检索结果-内蒙古大学图书馆

振动与冲击 2016年第15期35卷 154-160,183页

作者：马艳龙李映辉西南交通大学力学与工程学院应用力学与结构安全四川省重点实验室成都610031

研究湿热环境变化对复合材料薄壁梁自由振动特性的影响。给出了复合材料薄壁梁的位移场和应变场,将湿热应变引入单层材料的本构关系,基于Hamilton原理得到湿热环境下复合材料薄壁梁的多向耦合振动方程。用Galerkin法和假设模态得到薄壁... 详细信息

研究湿热环境变化对复合材料薄壁梁自由振动特性的影响。给出了复合材料薄壁梁的位移场和应变场,将湿热应变引入单层材料的本构关系,基于Hamilton原理得到湿热环境下复合材料薄壁梁的多向耦合振动方程。用Galerkin法和假设模态得到薄壁梁的固有频率。讨论了周向均匀刚度(CUS)构型复合材料薄壁梁的耦合振动特点。数值计算分析了湿度、温度变化及铺层角度对梁振动特性的影响。

关键词：湿热环境复合材料薄壁梁自由振动固有频率

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一类碰撞振动系统的激变和拟周期-拟周期阵发性

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振动与冲击 2017年第7期36卷 1-7,20页

作者：乐源缪鹏程西南交通大学力学与工程学院应用力学与结构安全四川省重点实验室成都610031

研究了一类三自由度碰撞振动系统的激变和阵发性。六维庞加莱(Poincaré)映射能够表示成另外一个不对称映射的二次迭代,这表明系统具有对称性。该系统普遍存在发生Hopf分岔后得到的一对共轭拟周期运动。根据动力系统的极限集理论,... 详细信息

研究了一类三自由度碰撞振动系统的激变和阵发性。六维庞加莱(Poincaré)映射能够表示成另外一个不对称映射的二次迭代,这表明系统具有对称性。该系统普遍存在发生Hopf分岔后得到的一对共轭拟周期运动。根据动力系统的极限集理论,讨论了极限集的对称性,得到系统发生激变的条件,并引入一个距离函数判定对称性恢复和激变临界点。当共轭混沌吸引子和不稳定对称不动点的最小距离等于0时,一对共轭混沌吸引子将会与不稳定的对称不动点在其吸引域边界发生碰撞,从而导致激变。通过数值模拟,揭示了激变之后的一种新的阵发性动力学现象:拟周期-拟周期阵发性。其分岔机制是:两个共轭拟周期吸引子→两个共轭拟周期吸引子倍化→两个共轭带状混沌吸引子→一个对称混沌吸引子→一个对称拟周期引子,通过对称极限集理论来区分对称吸引子和共轭吸引子,同时采用QR法计算Lyapunov指数并用来确定吸引子的类型。激变导致的拟周期-拟周期阵发性,对于多自由度碰撞振动系统的动力学研究及优化设计具有重要意义。

关键词：碰撞振动系统拟周期运动激变阵发性

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软材料粘接结构界面破坏研究综述

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力学学报 2021年第7期53卷 1807-1828页

作者：朱忠猛杨卓然蒋晗西南交通大学力学与工程学院应用力学与结构安全四川省重点实验室成都610031

软材料已经在软机器人、生物医学及柔性电子等各个领域得到广泛的应用.实际应用中,软材料多需要粘附于不同类型的基底上,与之共同组成工程构件进而实现特定的功能,粘接界面性能对构件的结构完整性与功能可靠性起着关键性作用.本文对目... 详细信息

软材料已经在软机器人、生物医学及柔性电子等各个领域得到广泛的应用.实际应用中,软材料多需要粘附于不同类型的基底上,与之共同组成工程构件进而实现特定的功能,粘接界面性能对构件的结构完整性与功能可靠性起着关键性作用.本文对目前软材料粘接结构界面破坏行为方面的研究进行了系统总结.首先通过与传统粘接结构的对比,指出了“软界面”与“软基体”两种软材料粘接结构界面破坏行为的独特性及其物理本质.接着分别总结了“软界面”与“软基体”两种粘接结构界面破坏行为的实验表征方面的研究成果,对界面及基体黏弹性耗散对界面破坏机理的影响分别进行了分析.然后从理论角度,介绍了针对两种软材料粘接结构界面破坏行为的理论分析方法,并对已建立的相关理论模型进行了总结.之后以内聚力模型方法为基础,介绍了软材料粘接结构界面破坏行为数值模拟方面的相关研究进展.最后基于已有的研究成果,提出了目前研究所面临的挑战,并对可能的软材料粘接结构界面破坏的未来研究方向进行了讨论和展望.

关键词：软材料粘接界面脱粘

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超弹性NiTi合金率相关相变图案演化模拟

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材料工程 2021年第4期49卷 102-110页

作者：赵家祥李建梁志鸿邱博阚前华西南交通大学力学与工程学院应用力学与结构安全四川省重点实验室成都610031

基于超弹性NiTi合金薄板在不同温度下的拉伸实验结果,采用三段线性弹塑性本构模型,通过热物理常数等效法考虑相变潜热对温升的影响,利用有限元软件ABAQUS对相变图案演化进行模拟,揭示相变图案演化的率相关性机理。模拟结果表明:超弹性N... 详细信息

基于超弹性NiTi合金薄板在不同温度下的拉伸实验结果,采用三段线性弹塑性本构模型,通过热物理常数等效法考虑相变潜热对温升的影响,利用有限元软件ABAQUS对相变图案演化进行模拟,揭示相变图案演化的率相关性机理。模拟结果表明:超弹性NiTi合金在拉伸过程中发生应力诱发马氏体相变,宏观表现为局部相变带的萌生、扩展与合并;由于相变潜热的释放,相变带的萌生伴随着局部温升,温升的峰值与加载应变率密切相关;局部相变带与加载方向成一定夹角,角度为50°~65°;随着加载速率增加,试样从等温向绝热状态转变,相变应力与局部温升随之增加,相变更容易在低温区域萌生,导致相变带数量不断增加;模拟的超弹性NiTi合金在不同应变率下的相变图案及温度场演化与实验结果吻合较好,为阐明该合金的相变局部化演变过程提供了参考。

关键词：超弹性相变图案率相关温升有限元模拟

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CRO试样的疲劳裂纹扩展行为试验方法研究

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工程力学 2016年第11期33卷 20-28页

作者：赵兴华蔡力勋包陈西南交通大学力学与工程学院应用力学与结构安全四川省重点实验室四川成都610031

考虑到如紧凑拉伸和三点弯曲等标准试样的大尺寸要求以及高试验成本等突出问题,该文发展了含外侧径向裂纹C形环小试样(C-ring with an outer radial crack,CRO)的疲劳裂纹扩展行为试验方法。利用有限元分析建立了CRO小试样的高精度应力... 详细信息

考虑到如紧凑拉伸和三点弯曲等标准试样的大尺寸要求以及高试验成本等突出问题,该文发展了含外侧径向裂纹C形环小试样(C-ring with an outer radial crack,CRO)的疲劳裂纹扩展行为试验方法。利用有限元分析建立了CRO小试样的高精度应力强度因子算式以及基于柔度法理论的裂纹长度预测公式。采用5083-H112铝合金分别完成了CRO试样和标准CT试样的疲劳裂纹扩展速率试验,获得了相应的Paris方程中的幂指数。通过对比发现,CRO和CT试样的疲劳裂纹扩展规律基本一致,验证了新方法的有效性。基于上述方法对C250钢两种厚度CRO试样的疲劳裂纹扩展行为进行了应用研究。

关键词：固体力学疲劳裂纹扩展柔度法 CRO试样 5083-H112铝合金 C250马氏体钢

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TA17合金薄片材料毫小试样疲劳性能研究

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工程力学 2018年第11期35卷 206-215页

作者：尹涛蔡力勋陈辉姚迪西南交通大学力学与工程学院应用力学与结构安全四川省重点实验室四川成都610031

关键工程结构、小尺寸零部件和焊接区的疲劳寿命评估中往往无法采用传统大试样进行疲劳试验,因此本文提出了一种采用毫米级别薄片试样获取材料循环本构关系和低周疲劳寿命的新方法。在Care原位试验机上完成毫米级别薄片漏斗试样的加载... 详细信息

关键工程结构、小尺寸零部件和焊接区的疲劳寿命评估中往往无法采用传统大试样进行疲劳试验,因此本文提出了一种采用毫米级别薄片试样获取材料循环本构关系和低周疲劳寿命的新方法。在Care原位试验机上完成毫米级别薄片漏斗试样的加载工装和低周疲劳试验的基础上,通过变幅对称循环试验和等辐循环试验分别实现了材料循环本构关系和低周疲劳性能的获取。该文提出了一种对不同幂律材料和不同几何尺寸构型均具有良好普适性的材料循环本构关系预测模型,并通过有限元实现了模型准确性的正反向预测验证。将循环本构关系用于有限元计算中,给出了薄片漏斗试样漏斗两侧名义应力、名义应变和漏斗根部真实应力、真实应变的转换方程,进而预测材料的低周疲劳寿命。该文完成了TA17合金等直圆棒试样和1.2 mm厚度薄片漏斗试样的对称变幅循环试验和多级等辐循环试验。由模型预测获得的TA17合金循环本构关系与等直圆棒试样的试验结果比较表明:两种曲线的弹性段和0.009 mm/mm^0.011 mm/mm应变段吻合良好,在弹塑性过渡段(0.004 mm/mm^0.009 mm/mm)模型预测结果最大相对误差小于9%。根据两组应力和应变转换方程获得的漏斗试样材料代表性体积单元疲劳寿命和Manson-Coffin寿命预测模型与等直圆棒试样试验结果均吻合良好。

关键词： TA17合金薄片半圆弧漏斗试样低周疲劳试验应变能分离函数循环本构关系预测模型应力-应变转换方程疲劳寿命

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基于双参数地基系统的改进傅里叶级数振动方法研究

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振动与冲击 2021年第14期40卷 85-91页

作者：王吉高芳清西南交通大学力学与工程学院成都610031 西南交通大学应用力学与结构安全四川省重点实验室成都610031

双参数地基系统中,在含自由边界或弹性边界处,其上板结构弯曲位移不为零,将导致基底压力向地基板外域传递和扩散,从而使板外域地基产生沉降。然而,现有的研究因边界条件的局限性忽略了板外域地基沉降,使得该类边界的计算结果产生较大的... 详细信息

双参数地基系统中,在含自由边界或弹性边界处,其上板结构弯曲位移不为零,将导致基底压力向地基板外域传递和扩散,从而使板外域地基产生沉降。然而,现有的研究因边界条件的局限性忽略了板外域地基沉降,使得该类边界的计算结果产生较大的误差。针对双参数地基上矩形薄板的弯曲振动问题,基于改进Fourier级数法和Vlazov假定,提出了一种能在任意边界条件下考虑板外域地基沉降的振动分析方法。通过参数化分析,并与文献和有限元计算结果进行对比,验证了该方法具有较快的收敛速度和较高的计算精度;在此基础上,研究了不同自由边界数组合和弹性边界下地基沉降对振动特性的影响。

关键词：双参数地基板外域地基沉降改进Fourier级数法 Vlazov假定任意边界条件

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金属材料准静态断裂性能标准测试技术研究进展

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机械工程学报 2016年第8期52卷 76-89页

作者：包陈蔡力勋石凯凯但晨姚瑶西南交通大学力学与工程学院成都610031 西南交通大学应用力学与结构安全四川省重点实验室成都610031

准静态断裂性能是评价含裂纹结构完整性的重要力学参量,其测试规范的制修订可反映国家在国际断裂测试领域的技术水平。由于较复杂的断裂力学理论背景以及长期经费投入乏力,我国的断裂性能测试规范自主创新修订工作严重落后于国际水平。... 详细信息

准静态断裂性能是评价含裂纹结构完整性的重要力学参量,其测试规范的制修订可反映国家在国际断裂测试领域的技术水平。由于较复杂的断裂力学理论背景以及长期经费投入乏力,我国的断裂性能测试规范自主创新修订工作严重落后于国际水平。自2011年立项至今,历经3年的不懈研究,完成了新版国家断裂测试规范GB/T 21143-2014的修订,且在原规范的基础上取得了许多新进展。主要包括:对基于柔度原理的裂纹长度计算公式进行了简化,完善了原有J积分和CTOD计算式;推荐了考虑断裂试样大角度转动影响的旋转修正新方法;借鉴ASTM E1820-11规范,引入了改良后的单试样规则化法。为了更好地促进新规范的推广应用,本文就新规范修订中涉及的上述技术的研究进展进行详细综述。

关键词：准静态断裂性能测试规范修订 GB/T 21143-2014 柔度法旋转修正单试样载荷分离法

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考虑裂尖约束效应的小尺寸CIET试样延性断裂行为

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机械工程学报 2017年第2期53卷 34-44页

作者：包陈蔡力勋但晨何广伟西南交通大学力学与工程学院成都610031 西南交通大学应用力学与结构安全四川省重点实验室成都610031

应用单试样规则化法完成了压力容器用钢SA-508紧凑拉伸(Compact tension,CT)、三点弯曲(Single edge-notched bending,SEB)和小尺寸含内侧边裂纹C形拉伸(C-shaped inside edge-notched tension,CIET)三类试样的延性裂纹扩展行为试验,获得了J-Δa阻力曲线。结果表明,SA-508钢的J-Δa阻力曲线受试样构形和裂纹尺寸的影响较大,其根本原因在于试样裂纹尖端约束不同而引起延性断裂行为差异。引入J-Q-M三参数约束理论考察断裂试样的裂尖约束效应,采用权重平均法求解与距离无关的约束参数Q。弹塑性有限元分析结果表明,平面应变条件下的Q参数与载荷水平无关,但三维条件下的Q参数却仍受载荷水平的影响。基于J-Q-M三参数约束方法,建立三类试样满足J-Q-M控制的有效尺寸条件。进一步地,结合条件启裂韧度J0.2BL、J0.5BL试验结果和J-Q-M理论,获得了基于Q参数的约束修正J-Δa阻力曲线簇,可用于任意约束试样以及实际含裂纹结构的延性断裂行为预测。

关键词：延性断裂行为 CIET试样裂尖约束效应 J-Q-M理论规则化法

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CrMnFeCoNi高熵合金拉伸断裂的晶体塑性有限元模拟

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机械工程学报 2021年第22期57卷 43-51页

作者：王姝予宋世杰陆晓翀阚前华康国政张旭西南交通大学力学与工程学院成都610031 西南交通大学应用力学与结构安全四川省重点实验室成都610031

CrMnFeCoNi高熵合金的优异力学性能使其具有广阔的工程应用前景。材料力学行为的本构描述对其工程服役行为的安全评估至关重要,但是描述CrMnFeCoNi高熵合金拉伸断裂行为的本构模型少见报道。基于晶体塑性本构模型,利用Cohesive单元在多... 详细信息

CrMnFeCoNi高熵合金的优异力学性能使其具有广阔的工程应用前景。材料力学行为的本构描述对其工程服役行为的安全评估至关重要,但是描述CrMnFeCoNi高熵合金拉伸断裂行为的本构模型少见报道。基于晶体塑性本构模型,利用Cohesive单元在多晶代表性体积单元内部植入含损伤破坏机制的晶界,模拟了CrMnFeCoNi高熵合金在单轴拉伸下的晶间断裂过程。模拟结果与试验所得的应力-应变曲线吻合较好,且能准确描述断裂发生时的应力下降过程,说明采用晶体塑性本构模型与Cohesive本构模型可以有效描述材料的宏观响应行为和断裂失效行为。进一步分析表明:裂纹从应力集中处开始萌生;随着应变的持续增加,裂纹沿着晶界扩展,最终造成断裂;晶粒随机取向对裂纹萌生位置与扩展路径有显著影响,但对宏观拉伸应力-应变曲线几乎没有影响。

关键词： CrMnFeCoNi高熵合金晶体塑性有限元 Cohesive单元断裂行为取向效应

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