船用10CrNiCu钢缺口拉伸性能及临界损伤参数研究

为了研究应力三轴度对船用10CrNiCu钢延性断裂的影响,分别对无缺口试样和带有不同曲率半径缺口的试样测量了其力学性能及临界损伤参数Wdc,并用扫描电镜对断口进行观察。试验结果表明:缺口试样的塑性变形集中在缺口根部很小的区域,材料强度随应力三轴度的增大而升高;在准静态加载条件下,临界损伤参数Wdc基本保持恒定,且与加载速率无关。临界断裂应变与应力三轴度满足Johnson-Cook断裂准则,即满足指数衰减关系。微观断口分析表明,随着应力三轴度的增大,韧窝尺寸逐渐增大。     

基于应力三轴度修正的Q345钢J-C失效模型参数研究

开展了Q345钢的缺口拉伸试验和霍普金森拉杆试验,重点分析了应力三轴度和应变率对钢材断裂的影响。考虑应变的时间累积及应力三轴度在最小截面处的空间分布效应,修正了应力三轴度的计算方法。基于缺口拉伸试验和SHTB试验结果拟合了材料J-C失效模型参数。     

基于累积塑性破坏的船体缺口板低周疲劳裂纹萌生寿命研究

结合循环应力-应变曲线,获得N次载荷循环后船体缺口板累积塑性应变值,根据Neuber公式和Manson-Coffin方程建立了循环载荷下基于累积递增塑性破坏的船体缺口板低周疲劳裂纹萌生寿命的计算模型。通过有限元计算讨论了循环载荷的平均应力、应力幅值、应力比及尺寸效应的影响;所建立模型的计算结果与已有实验结果基本吻合;对合理预估单轴循环载荷下缺口板的低周疲劳裂纹萌生寿命以及提高船舶安全性有重要意义。     

柴油机活塞的低周热疲劳寿命预测与安全性评价

运用ＡＤＩＮＡＴ和ＡＤＩＮＡ程序计算了１２Ｖ１８０和４２－１６０柴油机活塞的轴对称温度场和循环弹塑性应力应变场以及Ｍｉｓｅｓ当量应力应变场。根据“起动－停车”波形，采用带环状缺口的圆柱形试件，进行了热疲劳和高温低周疲劳模拟试验试验和计算表明：当量应变范围与疲劳寿命之间存在着Ｍａｎｓｏｎ－Ｃｏｆｆｉｎ公式关系，且不受试件结构形状和尺寸的影响；     

大侧斜螺旋桨桨叶应力测试研究

采用在大侧斜桨模表面粘贴应变片的方法来研究桨叶在不同工况下的应变和应力分布，分别进行了大侧斜桨四象限敞水试验，叶片在集中力静载荷、离心力作用下的应变测量，以及在危险工况下的桨叶动态应变测量，详细讨论测试方法、设备和技术，桨叶动态应变测量结果说明在危险工况时桨叶随边0．55R区域内有高应力区，研究和分析表明，测量方法和试验系统是成功的。     

加载速率和温度对10CrNiCu船体钢临界损伤参数的影响规律研究

基于连续损伤力学建立的临界损伤参数在船舶设计和寿命评估上具有重要的工程应用价值。本文以船用10CrNiCu钢为研究对象,采用有限元方法对缺口试样的塑性变形进行分析,并在不同加载速率和不同试验温度条件下研究临界损伤参数的变化规律,同时借助扫描电镜分析试验后样品断口形貌。研究结果表明：缺口试样的塑性变形主要集中在缺口部位,缺口半径越小,等效塑性应变越大;加载速率对临界损伤参数的影响有限,在0.1～100 mm/min范围内,数据波动小于5%;试验温度对临界损伤参数影响较大,在-60～20℃范围内,临界损伤参数随温度升高而增加,增幅达14.4%;断口形貌特征表现出的规律与有限元分析和试验结果相一致。     

摩擦对反复镦压工艺的影响

反复镦压被认为是一种有应用前景的制备块体超细晶材料的方法.文中借助有限单元法研究了摩擦因子对镦压试样等效应变大小及分布、速度场以及变形载荷的影响.研究结果表明,由于摩擦的存在,试样同一截面各点沿纵向的流动速度并不一致.镦压后试样内部的等效应变分布不均匀,除角部区域小范围内等效应变较高外,其它部分中心区域等效应变较高.随摩擦因子增大,试样的平均等效应变略有增加,但等效应变分布的均匀性明显下降.最大变形载荷随摩擦因子的增大而显著增加.因此,应采取适当的措施降低摩擦的影响.     

冲击载荷作用下Q345钢失效应变与单元尺寸关系研究

冲击载荷作用下结构的损伤破坏仿真计算中，材料的失效应变取值与单元尺寸具有很大的关系。为建立冲击载荷作用下结构失效应变与单元尺寸之间的关系，本文以开展的Q345B钢各类力学性能试件（压缩、扭转、拉伸等）获取的材料失效应变为依据，借助数值仿真手段，研究各类试件网格尺寸对失效应变影响关系，并进一步依托开展的弹体穿甲试验、简单方板冲击试验、近场爆炸下舰船毁伤破坏试验，建立三类典型冲击问题中单元失效应变取值与尺寸之间的对应关系。计算结果表明：网格尺寸对单元失效应变的影响主要在于单元尺寸可改变结构变形过程中局部塑性变形分布区域的分布度；不同冲击载荷作用下，由于所使用的单元类型及受力状态存在一定的差异，需针对各类冲击问题分别建立单元失效应变与网格尺寸之间的关系。研究成果可为后续数值仿真计算中单元失效应变的选取提供指导。     

匹配类型对接头静载下抗断裂性能的影响

本文以造船行业常用的ＺＣＢ钢为研究对象，选用高匹配焊接接头，采用带缺口试样在静拉伸载荷作用下进行试验。试验表明，在本试验条件下，焊缝与载荷垂直时，接头的抗裂性主要取决于焊缝的强度，焊缝强度越高，接头的抗裂性越好。当焊缝与载荷平行时，接头抗裂性主要取决于焊缝塑性，焊缝强度直高的生越差。本文所采用的评定接头抗断裂性能的参量（断列比功Ｗ／Ｆｏ，整体平均应变ε，最小截面收缩率ψｍｉｎ）简单易行，结论可靠，     

纤维缠绕复合材料夹层圆柱壳局部刚度特性分析

为探究缠绕工艺引起的纤维交叉起伏对结构局部刚度的影响,本文以湿法缠绕工艺成型的夹芯复合材料圆柱壳为研究对象,通过开展深水静压试验,采集典型区域的32个典型测点应变,得到载荷—应变规律曲线,分析了夹层复合材料缠绕圆柱壳在深水环境下的应力应变状态。研究表明:缠绕工艺导致圆柱壳表层应变呈非均匀周期性分布,环向交叉起伏及螺旋交叉起伏造成结构局部刚度降低,比层合区刚度低约33.4%。     

船舶系缆柱静力学响应的数值模拟及分析

为实时、有效地在线监控船舶的系缆力以保证船舶系泊安全,介绍船舶系缆力及相关领域的研究现状,建立船舶系缆柱应变与船舶系缆力的数学模型。采用数值模拟方法对船舶系缆柱静力学响应进行研究,分析不同系缆力载荷条件下船舶系缆柱不同截面、不同位置和不同方向上的应变响应规律,得到船舶系缆柱应变的线性变化特性和最合适的应变测点布置区域。     

角焊缝角变形产生机制的研究

以T形焊接接头为算例,用有限元数值计算方法研究了六个固有应变分量各自对角焊缝角变形的作用效应,发现导致角变形产生的主要因素是与焊缝平行的平面内垂直于焊缝方向的固有剪切应变分量;将该固有剪切应变分量以均匀和非均匀两种分布形式施加在焊缝区,发现只有非均匀分布的固有剪切应变使焊接接头产生角变形.由此可知:角焊缝角变形产生的主要原因是在焊缝及其附近区域不均匀分布的固有剪切应变分量,而不是板厚方向上非均匀分布的横向固有正应变分量.此结论指出了关于焊接角变形产生机制的传统思维的认识误区,对研究预测角焊缝角变形简化方法具有指导意义.     

软体排塌陷弯曲变形的应变响应特征分析*

软体排是长江中下游航道主要的洲滩防护结构，其变形的应变响应特征对评估分析软体排服役状态具有重要意义，目前对此研究较少。针对目前软体排塌陷变形应变响应特征研究存在的难点，开展模型试验，研究软体排塌陷弯曲变形下的应变响应特征，并提出排体塌陷变形的识别方法。结果表明：排体塌陷变形时断面应变呈“双峰”型的分布特征；该分布特征是由于内部排体弯曲变形并向内卷缩，通过定点处的固定作用带动光纤受压，导致该部分感测光纤呈现负应变而形成。     

Y髻沙大桥钢结构焊缝裂纹的解决

对材质为16Mnq的钢管焊接过程中根部焊缝出现的焊接裂纹进行理论分析，并通过试验加以验证，初步确定了根部焊缝裂纹的成因，并提出相应的防止措施。     

基于多场顺序耦合的高温超导电机磁体应变分析与验证研究

本文以高温超导电机磁体为研究对象,采用电磁场和结构场顺序耦合,重点解决电磁场与结构场之间的数据映射,对磁体低温下受电磁力作用产生的应变进行数值计算和试验验证,从而获得磁体在载流状态下的应变场分布特征,确定磁体结构中较为薄弱的区域,为超导磁体的结构设计和优化提供依据。     

采用对数应变的附加混合应变元的非线性分析

将Ｓｉｍｏ等提出的混合应变元应用到采用对数应变张量的有限应变分析中，给出了基于对数应变张量的几何非线性附加混合应变元的弹塑性模型，得出了简便的计算方法。数值算例表明，该方法能得到较好的结果，有较高的精度。     

环氧树脂和聚酯聚合物混凝土的性能

本文介绍了国外对环氧树脂和聚酯聚合物混凝土的性能所作的研究。聚合物混凝土体系的强度、破坏应变、压缩模量和应力-应变关系，在不同程度上受到养护方法、试验温度和应变率的影响。同均匀级配的细骨料比较起来，间断级配的骨料能使聚合物混凝土具有较好的力学性能。     

含裂纹梁的模态与振动疲劳寿命分析

基于传递矩阵法和Paris公式,提出一种对含初始横向裂纹悬臂梁进行模态和振动疲劳寿命分析的理论方法.采用无质量弯曲弹簧来等效横向裂纹,弹簧刚度通过裂纹引起悬臂梁的局部柔度来表述,则整条悬臂梁被离散成弯曲弹簧连接的两段完整梁.根据Euler-Bernoulli梁理论,采用更精简方法推导出悬臂梁的特征传递矩阵,分析裂纹参数对悬臂梁前五阶模态的影响.通过同步分析法使得裂纹梁模态和疲劳裂纹扩展分析同时进行,采用Paris公式模拟疲劳裂纹的扩展速率,研究悬臂梁根部区域裂纹参数对悬臂梁振动疲劳寿命的影响.结果表明,疲劳裂纹对悬臂梁的各阶模态和振动疲劳寿命的影响很大,且悬臂梁根部区域的任意位置都可能发生疲劳断裂.     

珠江三角洲石油化工港口吞吐能力缺口分析

目前珠江三角洲地区的石油化工需求逐年加大，库区考虑石油化工产品集疏运量的情况下面向全社会服务，其码头的扩建竞争将进一步加大。就珠江三角洲石油化工港口吞吐能力缺口进行了分析，得到2005年、2010年珠江三角洲石油化工港口吞吐能力缺口数，为对该地区石油化工码头的建设规模提供依据。     

法兰式扭矩传感器元件结构的参数影响仿真

针对20k N·m法兰式扭矩传感器，应用ANSYS仿真软件对3J58、40Cr、17-4PH、65Mn材料的弹性元件进行静力学仿真研究。通过静力学仿真，研究不同材料条件下弹性元件结构尺寸对贴片区域应力和应变分布的影响。研究表明，在相同结构条件下，材料17-4PH弹性元件对扭矩有更高的灵敏度。通过对仿真结果进行分析，获得不同材料条件下满足设计要求的弹性元件结构尺寸范围，这对20 k N·m扭矩传感器设计的选材和结构尺寸确定具有指导意义。