检索结果-内蒙古大学图书馆

应用力学学报 2024年

作者：李佳禹刘书田工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连理工大学

双光子聚合（Two-Photon Polymerization，TPP）制造技术具备100 nm的打印精度，是实现微纳尺度复杂结构高质量、高精度制备的强大工具。然而，面向TPP增材制造的材料基本属性及打印工艺参数对结构的影响仍未明确，限制了其在复杂性能... 详细信息

双光子聚合（Two-Photon Polymerization，TPP）制造技术具备100 nm的打印精度，是实现微纳尺度复杂结构高质量、高精度制备的强大工具。然而，面向TPP增材制造的材料基本属性及打印工艺参数对结构的影响仍未明确，限制了其在复杂性能需求设计中的应用。因此，本文给出了详细的打印及测试流程。针对典型试件研究了光敏聚合物树脂IP系列中的IP-Dip材料的最佳打印工艺，给出了激光功率、扫描速度等不同参数的设置参考。应用获得参数进行立杆和晶格结构的制备，通过原位SEM/FIB纳米力学性能测试系统进行样件单轴压缩试验，给出了材料的压缩模量，并给出了微纳级点阵结构在压缩过程中分层破坏及卸载回弹的压缩曲线。

关键词：双光子聚合技术增材制造光敏聚合树脂IP-Dip 压缩测试微纳结构

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热防护材料烧蚀模型的研究进展

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宇航学报 2024年第10期45卷 1509-1523页

作者：卞晨杰孙得川杜礼明大连理工大学力学与航空航天学院大连116024 大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024 大连交通大学机车车辆工程学院大连116028

对国内外热防护材料烧蚀模型的研究进展进行了综述。首先介绍了非涂层类和涂层类材料的热化学烧蚀模型,然后阐述了发动机内防护材料受颗粒和气流侵蚀的模型,最后讨论了飞行器外防护材料的机械剥蚀模型。分析表明:热化学烧蚀模型主要基... 详细信息

对国内外热防护材料烧蚀模型的研究进展进行了综述。首先介绍了非涂层类和涂层类材料的热化学烧蚀模型,然后阐述了发动机内防护材料受颗粒和气流侵蚀的模型,最后讨论了飞行器外防护材料的机械剥蚀模型。分析表明:热化学烧蚀模型主要基于体烧蚀和表面烧蚀守恒方程,但现有表面烧蚀方程中缺乏对气流侵蚀和机械剥蚀的描述,体烧蚀方程中也未能体现炭层的多孔介质特性;颗粒和气流侵蚀模型中,一般将临界孔隙度作为炭层破坏的判据,建立表面剪切应力和孔隙率的经验关系式;机械剥蚀模型中,普遍将现象与侵蚀机制结合,未考虑材料内部性能演变和破坏机制。未来有必要重视飞行器外防护涂层材料的研究,建立更为精准的气流侵蚀、力学剥蚀模型,并与热化学烧蚀模型耦合。

关键词：飞行器热防护材料烧蚀模型气流侵蚀机械剥蚀

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异种金属爆炸焊接的研究与发展

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爆破 2023年第2期40卷 145-153页

作者：陈松李晓杰大连理工大学工程力学系大连116024 大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024

爆炸焊接是一项以炸药为能源实现同种或异种材料固态连接的工艺,高效快捷、经济实用,能够实现大面积焊接及异种材料结合,在层状金属复合材料制备中得到广泛应用。为阐明异种金属材料爆炸焊接的相关研究与发展,回顾了爆炸焊接相关的概念... 详细信息

爆炸焊接是一项以炸药为能源实现同种或异种材料固态连接的工艺,高效快捷、经济实用,能够实现大面积焊接及异种材料结合,在层状金属复合材料制备中得到广泛应用。为阐明异种金属材料爆炸焊接的相关研究与发展,回顾了爆炸焊接相关的概念和基本原理。通过对焊接窗口理论的介绍,指出了在四个界限围成的焊接窗口内选择爆炸焊接参数,可获得较为优质的波纹。基于国内外研究现状,从爆炸焊接界面组织和力学性能、热处理对界面组织的影响、结合界面的影响因素三个方面,对爆炸焊接界面的相关研究进行了详细的论述。研究发现:界面结合处常出现裂纹、绝热剪切带及金属间化合物等缺陷,可通过热处理、中间层使用、气体保护爆炸焊接等方法改善,但其形成机理及控制途径仍需进一步深入研究。此外,现阶段的数值模拟以SPH方法为主,经对比分析,该法能够有效模拟结合界面以及射流,但也存在模拟过程单一的不足,而且关于界面波的形成机理尚不清晰,因此,需建立科学完善的界面成波机理以及系统全面的数值模拟流程。随着新材料的不断涌现,爆炸焊接技术将会在更多领域持续发挥重要作用。

关键词：爆炸焊接焊接参数金相组织成波机理数值模拟

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基于水平集-离散元方法的球谐函数颗粒材料缓冲性能分析

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计算力学学报 2023年第4期40卷 538-545页

作者：刘芸松王嗣强季顺迎大连理工大学大连理工大学白俄罗斯国立大学联合学院大连116024 大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024

在自然环境与工业领域中,颗粒材料是一种常见的缓冲材料,其中大量形态各异的非球形颗粒表现出复杂的力学特性并应用于不同工程领域。本文采用球谐函数构造不同球面度和表面凹凸特性的非规则颗粒,通过水平集方法计算球谐函数颗粒间的接... 详细信息

在自然环境与工业领域中,颗粒材料是一种常见的缓冲材料,其中大量形态各异的非球形颗粒表现出复杂的力学特性并应用于不同工程领域。本文采用球谐函数构造不同球面度和表面凹凸特性的非规则颗粒,通过水平集方法计算球谐函数颗粒间的接触点和碰撞力,并对冲击过程中球形和凹形颗粒的缓冲性能进行离散元分析。数值结果表明,颗粒床厚度、冲击速度和颗粒形状显著影响球谐函数颗粒材料的缓冲性能。颗粒床底部的冲击力峰值随着颗粒床厚度和表面凹凸性的增加而降低,同时冲击力峰值随着冲击速度和颗粒球面度的增加而增加。与球形颗粒相比,球谐函数颗粒具有凹凸表面和多接触点特性,这有利于冲击荷载向四周扩展并提高凹形颗粒的缓冲效果。

关键词：离散元方法球谐函数水平集方法缓冲特性凹形颗粒

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基于RIDLA的卫星承重结构螺栓连接非线性滞回建模

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计算力学学报 2024年

作者：顾乃建刘坤武文华郭杏林工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连理工大学宁波研究院

准确构建螺栓连接处的非线性滞回曲线模型对卫星承重结构的减振和安全性能评估至关重要。传统计算模型的时域分析方法需要大量时间成本，典型的数据驱动模型难以构建高精度的滞回模型。针对上述挑战，提出了一种新的残差改进的深度学习... 详细信息

准确构建螺栓连接处的非线性滞回曲线模型对卫星承重结构的减振和安全性能评估至关重要。传统计算模型的时域分析方法需要大量时间成本，典型的数据驱动模型难以构建高精度的滞回模型。针对上述挑战，提出了一种新的残差改进的深度学习算法(Residual Improvement Deep Learning Algorithm， RIDLA)，用于构建螺栓连接处位移与力的滞回曲线模型。该算法充分利用长短期记忆（LSTM）神经网络拟合时间序列非线性关系的能力，通过实测响应与计算残差之间的交互迭代，构建了多级别的残差改进深度学习模型，从而实现了对螺栓连接处滞回模型的准确建模。使用某卫星承重结构的子部件循环加载实验数据验证了RIDLA方法的性能。结果表明 RIDLA实现了对螺栓连接处的位移和力滞回曲线高度精确的预测。此外，RIDLA方法有可能应用于预测其他复杂非线性系统的动态响应。

关键词：承重结构螺栓连接滞回模型残差改进深度学习

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气相爆轰合成碳纳米材料的研究进展

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爆破 2024年第2期41卷 160-169页

作者：陈端花李晓杰闫鸿浩王小红王宇新大连理工大学工程力学系大连116024 大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024

气相爆轰合成是一种新型的碳纳米材料制备方法,相对于其他碳纳米材料制备方法而言具有反应速度快、产物种类多、产量大、纯度高、操作简单和经济性高等优点,有利于促进碳纳米材料的工业化生产。为深入阐明气相爆轰法合成碳纳米材料的研... 详细信息

气相爆轰合成是一种新型的碳纳米材料制备方法,相对于其他碳纳米材料制备方法而言具有反应速度快、产物种类多、产量大、纯度高、操作简单和经济性高等优点,有利于促进碳纳米材料的工业化生产。为深入阐明气相爆轰法合成碳纳米材料的研究与发展状况,介绍了气相爆轰法合成所需仪器设备、实验流程、理论计算以及产物的表征方法等,整理归纳了气相爆轰法合成碳包覆纳米金属粒子、碳纳米球、碳纳米管、碳点和碳纳米胶囊等技术与方法,分析了合成产物的形貌、结构及性能特征,展望了气相爆轰下各种新型碳纳米材料的应用潜力与技术发展趋势,以期为合理设计、针对性优化、规模化合成纳米材料奠定理论基础。研究表明:爆轰合成应结合宏观的爆轰理论和微细观的粒子生长。当前借助爆轰波发动机与爆轰胞格结构研究热点,使宏观爆轰胞格与纳米材料微观合成过程构成联系是重点研究方向。然而,在研究爆轰合成粒子的生长机理时,聚集在微细尺度上的纳米粒子生长仍然也是一种跨尺度问题,有必要引入分子动力学和格子波尔兹曼计算方法加以解决。

关键词：气相爆轰合成碳纳米材料冲击波碳包覆纳米金属碳纳米胶囊

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嵌入式复合材料结构电池的弯曲和压缩性能研究

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实验力学 2024年第5期39卷 560-570页

作者：尚余祥王晓晨毛芮任智猛雷振坤白瑞祥工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连理工大学工程力学系

复合材料结构电池作为一种新型储能方式在航空航天、交通运输等领域具有潜在的应用前景。本文采用真空辅助树脂传递成型工艺将软包电池嵌入到复合材料层压板中，制备出复合材料结构电池，根据ASTM测试标准开展了弯曲和压缩试验研究。三... 详细信息

复合材料结构电池作为一种新型储能方式在航空航天、交通运输等领域具有潜在的应用前景。本文采用真空辅助树脂传递成型工艺将软包电池嵌入到复合材料层压板中，制备出复合材料结构电池，根据ASTM测试标准开展了弯曲和压缩试验研究。三点弯曲测试表明，相较于层压板而言，复合材料结构电池的弯曲强度和杨氏模量分别下降了57.1%和35.2%,其弯曲破坏造成较大范围内的纤维断裂和分层；压缩测试表明，相较于层压板而言，复合材料结构电池的弯曲强度和杨氏模量分别下降了37.6%和11.0%,其压缩破坏在电池/复合材料界面产生横向贯穿裂纹。复合材料结构电池在弯曲和压缩破坏后的充电时间都会减少，但充电容量、放电时间、放电容量未发生明显变化。同软包电池相比，复合材料结构电池具有稳定的电学性能和可靠的力学性能，可以出色稳定地发挥结构承载与电能存储的作用。

关键词：复合材料结构电池电学性能弯曲性能压缩性能

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爆炸冲击测试信号的滤波算法研究

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爆破 2023年第3期40卷 191-198页

作者：周德政李晓杰王宇新王健闫鸿浩王小红大连理工大学工程力学系大连116024 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024

爆炸试验采集的冲击载荷测试信号总是叠加不同程度的噪声干扰,为了精确分析这些试验测试数据传递的爆炸冲击载荷变化规律,在真空爆炸容器内针对不同装药量和不同真空环境设计了四组爆炸冲击载荷测试实验,并将采集到的冲击载荷数据同时... 详细信息

爆炸试验采集的冲击载荷测试信号总是叠加不同程度的噪声干扰,为了精确分析这些试验测试数据传递的爆炸冲击载荷变化规律,在真空爆炸容器内针对不同装药量和不同真空环境设计了四组爆炸冲击载荷测试实验,并将采集到的冲击载荷数据同时应用傅里叶滤波算法和中位值平均滤波算法处理处理分析。通过将两种滤波算法处理的冲击载荷P-t曲线与原始冲击载荷P-t曲线对比发现:傅里叶滤波算法是对信号的一种全局分析,可提取函数在整个频率轴上的频率信息,却不能反映信号在局部时间范围内的特征,虽然处理速度较快,但对于特征参数的保留误差较大,直接应用于爆炸冲击载荷测试信号的滤波处理的效果不太理想。中位值平均滤波算法处理的爆炸冲击载荷信号与原始冲击载荷时程曲线的契合度更高,能清晰地反映出爆炸容器内的冲击载荷随时间的变化细节,且提取的特征参数误差较小,展现出对于爆炸冲击载荷信号的处理分析更高的可靠性,可以为爆炸试验的深入研究提供更直观的参考。

关键词：滤波处理爆炸试验傅里叶算法中位值平均滤波算法冲击载荷

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三维波纹型可延展结构振动特性的辛分析

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计算力学学报 2024年第2期41卷 275-282页

作者：姜宇王博张博涵陈飙松邓子辰西北工业大学工程力学系西安710072 大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024

基于三维组装技术的可延展结构具备优异的延展性和可调控性,使其成功应用于各类可延展电子器件的制备中。为了评估该类电子器件的稳定性,本文研究三维波纹型可延展结构的振动行为。首先,基于非线性的Euler-Bernoulli梁理论、Kelvin-Voig... 详细信息

基于三维组装技术的可延展结构具备优异的延展性和可调控性,使其成功应用于各类可延展电子器件的制备中。为了评估该类电子器件的稳定性,本文研究三维波纹型可延展结构的振动行为。首先,基于非线性的Euler-Bernoulli梁理论、Kelvin-Voigt粘弹性理论和考虑压电材料的表面压电效应,建立三维波纹结构的理论分析模型;其次,基于能量原理和扩展拉格朗日运动原理,推导出该结构的动力学控制方程;然后采用二级四阶辛Runge-Kutta求解该动力学方程。通过数值仿真实验验证了辛算法的优越性,同时,还发现随着三维波纹型可延展结构外界激励及其结构参数的变化,该结构的振动特性会从倍周期向分岔和混沌转化;本文结果为三维波纹型可延展结构的优化设计及应用提供理论基础。

关键词：可延展结构屈曲辛Runge-Kutta 压电薄膜

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基于图像对比的疲劳裂纹扩展动态检测方法

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机械工程学报 2024年第18期60卷 24-31页

作者：孙士勇朱殿立李佳琦樊俊铃杨睿赵延广大连理工大学机械工程学院大连116024 大连理工大学白俄罗斯国立大学联合学院大连116024 中国飞机强度研究所西安710065 大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024

针对航空铝合金等材料表面的疲劳裂纹,提出一种基于图像对比的动态裂纹扩展检测方法,通过N次灰度作差双阈值设定的方案实现复杂表面状态下裂尖位置的检出,获得裂纹扩展曲线;展开材料疲劳试验,采集不同表面状态下的样件裂纹图像,通过与... 详细信息

针对航空铝合金等材料表面的疲劳裂纹,提出一种基于图像对比的动态裂纹扩展检测方法,通过N次灰度作差双阈值设定的方案实现复杂表面状态下裂尖位置的检出,获得裂纹扩展曲线;展开材料疲劳试验,采集不同表面状态下的样件裂纹图像,通过与传统的静态裂纹识别算法比较,验证动态裂纹检测方法检出复杂表面状态下裂纹的可行性;与直读法比较,相对误差不大于4%,验证检测算法的准确性;通过讨论不同表面状态下的灰度作差方案、阈值判定、作差次数等,为多表面状态下裂纹的自动化检测提供参考与借鉴。白色表面状态下作差次数N取2,黑色表面状态下作差次数N取1,含划痕及污渍表面状态下N取2,能够较好地反映裂纹扩展状态。

关键词：图像对比疲劳裂纹动态检测灰度作差裂纹扩展

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