯度孕育的岩体热应力. 结合弹性理论获得了在高地温环境下水压致裂的理论应力解；基于此理论应力解对圆形隧道进行了岩爆预测；应用岩体热应力公式对桑珠岭隧址区的岩爆进行了预测. 研究结果表明:在高地温环境下，恒定压力和水平主应力会增加约一倍的岩体热应力，裂隙重开压力会增加约两倍的岩体热应力，垂直应力不变；如果在高地温环境下直接采用水压致裂测得的应力进行岩爆预测，当水平原位地应力大于竖向原位地应力时，得到的岩爆等级偏高，当水平原位地应力在重力应力和竖向原位地应力之间时，得到的岩爆预测位置与实际不一致，当水平原位地应力小于重力应力时，得到的岩爆等级偏低；桑珠岭隧址区的岩体热应力约为重力应力的61%，若不考虑此热应力进行岩爆预测会导致严重的错误.      

陶瓷／金属梯度热障涂层的微结构与力学性能

讨论了由纯陶瓷层，陶瓷／金属梯度层、纯金属层及基体层４种不同层组成的梯度热除涂层的结构模型。梯度层的微结构沿厚度方向具有不同的陶瓷和金属体积分数分布曲线。采用多项式和幂函数２种分布函数来描述梯度层的微结构。     

有织构TiC渗层内三维宏观应力梯度分布的研究

本文在综合研究前人理论的基础上,提出用侧倾装置的 H 晶面法或多重因子晶面法,根据所测晶面的 X 线弹性常数来测定有织构的 TiC 渗层内三维宏观内应力及三维宏观加权平均内应力梯度分布和精确测定无应力的2θ_0。本法可适用于测定各种渗层、涂层材料表面薄层内外的三维宏观内应力梯度分布。     

内燃机气缸套温度波及波动热应力的有限差分分析

介绍了在内燃机气缸套可靠性分析中对温度波及波动热应力的计算研究，推导了计算温度波的变空间步长和变时间步长的有限差分格式，对边界条件、初始条件、解的稳定性和边界条件分解进行了讨论，编制计算程序计算了气缸套的温度波，就计算结果进行了分析。     

高墩大跨简支梁桥的特殊梁轨纵向力及其影响

为探讨主梁收缩与徐变和桥墩梯度温度荷载在高墩大跨简支梁桥中产生的特殊梁轨纵向力,以10跨64 m简支梁桥为工程背景,基于有限元法和梁轨相互作用原理,建立了轨道-梁-墩-基础一体化计算模型,研究收缩与徐变效应、梯度温度模式、墩高等对纵向力的影响规律,并与常规纵向力进行了对比分析.研究结果表明:主梁收缩与徐变引起的梁轨纵向力由纵向缩短效应控制,与竖向挠曲效应关系较小,且该项纵向力大于伸缩力或挠曲力,使得桥台产生较大的水平力;指数分布和线性分布梯度温度模式计算得到的纵向力分别约为制动工况下的20%~30%和50%~100%,指数分布梯度温度模式相对合理,温度曲线参数对纵向力的影响有限,建议尽快制定合理、统一的桥墩梯度温度荷载.      

优化结构闸片对制动盘温度及热应力的影响

为了研究列车制动产生摩擦热对制动盘的耐热疲劳性能的影响,分析了摩擦热流分布与闸片结构的关系,提出一种优化闸片摩擦块固定位置,达到改善制动盘摩擦热分布的方法,采用有限元软件ABAQUS对优化前后的闸片制动过程进行了数值模拟,结果表明:与闸片优化前相比,闸片优化后制动盘最高温度和热应力分别下降的17％和23％,沿制动盘径向分布更均匀.