Finite Element Analysis for Multi-pass Equal Channel Angular Pressing

Equal channel angular pressing (ECAP) is an attractive process method to produce bulk ultra-fine grained materials. There are many experiment evidences showing that the nature of the microstructural evolution in multi-pass ECAP depends on process routes. Isothermal three dimensional FEM simulations for multi-pass ECAP were performed using DEFORM3D finite element code. The material model of 6061Al-T6 was employed. Flow nets, effective strain distribution in the workpiece and loads during multi-pass ECAP using different routes were analysed respectively. The simulations show process routes influence material flow and effective strain distribution in the workpiece obviously but have few influence on loads.     

The Size Effects on Process Design of Micro Deep Drawing

This paper suggested to reformulate cylindrical deep drawing parameters with dimensionless form. A diagram, in which a feasible zone is drawn to bound both the maximal allowable tension and compression stress during the deep drawing process, was established. Since it is presented in a dimensionless form, it may be applied for both conventional and micro deep drawing. Cylindrical cup deep drawing was taken as an example to show the dimensionless process design method. In addition, the size effects should be taken into account. Two kinds of size effects on micro deep drawing were investigated, which can be explained by surface layer model and strain gradient model. Numerical simulations were carried out to compare the strain distribution with or without consideration of size effect.     

聚丙烯纤维水泥稳定碎石干缩特性试验研究

根据大量试验结果,分析了试件养护龄期、聚丙烯纤维体积掺量以及水泥掺量的变化对聚丙烯纤维水泥稳定碎石干缩特性(平均干缩系数)的影响,得出了相应的影响规律。结果表明:聚丙烯纤维的掺加对水泥稳定碎石平均干缩系数有显著的降低;随着试验龄期的增长,平均干缩系数不断减小;在本文聚丙烯纤维掺量的范围内(体积掺量小于1‰),随着纤维体积掺量的增加,水泥稳定碎石平均干缩系数有不断减小的趋势;随着水泥掺量的增加,聚丙烯纤维水泥稳定碎石平均干缩系数逐渐增加。     

起重机销轴式测力传感器的设计和应用

介绍了粘贴应变片和激光焊接应变片两种销轴式测力传感器,以及它们各自的优缺点。指出起重机销轴式测力传感器选用激光焊接薄膜应变片,能够收到高精度、高稳定性、好重复性的良好效果。     

单轴压缩下不同长度单裂隙岩体能量损伤演化机制

为探寻裂隙岩体变形破坏过程中内在的能量演化机制,基于岩石能量耗散理论和室内试验数据,研究了单轴压缩条件下单裂隙岩体变形破坏过程中各能量指标(总能量、弹性应变能及耗散能)演化规律,分析了裂隙长度变化对岩样力学特性、破坏模式、各能量指标及峰前能量突变幅度的影响规律.研究结果表明:裂隙岩体的峰值强度、峰值应变及弹性模量均随裂...     

嵌锁块路面受力特性与设计方法

为了提高传统路面嵌锁块尺寸与嵌锁块竖向嵌锁能力, 开发了大尺寸企口连接嵌锁块, 分析了其受力特性。以有限元方法建立了嵌锁块路面整体模型, 以弹簧单元模拟嵌锁块间传荷能力, 分析了嵌锁块尺寸、嵌锁块传荷能力、碎石基层厚度与路基强度对路表弯沉和路基顶面竖向压应变的影响。以路基顶面永久应变为控制指标, 建立了路基顶面应变水平与标准累计轴次的关系。计算结果表明: 在相同地基和基层条件下, 嵌锁块尺寸由30cm×20cm增大到50cm×30cm时, 路表弯沉可减小25%~30%, 路基顶面压应变可减小25%~45%。当接缝弹簧弹性系数由102 N·m^-1增加至108 N·m^-1时, 路表弯沉降低50%~55%, 路基顶面压应变降低65%~75%。可见, 采用较大尺寸的嵌锁块与加强嵌锁块的传荷能力对提升路面性能有显著作用, 路面设计时应依据道路的交通水平查图确定路基顶面的压应变水平, 据此确定合理的基层厚度和嵌锁块尺寸, 使路基顶面竖向压应变满足要求。     

移除单元法中单元失效应变的确定

针对移除单元法数值模拟裂纹板拉伸断裂的过程,研究单元失效应变的选取方法及影响因素。采用MSC.Dytran有限元软件进行数值计算,分别以试验获得的载荷极值、最大伸长量和能量为依据,分析网格尺寸对单元失效应变的影响,讨论3种准则的失效应变计算结果与试验间的误差。结果表明：能量准则的失效应变综合考虑了裂纹板拉伸过程中载荷与位移这两个因素,计算结果能较好地反映裂纹板的力学特性;最大伸长量准则的失效应变计算载荷极值略高于试验值,适用于优先考虑裂纹板伸长位移的数值计算;载荷极值准则的失效应变计算结果偏差较大,难以全面反映裂纹板拉伸断裂的力学特性。结果显示,移除单元法适于模拟大型结构物的破坏过程。     

波音747型飞机跑道滑行力学响应

根据丹佛国际机场跑道大量实测的道面应变与弯沉, 分析了波音747型飞机滑行时道面不同位置弯沉和应变的主要特征, 研究了不同接缝传力特性、不同位置的残留变形与应变率。分析结果表明: 板边与板中有2个应变峰值, 对应于轮轴个数; 板横缝方向(与飞机滑行方向垂直)不存在反向应变, 而纵缝方向(与飞机滑行方向平行)存在2次拉压应变, 纵缝板边底部轮轴间的应变峰值回复量显著, 易发生开裂和疲劳破坏, 其底部应变峰值和应变峰值回复量分别是板边顶部的1.2倍和2.5倍; 飞机滑行时接缝处的应变率最大, 最大拉伸和压缩应变率分别为9.1×10^-4 s^-1和7.6×10^-4 s^-1, 在混凝土板中引起的应变率属于准静态应变率, 忽略其对混凝土板变形的影响; 板中弯沉为单峰值曲线, 而板角与横缝板边弯沉为双峰值曲线; 在同一板中, 板角处的相对残留变形最大, 板中处最小, 板角处的相对残留变形率是板中处的2.60~4.59倍, 相比于其他位置, 板角更容易与基层发生脱空; 铰缝传力系数接近1, 假缝与铰缝相比传力效率较低, 其传力特性具有明显的方向性, 而铰缝传力没有明显的方向性。     

熔融石英砂动力特性动三轴试验

为探究振动荷载作用下熔融石英砂液化破坏过程中动变形和动强度变化规律, 促进透明土技术在岩土工程动力特性可视化模型试验中的推广和应用, 对构成透明砂土骨架结构的典型粒径(0.5~1.0 mm)熔融石英砂开展饱和试样动三轴试验; 研究了不同围压、加载频率和动应力比等试验条件下熔融石英砂试样的累积轴向应变、动孔压发展模式、动应力衰减、动弹性模量和阻尼比的变化规律, 并将试验结果与相同级配的标准砂进行了对比。分析结果表明: 熔融石英砂累积轴向应变随动应力比的增大呈现出由稳定型向破坏型转变的趋势, 加载频率为0.5~1.5 Hz时, 临界动应力比为0.150~0.175, 小于标准砂的0.200~0.225;升高围压、增大动应力比、降低加载频率会加快试样塑性应变累积, 缩短液化破坏时间; 熔融石英砂孔压发展模式随围压增大逐渐由Seed孔压模型向指数型过渡, 增大加载动应力会加剧液化破坏后孔压的振动幅度; 相同动应力比下, 熔融石英砂与标准砂的动应力与动应变呈现线性相关, 在围压大于200 kPa时, 二者动应力衰减幅度随围压的增大而逐渐减小; 熔融石英砂的动弹性模量和阻尼比表现为线性关系, 动弹性模量随动应变的增大呈现出双曲线型减小的趋势, 并随围压的增大而增大; 阻尼比随动应变的增加先增大后基本稳定在0.22, 发展曲线受围压影响较小。     

长大纵坡沥青路面有限元分析

针对长大纵坡上坡路段沥青路面易产生车辙破坏的现象, 以粘弹性沥青混合料本构模型为基础, 选取了5种不同的纵向坡度, 采用ABAQUS有限元软件分析了标准轴载作用下沥青混合料面层内最大剪应力和竖向应变的分布规律, 并对有坡和无坡状态下荷载与车速的影响进行了分析。计算结果表明: 最大剪应力和竖向应变随坡度和荷载的增大而增大, 随车速的增大而减小, 且有坡路段受荷载和车速的影响更大; 位于路表下4~10 cm深度处中面层的最大剪应力和竖向应变平均值都大于其他结构层, 是最容易产生车辙的结构层位, 因此, 提高长大纵坡路段沥青路面中面层的抗车辙性能尤为重要。