检索结果-内蒙古大学图书馆

中国测试 2025年第2期51卷 46-54,61页

作者：张梦雪包陈吴志懿西南交通大学力学与航空航天学院应用力学与结构安全四川省重点实验室四川成都610031

为研究不同程度骨质疏松对松质骨力学性能及骨小梁结构分布的影响,该文采用体外脱钙方法对牛股骨松质骨进行不同程度的骨质疏松模拟,开展不同脱钙程度牛股骨松质骨的拉伸和断裂试验。研究结果表明:不同脱钙程度对松质骨的拉伸和断裂性... 详细信息

为研究不同程度骨质疏松对松质骨力学性能及骨小梁结构分布的影响,该文采用体外脱钙方法对牛股骨松质骨进行不同程度的骨质疏松模拟,开展不同脱钙程度牛股骨松质骨的拉伸和断裂试验。研究结果表明:不同脱钙程度对松质骨的拉伸和断裂性能都有显著影响,但因其骨小梁分布特征差异,难以直接判断其影响规律。孔隙率和分形维数能够一定程度反映骨小梁分布特征,脱钙剂浓度越高,试样的分形维数越低。松质骨的弹性模量、抗拉强度随着孔隙率的增加而减小,随着分形维数的增加而增大。松质骨的断裂性能随着孔隙率的增加而减小,随着分形维数的增加而提高。

关键词：牛股骨松质骨体外脱钙拉伸性能断裂性能孔隙率分形维数

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复杂两相流动的动态网格自适应连续表面力方法

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西南交通大学学报 2025年

作者：罗双双杨翊仁孙建伟陈浩西南交通大学力学与航空航天学院应用力学与结构安全四川省重点实验室华北油田第四采油厂

本文针对具有显著气液边界拓扑变化的两相流动问题，提出了一种基于树状数据结构的动态网格自适应方法，并将该方法应用于Continuum Surface Force（CSF）表面张力模型。在自适应网格框架下，本文构建了基于流场速度小波分析的离散误差... 详细信息

本文针对具有显著气液边界拓扑变化的两相流动问题，提出了一种基于树状数据结构的动态网格自适应方法，并将该方法应用于Continuum Surface Force（CSF）表面张力模型。在自适应网格框架下，本文构建了基于流场速度小波分析的离散误差网格加密准则，同时详细讨论了加密准则中考虑两相界面曲率的情况，扩展了四叉树/八叉树数据结构下两相流动的连续表面力方法，实现了二维、三维以及轴对称情况下网格的自适应加密。通过考虑表面张力的Laplace律，验证了本文介绍的方法在气液边界处计算表面张力的误差不超过3.5%。此外，在表面张力波数值算例中，利用自适应网格可实现高解析度的特性，本文方法准确预测了表面张力波振幅的演化过程，与正则模态解相比，均方根误差可小至10-5量级。最后，我们在数值仿真中复现了双元液滴正碰的物理过程，从而验证了本文所构建的自适应连续表面力模型在处理复杂气液界面流动问题时，能够准确描述两相流动问题中的复杂界面拓扑变化。

关键词：两相流动四叉树/八叉树数据结构连续表面力方法自适应网格

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试样构形和裂纹取向对Zr-2.5Nb合金压力管断裂韧性的影响研究

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机械工程学报 2025年

作者：吴志懿曹昱澎赵冠楠徐习凯包陈西南交通大学应用力学与结构安全四川省重点实验室上海核工程研究设计院股份有限公司

断裂韧性是评估重水堆用Zr-2.5Nb合金压力管安全性的必要力学参数之一。采用小试样开展压力管的断裂韧性研究具有用料少、试验流程简单、试验成本低等优势，特别对于辐照后压力管的断裂韧性评估，小试样相比原管内压爆破试验测得断裂韧... 详细信息

断裂韧性是评估重水堆用Zr-2.5Nb合金压力管安全性的必要力学参数之一。采用小试样开展压力管的断裂韧性研究具有用料少、试验流程简单、试验成本低等优势，特别对于辐照后压力管的断裂韧性评估，小试样相比原管内压爆破试验测得断裂韧性的优势更加突出。使用不同裂纹取向的单边裂纹弯曲(Singleedged-notchedbending,SEB)和紧凑拉伸(Compact tension,CT)试样开展了国产Zr-2.5Nb合金压力管的室温断裂试验，研究了试样构形和裂纹取向对其断裂韧性的影响规律。结果表明，国产Zr-2.5Nb合金压力管的环向屈服和抗拉强度明显高于轴向性能。轴向裂纹CT试样获得的压力管断裂韧性最大，环向裂纹SEB试样的断裂韧性最低，裂纹取向对SEB试样的断裂韧性影响较小。CT试样的扩展裂纹受曲面结构影响显著，呈现“山”字型特征，而SEB试样的扩展裂纹前沿平直度较好。相比轴向裂纹CT试样，采用环向裂纹SEB试样进行Zr-2.5Nb合金压力管的断裂安全评估将更加保守安全。

关键词：国产Zr-2.5Nb合金压力管断裂韧性 SEB试样 CT试样裂纹取向

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中锰 TRIP 钢棘轮行为的晶粒尺寸依赖性相场研究

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四川轻化工大学学报(自然科学版) 2025年第1期38卷 1-10页

作者：杨云俊畅舒心张娟西南交通大学力学与航空航天学院成都611756 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611756

基于Ginzburg-Landau理论和晶体塑性理论,建立了一个可以合理反映晶粒尺寸依赖性的二维多晶弹塑性相场模型,采用相场与有限元相结合的方法模拟研究了晶粒尺寸对中锰相变诱发塑性(TRIP)钢棘轮行为的影响。研究表明,随着晶粒尺寸的减小,... 详细信息

基于Ginzburg-Landau理论和晶体塑性理论,建立了一个可以合理反映晶粒尺寸依赖性的二维多晶弹塑性相场模型,采用相场与有限元相结合的方法模拟研究了晶粒尺寸对中锰相变诱发塑性(TRIP)钢棘轮行为的影响。研究表明,随着晶粒尺寸的减小,材料抵抗塑性变形的能力和奥氏体的稳定性逐渐提高,中锰TRIP钢的循环稳定性增强;多晶系统的TRIP效应随晶粒尺寸地减小逐渐减弱,棘轮应变率和相变生成的马氏体含量均逐渐降低,当晶粒尺寸从1.0μm减小至0.2μm,循环结束时棘轮应变和马氏体含量分别减少了0.69%和11.1%。中锰TRIP钢棘轮行为的晶粒尺寸依赖性可解释为:随着晶粒尺寸的减小,TRIP钢中各相的位错滑移抗力和晶界对位错滑移的阻碍增大,由位错引发的塑性变形减小;同时,奥氏体的机械稳定性随晶粒尺寸的减小而增加,多晶系统中的马氏体相变和相变诱发塑性应变减少。因此循环变形过程中塑性变形的产生和累积受到抑制,导致中锰TRIP钢的棘轮效应减弱。

关键词：中锰钢晶粒尺寸棘轮行为马氏体相变相场法

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轴向功能梯度Timoshenko梁弹性接触模型的解析解

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机械研究与应用 2025年第2期38卷 1-6,13页

作者：向琳袁江宏应用力学与结构安全四川省重点实验室四川成都611756 西南交通大学力学与航空航天学院四川成都611756

针对高斯函数型轴向功能梯度Timoshenko梁与刚性圆形压头的对称弹性接触问题,该文通过将梁的挠度、转角、弯矩和剪力表示为合流超几何级数形式,解析推导出了以接触半径为参数的压入力-压入深度曲线参数方程。然后利用泰勒展开进一步得... 详细信息

针对高斯函数型轴向功能梯度Timoshenko梁与刚性圆形压头的对称弹性接触问题,该文通过将梁的挠度、转角、弯矩和剪力表示为合流超几何级数形式,解析推导出了以接触半径为参数的压入力-压入深度曲线参数方程。然后利用泰勒展开进一步得到了曲线起始段的线性近似解析表达式,进而发现线性近似解即为跨中集中力作用下梁的跨中挠度解。通过遍历式的参数分析给出了曲线起始线性段长度的近似经验公式,并研究了轴向梯度因子和梁长对曲线起始线性段斜率(即系统的初始接触刚度)的影响规律。结果表明:在给定梁长的条件下,轴向梯度因子与压入力-压入深度曲线起始线性段斜率具有正相关的一一对应关系。该结论对轴向功能梯度样品的高通量压痕表征而言具有一定的理论参考价值。

关键词：轴向功能梯度梁铁木辛柯梁弹性接触压痕表征

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层合开孔板-柱壳节段模型及其结构振动特性分析

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机械研究与应用 2025年第1期38卷 56-60页

作者：张剑锋高芳清刘龙波邓鹤轩西南交通大学力学与航空航天学院四川成都610031 西南交通大学应用力学与结构安全四川省重点实验室四川成都610031

复合材料层合板(壳)因其具有高比强度和高比刚度优势而在航空航天、船舶等领域中的应用越来越广泛,同时其结构的整体动力学性能也备受关注。文章以一类可应用于航空或船舶的整体式层合开口板-柱壳功能结构为研究对象,建立了能够求解任... 详细信息

复合材料层合板(壳)因其具有高比强度和高比刚度优势而在航空航天、船舶等领域中的应用越来越广泛,同时其结构的整体动力学性能也备受关注。文章以一类可应用于航空或船舶的整体式层合开口板-柱壳功能结构为研究对象,建立了能够求解任意开孔参数、耦合角度以及复杂边界条件下的节段分析模型。然后基于一阶剪切变形理论,采用改进傅里叶级数作为试函数,通过弹簧模型来模拟边界条件与相邻子结构的耦合关系,用Rayleigh-Ritz方法求解固有频率和模态。分析结果表明,所建立的层合板壳耦合结构模型可适用于各类复杂边界条件,且通过算例证明了该方法的准确性,可为类似的复杂层合板壳耦合结构的动力学分析与设计提供通用的模型基础。

关键词：复合材料板壳耦合结构改进傅里叶级数振动特性层合板

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不同温度下中锰TRIP钢循环变形及相变行为的实验研究

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机械研究与应用 2025年第1期38卷 38-41,44页

作者：吴宗曦程恋张娟西南交通大学力学与航空航天学院四川成都611756 西南交通大学应用力学与结构安全四川省重点实验室四川成都611756

中锰钢作为第三代先进高强钢的典型代表,具有高强高韧的优异力学性能,且由于相变诱发塑性(TRIP)效应,其变形机理比其它钢材更为复杂。为保证构件的服役安全,中锰TRIP钢在高温和循环载荷下的变形特性以及变形机理亟待研究。文章在200℃和... 详细信息

中锰钢作为第三代先进高强钢的典型代表,具有高强高韧的优异力学性能,且由于相变诱发塑性(TRIP)效应,其变形机理比其它钢材更为复杂。为保证构件的服役安全,中锰TRIP钢在高温和循环载荷下的变形特性以及变形机理亟待研究。文章在200℃和300℃下对Fe-0.35C-7Mn-3.2Al钢进行单轴循环加载实验,同时利用X射线衍射(XRD)对材料进行残余奥氏体(RA)体积分数测量,得到了不同温度下的RA含量变化。实验结果表明,材料在200℃下的循环软/硬化特征与室温相似,基本表现为循环稳定;而在300℃下则表现出明显的循环硬化。材料在非对称应力控制下的棘轮行为也表现出不同特征,在200℃下与常温表现相似,棘轮应变在循环过程中持续增长且不会饱和;而在300℃下棘轮应变会迅速达到饱和并发生安定现象。在200℃下的单轴拉伸以及循环变形过程中会发生明显的马氏体体相变,而在300℃下则几乎不发生马氏体相变。研究结果为后续中锰钢力学性能的温度相关性研究提供了参考和依据。

关键词：中锰钢循环变形高温相变

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旋转叶片有限元模型修正研究

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机械研究与应用 2025年第1期38卷 45-47页

作者：杨宇静范晨光邵博西南交通大学力学与航空航天学院四川成都611756 西南交通大学应用力学与结构安全四川省重点实验室四川成都611756

针对旋转叶片的振动特性分析,提出了一种将超单元建模方法与改进型正交模型-正交模态法相结合的有限元模型修正方法。以带旋转的悬臂梁模型为例,使用整体建模方法与超单元建模方法分别建模,通过改进型正交模型-正交模态法进行有限元模... 详细信息

针对旋转叶片的振动特性分析,提出了一种将超单元建模方法与改进型正交模型-正交模态法相结合的有限元模型修正方法。以带旋转的悬臂梁模型为例,使用整体建模方法与超单元建模方法分别建模,通过改进型正交模型-正交模态法进行有限元模型修正。结果表明,整体建模方法与超单元建模方法的模态仿真结果的频率差小于2%,且具有相同的振型。整体建模方法的修正误差为0.4%,超单元建模方法的修正误差小于0.1%,且超单元建模具有更好的修正效率。研究结果可为旋转叶片的振动特性分析提供一条有效的技术路径。

关键词：旋转叶片有限元模型修正有限元仿真

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气动激励下裂纹转子叶片动力学特性研究

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机械研究与应用 2025年第1期38卷 29-33页

作者：田振范晨光杨宇静邵博西南交通大学力学与航空航天学院四川成都611756 西南交通大学应用力学与结构安全四川省重点实验室四川成都611756

文章研究了气动激励下含裂纹叶片的动力学特性,并基于单向流固耦合计算方法,对高转速含裂纹叶片所受气动力及气动激励下结构动力学特性进行了研究。首先采用标准k-ε湍流模型对不同旋转速度下的裂纹叶片进行三维非定常流动计算,得到各... 详细信息

文章研究了气动激励下含裂纹叶片的动力学特性,并基于单向流固耦合计算方法,对高转速含裂纹叶片所受气动力及气动激励下结构动力学特性进行了研究。首先采用标准k-ε湍流模型对不同旋转速度下的裂纹叶片进行三维非定常流动计算,得到各转速下叶片表面所受气动力及含裂纹叶片表面关键点的静压变化。然后使用湿模态分析方法对裂纹叶片进行气动激励下的动力学特性研究。研究结果显示:稳定转速下,叶片迎风面各位置所受的气动力分布表现出越靠近叶片前缘所受的气动力越大,叶片背风面各位置所受气动力越靠近叶片前缘气动力越小,气动力大小与所处位置叶长没有明显关系。不同转速下,监测点气动力达到稳态区间的速度随转速增大而增加。气动激励下,随着转速增大,含裂纹叶片的模态频率增大,同转速下裂纹叶片模态频率低于完整叶片的模态频率。研究结果为转子叶片气动优化设计及损伤检测提供了参考和借鉴。

关键词：气动激励含裂纹叶片流固耦合动力学特性湿模态分析

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用于获取延性材料力学性能的锥-小冲杆试验新方法与应用

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中国测试 2025年第1期51卷 143-150页

作者：周甜韩光照蔡力勋西南交通大学力学与航空航天学院应用力学与结构安全四川省重点实验室四川成都610031 毕节高新技术产业开发区国家能源大规模物理储能技术研发中心贵州毕节551700

对于均匀、各向同性、幂律硬化的金属材料,以锥形端头小冲杆对试样圆面中心法向施加压载荷,提出基于能量密度等效的,用于描述试样几何尺寸、材料本构关系参数、载荷和位移之间关系的锥-小冲杆试验(cone small punch test,C-SPT)载荷-位... 详细信息

对于均匀、各向同性、幂律硬化的金属材料,以锥形端头小冲杆对试样圆面中心法向施加压载荷,提出基于能量密度等效的,用于描述试样几何尺寸、材料本构关系参数、载荷和位移之间关系的锥-小冲杆试验(cone small punch test,C-SPT)载荷-位移模型,并提出获取材料应力-应变关系和力学性能指标的锥-小冲杆试验新方法。通过有限元分析不同弹性模量、屈服强度和硬化指数的100种预设材料进行新方法的数值验证,及对3种金属材料完成CSPT。结果表明:由新方法预测的应力-应变关系与有限元分析预设曲线和传统单轴拉伸试验结果吻合良好,此外,由新方法获得的抗拉强度与单轴拉伸试验结果误差较小。

关键词：小冲杆试验能量密度等效幂率硬化材料应力-应变关系试验应用

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