检索结果-内蒙古大学图书馆

力学与实践 2019年第1期41卷 14-22页

作者：刘勤蔡力勋陈辉尹涛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

根据能量等效方法,针对漏斗薄片试样,提出了关联Ramberg—Osgood幂律参数、试样几何参数的载荷—位移半解析统一模型。采用有限元数值模拟,正、反向验证了该模型的有效性。在此基础上,提出了通过漏斗薄片试样低循环试验实现材料低周疲... 详细信息

根据能量等效方法,针对漏斗薄片试样,提出了关联Ramberg—Osgood幂律参数、试样几何参数的载荷—位移半解析统一模型。采用有限元数值模拟,正、反向验证了该模型的有效性。在此基础上,提出了通过漏斗薄片试样低循环试验实现材料低周疲劳性能的预测方法。基于薄片试样低循环试验数据,完成了SS316L, N18及SAPH440三种材料的低周疲劳性能预测,预测结果与标准试样试验结果具有良好的一致性。并利用该方法完成了N18与SAPH在不同温度条件下的低周疲劳性能预测。

关键词：漏斗薄片试样能量等效方法统一模型低周疲劳性能

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圆片小冲杆试验新方法与航空材料力学性能互换

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航空学报 2024年第3期45卷 252-260页

作者：李纪涛韩光照熊俊周甜蔡力勋成都飞机工业(集团)有限责任公司成都610092 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成都610031

针对具有结构材料微损取样优势的圆片小冲杆试验,基于能量密度等效理论,建立了关联圆片微试样小冲杆试验载荷、位移、几何尺寸和材料单轴力学律参数的载荷-位移模型;进而针对航空金属材料,提出了单轴拉伸试验结果与小冲杆试验结果之间... 详细信息

针对具有结构材料微损取样优势的圆片小冲杆试验,基于能量密度等效理论,建立了关联圆片微试样小冲杆试验载荷、位移、几何尺寸和材料单轴力学律参数的载荷-位移模型;进而针对航空金属材料,提出了单轴拉伸试验结果与小冲杆试验结果之间实现材料力学性能互换的小冲杆试验新方法。对5种航空金属材料完成了小冲杆试验及传统拉伸试验,结果表明,新方法所得圆片微试样的应力-应变曲线与单轴拉伸试验结果密切吻合,所得弹性模量与单轴拉伸试验结果之间相对误差在10%以内,所得塑性延伸强度和抗拉强度与单轴拉伸试验结果相对误差大部分在5%以内。新方法有望促进小冲杆试验在服役结构安全评价中的应用。

关键词：小冲杆试验能量密度等效应力-应变关系强度试验方法

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基底材料和残余预张应力对低密度聚乙烯(LDPE)薄膜抗刮擦性能影响的实验研究

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实验力学 2018年第1期33卷 24-30页

作者：魏耀富程前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

采用自主研制的刮擦实验仪器,对低密度聚乙烯(LDPE)薄膜进行线性增加法向荷载的刮擦实验,研究基底材料和残余预张应力对LDPE薄膜抗刮擦性能的影响。通过在刮擦过程中发生初始粘滑(stick-slip)和穿刺(puncture)等典型破坏时的临界法向荷... 详细信息

采用自主研制的刮擦实验仪器,对低密度聚乙烯(LDPE)薄膜进行线性增加法向荷载的刮擦实验,研究基底材料和残余预张应力对LDPE薄膜抗刮擦性能的影响。通过在刮擦过程中发生初始粘滑(stick-slip)和穿刺(puncture)等典型破坏时的临界法向荷载来表征LDPE薄膜刮擦性能。结果表明:1)软质基底可以延缓薄膜在刮擦作用下破坏的发生,LDPE薄膜在软基底(橡胶)上刮擦时的临界荷载大于其在硬基底(铝合金)上的临界荷载,而且基底粗糙度的增加会导致LDPE薄膜的抗刮擦性能下降;2)残余预张应力方向与刮擦方向平行时,薄膜抗刮擦性能随残余应力的增大而上升,而当两者方向相互垂直时,薄膜抗刮擦性能随残余应力的增大而下降。本文的实验研究对LDPE薄膜在包装、医疗手术等应用领域有良好的指导意义。

关键词：低密度聚乙烯(LDPE)薄膜基底材料残余预张应力刮擦破坏

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基于漏斗试样的C250钢高温扭转低周疲劳行为

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航空学报 2016年第2期37卷 617-625页

作者：赵兴华蔡力勋包陈江志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 中航工业北京航空材料研究院北京100095

C250钢的扭转疲劳破坏是其主要失效形式之一。为了获得航空材料C250钢的扭转疲劳特性,并消除等直圆棒试样在扭转试验中产生的弊端,依据漏斗试样完成了C250钢在3种高温(150、200、350℃)环境下的扭转低周疲劳试验,获得了在扭转低周疲劳... 详细信息

C250钢的扭转疲劳破坏是其主要失效形式之一。为了获得航空材料C250钢的扭转疲劳特性,并消除等直圆棒试样在扭转试验中产生的弊端,依据漏斗试样完成了C250钢在3种高温(150、200、350℃)环境下的扭转低周疲劳试验,获得了在扭转低周疲劳下的扭矩-名义扭转角曲线。基于试验结果,利用FAT方法分析得到了C250钢在3种高温环境下的材料循环本构关系,利用该循环本构关系对漏斗试样进行三维扭转有限元分析,获得漏斗根部剪切应力与扭矩之间的转换公式及漏斗根部剪切应变与名义扭转角之间的转换公式。基于以上试验与分析方法,得到了材料的剪切应变幅-倍循环次数曲线、剪切应力幅-循环分数曲线以及剪切应力-剪切应变的稳定滞回线,发现材料呈现出循环软化特性,并基于Manson-Coffin模型对材料寿命进行了分析。

关键词：扭转低周疲劳有限元辅助测试方法 C250钢漏斗试样扭转特性 Manson-Coffin模型

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对围岩-支护共同作用原理的讨论

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地下空间与工程学报 2024年第S01期20卷 54-58页

作者：蔡晓枘喻勇西南交通大学力学与航空航天学院成都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

围岩-支护共同作用原理在地下工程支护设计以及安全评价中发挥着重要作用,基于该理论的收敛约束法也是目前国际上通用的支护设计方法。但共同作用原理未考虑地下工程先开挖后支护的特点,而是假定开挖与支护在同一瞬间完成。目前已有学... 详细信息

围岩-支护共同作用原理在地下工程支护设计以及安全评价中发挥着重要作用,基于该理论的收敛约束法也是目前国际上通用的支护设计方法。但共同作用原理未考虑地下工程先开挖后支护的特点,而是假定开挖与支护在同一瞬间完成。目前已有学者证明隧道开挖与支护分别符合塑性力学定义的加载和卸载条件,这表明开挖是发生塑性变形的过程,而支护是发生弹性变化的过程。对满足莫尔-库伦屈服准则的圆形隧道进行理论分析,结果表明:由支护产生的围岩位移增量与支护应力成正比,而传统的围岩特性曲线并不符合该规律。使用有限差分数值计算软件FLAC对圆形隧道的开挖与支护进行验证计算,得到支护后围岩位移增量与支护应力的关系符合弹性变形规律。因此,此前广为应用的围岩-支护相互作用原理中的围岩特性曲线在塑性力学理论范畴内并不正确。

关键词：隧道开挖支护围岩-支护共同作用数值模拟

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面内压缩荷载作用下双层微板系统的同步/异步屈曲

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应用数学和力学 2023年第2期44卷 160-167页

作者：张立民张波张旭段宇杭沈火明应用力学与结构安全四川省重点实验室西南交通大学力学与航空航天学院成都611756

采用修正的偶应力理论和双变量高阶剪切变形理论,发展了层间填充弹性介质的双层微板系统在面内压缩荷载作用下的屈曲模型.基于Euler-Lagrange方程推导了系统屈曲的控制微分方程,运用Navier法获得了上下层均为四边简支时系统同步/异步屈... 详细信息

采用修正的偶应力理论和双变量高阶剪切变形理论,发展了层间填充弹性介质的双层微板系统在面内压缩荷载作用下的屈曲模型.基于Euler-Lagrange方程推导了系统屈曲的控制微分方程,运用Navier法获得了上下层均为四边简支时系统同步/异步屈曲的解析解.通过数值算例讨论了系统各参数对其屈曲特性的影响.结果表明:系统的异步屈曲特性依赖于材料尺度参数、长宽比和弹性介质模量,而同步屈曲特性仅依赖于前两项,并且异步屈曲荷载高于同步屈曲荷载;弹性介质的Pasternak模量较之于Winkler模量对系统的屈曲特性影响更显著.

关键词：修正的偶应力理论双变量高阶剪切变形理论双层微板系统同步/异步屈曲

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基于等效能量原理的延性材料J(δ)阻力曲线测试新方法研究

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工程力学 2020年第10期37卷 7-16页

作者：彭云强蔡力勋韦利明中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621999 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

基于等效能量原理获取的I型裂纹试样弹塑性载荷-位移关系和J积分-载荷关系半解析统一表达式,借助半解析法实现了对多种裂纹试样J阻力曲线的有效测试;采用该方法,还可很容易实现C型外缺口压缩(C-shaped outside edge-notched compression... 详细信息

基于等效能量原理获取的I型裂纹试样弹塑性载荷-位移关系和J积分-载荷关系半解析统一表达式,借助半解析法实现了对多种裂纹试样J阻力曲线的有效测试;采用该方法,还可很容易实现C型外缺口压缩(C-shaped outside edge-notched compression,COEC)小试样的高温J阻力曲线测试。此外,借助半解析公式确定的锐裂纹试样的实时裂纹扩展长度,亦可实现延性材料的裂尖张开位移(Crack tip opening displacement,CTOD,δ)阻力曲线测试。

关键词：等效能量原理延性材料 I型裂纹半解析阻力曲线

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3D打印聚乳酸材料表面纹理结构刮擦行为研究

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实验力学 2023年第3期38卷 307-316页

作者：程前杨卓然蒋晗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

参考编织纤维增强复合材料表面形貌数据，利用3D打印技术制备并研究了不同表面纹理结构(凸起、凹坑)的聚乳酸材料耐刮擦性能。对不同纹理结构表面开展线性增加荷载模式刮擦实验，通过荷载曲线和显微图像对纹理结构表面刮擦破坏机理进行... 详细信息

参考编织纤维增强复合材料表面形貌数据，利用3D打印技术制备并研究了不同表面纹理结构(凸起、凹坑)的聚乳酸材料耐刮擦性能。对不同纹理结构表面开展线性增加荷载模式刮擦实验，通过荷载曲线和显微图像对纹理结构表面刮擦破坏机理进行分析，并探讨纹理参数对耐刮擦性能的影响。实验结果表明：无论是凸起纹理还是凹坑纹理，刮擦破坏均出现在纹理上升段处并伴随有明显的“黏-滑”(“stick-slip”)现象；凸起纹理的“滑动”现象会缓解刮擦破坏现象；凹坑纹理的结构特征使“黏滞”和“滑动”发生的先后顺序改变，导致纹理上升段处更容易发生刮擦破坏；纹理高度比也对材料表面耐刮擦性能有显著的影响，只有在纹理高度比小且预设荷载低时，纹理结构表面才展现出较好的耐刮擦性能。本文研究对聚合物材料纹理结构表面的耐划伤设计有较好的工程参考意义。

关键词：刮擦实验表面纹理 3D打印

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杨桃启发的仿生星形薄壁结构耐撞性研究

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机械强度 2024年第1期46卷 40-47页

作者：孙煜洲杨卓然夏炎蒋晗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成都610031

薄壁吸能结构在航空航天和交通运输等领域发挥着重要作用。受具有出色抗压特性的杨桃果实启发,设计了仿生星形薄壁结构。通过有限元仿真、实验和理论分析结构变形和吸能机制,讨论截面形状和几何参数对薄壁结构吸能特性的影响。探究了层... 详细信息

薄壁吸能结构在航空航天和交通运输等领域发挥着重要作用。受具有出色抗压特性的杨桃果实启发,设计了仿生星形薄壁结构。通过有限元仿真、实验和理论分析结构变形和吸能机制,讨论截面形状和几何参数对薄壁结构吸能特性的影响。探究了层级设计与加强筋配置对星形薄壁结构耐撞性的优化效果。结果表明,星形薄壁结构具有规则的渐进折叠变形机制,其比吸能、压溃力效率等耐撞性能大幅优于常见截面的薄壁结构,具有良好的工程应用潜力。

关键词：耐撞性薄壁结构能量吸收有限元仿真结构仿生学

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基于能量密度等效的超弹性压入模型与双压试验方法

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力学学报 2020年第3期52卷 787-796页

作者：张希润蔡力勋陈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 长沙理工大学土木与工程学院长沙410114

针对超弹性材料压入问题,本文基于能量密度中值等效原理,提出了描述球、平面、锥3类压头独立压入下载荷、深度、压头几何尺寸和Mooney-Rivlin本构关系参数之间关系的半解析超弹性压入模型(semi-theoretical hyperelastic-material inden... 详细信息

针对超弹性材料压入问题,本文基于能量密度中值等效原理,提出了描述球、平面、锥3类压头独立压入下载荷、深度、压头几何尺寸和Mooney-Rivlin本构关系参数之间关系的半解析超弹性压入模型(semi-theoretical hyperelastic-material indentation model,SHIM),进而提出了球、平面、锥压入组合的双压试验方法(indentation method due to dual indenters,IMDI).正向验证表明,基于系列超弹性材料的本构关系参数,由SHIM分别预测的球、平面、锥3类压入下的载荷-位移曲线与有限元分析(finite element analysis,FEA)结果之间密切吻合;反向验证表明,基于系列超弹性材料的FEA条件本构关系下3类压入的载荷-位移曲线,由双压试验方法预测的Mooney-Rivlin本构关系与FEA条件本构关系密切吻合.针对3种超弹性橡胶,完成了球、平面、锥压入试验,应用双压试验方法获得的3组Mooney-Rivlin本构关系均与单轴拉伸试验结果吻合良好.

关键词：超弹性材料能量密度等效半解析压入试验本构关系试验方法

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