混凝土动态力学性能蒙特卡洛法模拟计算研究

采用蒙特卡洛方法建立随机骨料模型,应用断裂力学原理建立材料破损有限单元刚度矩阵,编制非线形动态力学方程求解程序,在细观结构层次上进行混凝土动态力学性能模拟计算,得到了混凝土试块中裂缝产生、开展,直至混凝土试块破坏的全部形态和过程,能较好地与实验结果相吻合,证明了本方法可以成为有效研究混凝土材料动态力学性能的新途径、新手段。     

湿热导致电子元件封装脱层断裂的分析

采用高聚物基复合物作为封装材料的微电子元件易受到湿气的侵入，在焊接过程中，由于温度和湿气的影响，引发电子元件的脱层断裂。对于湿热敏感的高分子材料，当考虑其由湿热的弹性断裂问题时，裂尖和能量释放率可以表示为一个积分表达式。运用有限元法，利用能量释放率的表达式，对不同的裂纹尺寸和封装材料厚度，计算了在不同焊接温度下能量释放率的曲线。对比能量释放率的试验数据，对电子元件的断裂进行了预测。     

16Mn钢解理断裂性质的局部方法分析

用断裂力学的局部方法对低合金钢16Mn的低温断裂韧性进行了分析和预测。结果表明,16Mn钢的材料常数σ_u约为2550MPa,m=16～18。由拉伸实验确定的这两个材料常数,可以看成16Mn钢的固有的解理性质,与温度无关。本文将无量钢系数C_m作为应变硬化指数H和温度的函数加以分析,并进一步给出了C_m值随m变化的趋势。本文表明,在分析金属材料的低温断裂性能时,局部方法简化了材料的特征描述,能评估带缺陷(含裂纹)结构的力学完整性。     

梁构件之振动式快速损伤诊断技术

如何能够快速而又准确地进行桥梁损伤诊断,是目前桥梁养护管理单位所关心的问题,文章提出一种梁构件振动式快速损伤诊断技术,此方法以量测结构振动信号配合破坏力学及旋转弹簧的概念,进行损伤位置与劣化程度诊断之计算。并用SAP2000的数值模拟以及实际的铝梁敲击实验进行此损伤诊断方法的验证,实验中的自然频率是藉由频率域分解法（FDD）来计算,由互易定理量测到的力与加速度信号所得到的。最后更进一步地探讨以理论的模态振型及实际量测到的模态振型所计算的损伤位置与劣化程度的结果,以及损伤产生前后可能面临到的系统边界条件改变之问题。     

非标规格钢丝绳最小破断拉力的确定方法

由于相同结构不同级别钢丝绳的最小破断拉力系数不同,常规钢丝绳最小破断拉力计算公式不适合JIS G 3525钢丝绳.利用标准给出的数据,建立该标准钢丝绳最小破断拉力的计算公式,从而确定非标规格钢丝绳的最小破断拉力.     

加载波形对LZ50车轴钢疲劳裂纹扩展行为的影响

在三角波、正弦波、方波3种加载波形下对LZ50车轴钢紧凑拉伸试样开展疲劳裂纹扩展试验,采用扫描电镜观察断口形貌,并结合试验数据分析加载波形对裂纹尺寸增量和扩展速率的影响。结果显示:加载频率较高时,疲劳裂纹扩展行为对波形的敏感性较低,断口形貌基本相同;加载频率较低时,波形对疲劳裂纹扩展行为的影响增大,断口形貌出现差异;稳态扩展区以疲劳条带为主要扩展机制,三角波加载下的疲劳条带间距明显小于其他2种波形,其失稳扩展区形貌以韧窝为主,且韧窝较其他2种波形下的小且浅。同时,基于LS-DYNA软件和节点位移外推法对CT试样在3种加载波形下的应力强度因子进行计算和分析。结果表明:仿真分析波形对疲劳裂纹扩展的影响机制与试验结果基本一致。     

高强度热处理钢轨闪光焊接头断裂原因分析

国内一重载铁路服役过程中高强度热处理钢轨闪光焊接头发生断裂。采用体视显微镜、光学显微镜和扫描电镜对断口宏微观形貌、金相组织等进行检验,分析接头断裂原因。结果表明:接头断裂是在循环载荷作用下的疲劳断裂,接头轨底脚严重氧化的黑色区域是裂纹源区;由于顶锻量过大,焊接流线升角达到71.5°,在车轮的循环载荷作用下,接头轨底脚沿流线逐渐开裂氧化,并以此为疲劳源向轨底中心区缓慢疲劳扩展,最后导致接头瞬间脆性断裂。     

骨质疏松性骨折愈合过程中骨痂局部生物力学改变的实验研究

目的　探讨骨质疏松骨折动物模型愈合过程中骨痂局部生物力学性能的变化。方法　利用大鼠骨质疏松胫骨骨折模型 ,测量了骨痂局部弹性模量和极限强度的变化。结果　骨质疏松骨折愈合过程中 ,弹性模量和极限强度均随着骨折愈合过程的进行而增加 ,在骨折后 3 5d编织骨完全形成后 ,极限强度与非骨折组相比无明显差别 ,而弹性模量尚有明显差别 ;在同一时间点与正常骨折组相比均无明显差别。结论　骨质疏松骨折骨痂局部的弹性模量及极限强度的变化模式与正常骨折骨痂相比无明显差别。     

基于多目标遗传算法的复式转叶舵机结构优化

针对舰船转叶舵机运动时舵叶与水动力之间存在强力位耦合的问题,设计一种新型复式液压摆动缸转舵机构。为减小结构整体占地面积,基于多目标遗传算法(Multi-Objective Genetic Algorithm, MOGA)建立以复式摆动缸壳体内径、力矩解耦缸转子内径、驱动缸转子轮毂直径、动静叶片高度、动静叶片宽度和壳体厚度几何尺寸为设计变量的多目标优化模型。在使用遗传算法(Genetic Algorithm, GA)求解非线性约束条件下的多变量优化问题时,通过设计罚函数,将适应度函数与约束条件分离以处理约束条件,根据设定的准则择优筛选最优尺寸参数。通过有限元软件ANSYS对摆动缸壳体、力矩解耦缸转子和驱动缸转子进行应力应变分析。结果表明,在满足结构强度、刚度和安全因数的前提下,复式摆动缸结构尺寸最优,验证优化后结构的可靠性。     

断裂力学在轨道车辆结构寿命预测中的应用

轨道车辆结构在服役过程中难免会产生缺陷。为确保含缺陷车辆结构的运行安全,文章引入针对缺陷的断裂力学疲劳分析方法和结构完整性评估标准BS 7910,介绍了其特点,并阐述了基于BS 7910标准对含缺陷车辆结构进行寿命预测的关键环节。根据预测结果,可指导运维单位对结构制定维保策略。