检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2025年第8期61卷 9-17页

作者：夏锐尚红星刘姣宋家玮张鑫梁旭西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室兰州交通大学交通运输学院

结构健康监测是飞行器安全运维的一个重要环节，传感器作为结构状态信息感知的最前端，对结构健康监测至关重要。针对现有压电材料在选材范围和服役温度及环境保护方面受到诸多限制，以悬臂梁结构为例，探究挠曲电传感器及其阵列在结构... 详细信息

结构健康监测是飞行器安全运维的一个重要环节，传感器作为结构状态信息感知的最前端，对结构健康监测至关重要。针对现有压电材料在选材范围和服役温度及环境保护方面受到诸多限制，以悬臂梁结构为例，探究挠曲电传感器及其阵列在结构健康监测领域的应用。首先，基于挠曲电传感器在悬臂梁结构的传感原理，推导挠曲电传感器悬臂梁结构曲率测量的频响函数，并通过试验验证了挠曲电传感阵列用于曲率模态测量的有效性。然后采用柔性电子工艺，设计并制备一种柔性可拉伸的挠曲电传感阵列。最后，开展悬臂梁监测试验去评估传感阵列的损伤识别能力，结果表明，归一化的模态挠曲电信号差可以实现裂纹数量与位置的识别。该工作为结构健康监测提供了一种新的途径，拓展了挠曲电效应的应用范围，对挠曲电走向飞行器结构健康监测具有重要的指导意义。

关键词：挠曲电传感器阵列曲率模态损伤监测悬臂梁结构

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考虑晶粒尺寸效应的梯度NiTi合金拉伸断裂行为模拟

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力学学报 2025年第1期57卷 116-135页

作者：陈翔黄正雄禄盛重庆邮电大学先进制造工程学院重庆400065 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049

NiTi合金因其独特的形状记忆特性和超弹性而备受关注,被广泛认为是功能材料领域中最具研究潜力和发展前景的材料之一.梯度晶粒结构作为一种有效提升材料强度与延展性的方法,通过在材料内部实现晶粒尺寸的梯度分布,能够进一步提升NiTi合... 详细信息

NiTi合金因其独特的形状记忆特性和超弹性而备受关注,被广泛认为是功能材料领域中最具研究潜力和发展前景的材料之一.梯度晶粒结构作为一种有效提升材料强度与延展性的方法,通过在材料内部实现晶粒尺寸的梯度分布,能够进一步提升NiTi合金的性能.文章通过考虑晶粒尺寸效应的晶体塑性理论模型和cohesive单元,并根据晶粒分布函构建了梯度有限元模型,模拟了匀晶和梯度多晶NiTi在单轴和紧凑拉伸断裂过程中的力学行为,讨论了晶粒尺寸、取向、不同应变速率和不同梯度结构对多晶NiTi的强度与延展性的影响特征,并分析其宏-微观力学规律.研究结果表明,晶粒尺寸对NiTi多晶材料的断裂行为有显著影响:晶粒尺寸越小,多晶体抵抗裂纹萌生的能力越强,晶粒尺寸越大,多晶体阻碍裂纹扩展的能力越强;NiTi多晶的断裂行为呈现出明显的取向相关性,其中{110}织构在3种典型取向中展现出最佳的抗断裂性能;高应变速率提升屈服强度但降低延展性,低应变速率则展现均匀应力分布和优异塑性变形能力;梯度多晶结构在NiTi合金材料的强度与延展性之间起到协调作用,细晶结构分布在多晶体的两端,能够承受较高的应力并有效抑制裂纹的产生,粗晶结构则分布于多晶体的中间,通过提供曲折的晶界形态来阻碍裂纹的扩展.

关键词： NiTi 合金尺寸效应梯度多晶裂纹扩展

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基于融合代理策略的超声速降落伞气动优化设计

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航空学报 2025年第1期46卷 71-85页

作者：姜璐璐潘鑫蒋伟冯瑞陈刚西安交通大学航天航空学院西安710049 机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室西安710049 北京空间机电研究所北京100094

超声速降落伞作为提供气动阻力和稳定性的重要气动减速系统,其设计好坏直接影响着探测器着陆任务的成败。适应不同气动性能需求的降落伞结构参数通常是相互矛盾的,为了解决火星降落伞在外形设计时的结构参数矛盾,以及设计周期长、计算... 详细信息

超声速降落伞作为提供气动阻力和稳定性的重要气动减速系统,其设计好坏直接影响着探测器着陆任务的成败。适应不同气动性能需求的降落伞结构参数通常是相互矛盾的,为了解决火星降落伞在外形设计时的结构参数矛盾,以及设计周期长、计算误差大的问题,本文提出了一种面向探测器-降落伞双体模型的融合代理优化策略。融合代理模型集成了插值型代理模型和回归型代理模型的优点,能够在相同样本的条件下具备更高的气动力系数预测精度。通过采用融合代理模型替代长耗时的计算流体力学(CFD)计算过程,能够缩短设计周期,提高设计效率。结合多目标遗传算法对探测器-盘缝带伞双体模型进行了优化设计,结果表明,采用融合代理优化策略能够平衡伞体的阻力性能及稳定性能,在满足结构及气动约束的前提下提升盘缝带伞的综合减速能力,具有良好的实用性和可行性。文章的研究结果可为未来新一代火星探测用超声速降落伞的设计研制提供一定的理论参考和技术储备。

关键词：融合策略火星降落伞优化设计代理模型超声速

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非线性动力系统失效时间的胞参考点映射方法

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动力学与控制学报 2025年第1期23卷 8-14页

作者：吴晓奇郭空明江俊徐亚兰西安电子科技大学机电工程学院西安710071 西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049

本文研究在给定状态空间失效状态集的情况下,非线性动力系统状态失效时间的快速计算方法.首先对非线性动力系统全局分析的一种经典方法——胞参考点映射法进行改进,以计算失效时间.然后用改进的方法对Duffing系统、一类受迫双稳态结构... 详细信息

本文研究在给定状态空间失效状态集的情况下,非线性动力系统状态失效时间的快速计算方法.首先对非线性动力系统全局分析的一种经典方法——胞参考点映射法进行改进,以计算失效时间.然后用改进的方法对Duffing系统、一类受迫双稳态结构和弹簧负载倒立摆模型进行了计算,并分析方法的收敛阈值对计算误差和计算时间的影响.结果表明,文中提出的方法可以在满足一定精度的前提下,实现大量状态点失效时间的高效计算.

关键词：非线性动力系统全局分析胞映射点映射失效时间

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组合管道结构流固耦合振动特性分析

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应用力学学报 2025年第2期42卷 405-414页

作者：姚胜婕王骥骁柴怡君杨雄伟王春明西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室西安710049 中国核电工程有限公司北京100840

为研究输流管道结构在流固耦合作用下的振动特性,采用试验测试和仿真分析获得了组合管道结构充液及未充液状态下的固有频率和模态振型;基于双向流固耦合分析方法求解了管道流致振动响应及流体压力变化,并开展动响应试验测试与数值结果... 详细信息

为研究输流管道结构在流固耦合作用下的振动特性,采用试验测试和仿真分析获得了组合管道结构充液及未充液状态下的固有频率和模态振型;基于双向流固耦合分析方法求解了管道流致振动响应及流体压力变化,并开展动响应试验测试与数值结果进行对比验证。结果表明,管道固有频率在流体附加质量的影响下明显降低,而模态振型基本不受影响;组合管道结构中直弯管连接处以及弯头等不连续部位的存在,会使管内流体状态受到扰动而出现压力波动,并诱发管道振动,且管道的振动频率与其固有频率接近。研究结果对保证管道系统安全运行具有重要的指导意义。

关键词：组合管道结构流固耦合干模态湿模态振动响应

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基于霍普金森压杆试验研究闭孔泡沫铝的动态压缩力学性能

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机械工程材料 2025年第4期49卷 69-74页

作者：张晓忠曾斌徐戎王静金峰湖南文理学院机械工程学院常德415000 西安电炉研究所有限公司西安710061 西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049

结合波形整形技术,根据弹长调试和整形器调试结果改进常规霍普金森压杆试验装置,研究了不同密度(0.48,0.61,0.70 g·cm^(-3))闭孔泡沫铝在应变速率150,700,1 400 s^(-1)下的动态压缩力学性能。结果表明:增加弹长可以在获得较大变形... 详细信息

结合波形整形技术,根据弹长调试和整形器调试结果改进常规霍普金森压杆试验装置,研究了不同密度(0.48,0.61,0.70 g·cm^(-3))闭孔泡沫铝在应变速率150,700,1 400 s^(-1)下的动态压缩力学性能。结果表明:增加弹长可以在获得较大变形的同时实现应变速率的下降,故选用3 m长子弹与4 m长入射杆和透射杆;相比无整形器时,使用直径为20 mm的6层瓦楞纸板整形器后,试样波形持续时间和上升沿时间较长,且在208μs后就基本达到应力均匀性要求;随着应变速率增加或密度增加,闭孔泡沫铝的压溃应力、屈服强度和平台应力均增大,动静态屈服强度比与相对应变速率(相对于准静态应变速率0.001 s-1)成近似幂函数关系,呈现一定的应变速率效应。

关键词：闭孔泡沫铝霍普金森压杆试验压缩力学性能应变速率效应

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含黏性摩擦的转子/定子碰摩实验研究

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应用力学学报 2025年

作者：李阳王顺增徐业银洪灵江俊西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安应用光学研究所南阳理工学院智能制造学院

为了研究转子/定子碰摩在黏性环境下摩擦力参数以及相应的碰摩响应特性。本文采用了三种不同长度的转轴和三种不同材料的定子进行实验，同时还在碰摩面上涂抹了润滑剂以增强黏性阻尼效应。首先对不同的转子/定子系统进行了参数估算，以... 详细信息

为了研究转子/定子碰摩在黏性环境下摩擦力参数以及相应的碰摩响应特性。本文采用了三种不同长度的转轴和三种不同材料的定子进行实验，同时还在碰摩面上涂抹了润滑剂以增强黏性阻尼效应。首先对不同的转子/定子系统进行了参数估算，以便能够更准确地模拟和预测系统的行为。随后，通过测量系统在不同转速下的响应，观察了不同转子/定子碰摩系统的响应特性，基于测量的位移响应数据，利用惯性坐标系的离散规则以及运动微分方程，对碰摩过程中的黏性摩擦力进行了估算，并预估了不同转子/定子碰摩系统的黏性阻尼系数。最后，对比了理论计算得到的转速区间与实验中测量的转速区间，发现实验结果与理论预测比较吻合，验证了含黏性阻尼摩擦模型的理论分析的有效性。通过对含黏性阻尼摩擦模型的研究，可以更准确地理解和预测转子/定子碰摩系统的行为，并为设计和优化旋转机械中的转子/定子系统提供了重要的理论依据和技术支持。

关键词：转子/定子碰摩黏性阻尼摩擦模型实验测量黏性阻尼摩擦力

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基于构型力理论的风电齿轮接触损伤研究

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机械强度 2025年第4期47卷 39-46页

作者：叶楠张雁辉王荣刘冉张传棻欧阳衡段书用河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300401 河北工业大学机械工程学院天津300401 西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 西安交通大学航天航空学院西安710049

风电机组齿轮箱长期处在随机风载等复杂环境下,其齿轮接触疲劳成为限制风电机组装备稳定性与可靠性的关键因素,进行齿轮接触损伤演化机制研究面临着应力状态复杂、损伤各向异性及失效建模困难等难点。材料构型力理论可以描述缺陷构型变... 详细信息

风电机组齿轮箱长期处在随机风载等复杂环境下,其齿轮接触疲劳成为限制风电机组装备稳定性与可靠性的关键因素,进行齿轮接触损伤演化机制研究面临着应力状态复杂、损伤各向异性及失效建模困难等难点。材料构型力理论可以描述缺陷构型变化对材料自由能的影响,可用来预测材料的损伤和失效行为。基于构型力理论建立齿轮接触损伤模型,选取齿轮接触承载关键区域进行齿轮接触界面应力场仿真分析,模拟在接触载荷作用下齿轮接触损伤演化过程。结果表明,构型力理论损伤模型可以有效模拟齿轮接触损伤现象,解释齿面点蚀和剥落,对准确预测齿轮接触疲劳寿命具有指导意义。

关键词：风电齿轮齿轮接触构型力界面应力损伤演化

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陶瓷层厚度比对La_2Ce_2O_7/YSZ热障涂层抗热震性能的影响

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稀有金属材料与工程 2018年第12期47卷 3703-3709页

作者：任晓雪江鹏范学领王铁军西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室陕西西安710049

采用实验和数值方法研究了陶瓷层厚度比对La_2Ce_2O_7/YSZ(LC/YSZ)热障涂层热震性能的影响。实验结果表明,随着LC与YSZ厚度比的降低,涂层热震寿命显著提高,涂层失效区域逐渐向试样中心转移,剥离位置逐渐从两陶瓷层界面附近转移到LC内靠... 详细信息

采用实验和数值方法研究了陶瓷层厚度比对La_2Ce_2O_7/YSZ(LC/YSZ)热障涂层热震性能的影响。实验结果表明,随着LC与YSZ厚度比的降低,涂层热震寿命显著提高,涂层失效区域逐渐向试样中心转移,剥离位置逐渐从两陶瓷层界面附近转移到LC内靠近上表面处。数值结果表明,界面边缘处较大的轴向应力与剪切应力易导致较大厚度比涂层边缘处剥落;LC表面中心区域较大的径向拉应力会导致垂直裂纹萌生,并伴随界面偏折,这是较小厚度比涂层自LC内部剥离的原因。

关键词：热障涂层双陶瓷层热震寿命失效模式热应力

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镍基自润滑涂层的制备及拉伸结合强度研究

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稀有金属材料与工程 2015年第1期44卷 79-84页

作者：段文博孙岩桦丁春华耿海鹏戚社苗虞烈西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室陕西西安710049

采用等离子喷涂与粉末冶金方法分别制备了PS304、PM304镍基自润滑涂层,并对涂层的组织、拉伸结合强度进行了研究。结果表明:采用等离子喷涂制备的PS304涂层组织粗大、孔隙率高、润滑相与强化相分布不均匀。而采用高能球磨与真空烧结技... 详细信息

采用等离子喷涂与粉末冶金方法分别制备了PS304、PM304镍基自润滑涂层,并对涂层的组织、拉伸结合强度进行了研究。结果表明:采用等离子喷涂制备的PS304涂层组织粗大、孔隙率高、润滑相与强化相分布不均匀。而采用高能球磨与真空烧结技术制备的PM304涂层组织均匀、致密、粒子明显细化。拉伸试验表明:PS304的拉伸结合强度较低,拉伸断口不仅出现在涂层与基底的结合处、也出现在涂层内部;而PM304的拉伸结合强度较高,涂层与基底之间结合良好、结合方式为冶金结合,拉伸断口主要出现在涂层内部。PM304涂层拉伸强度增大的原因主要为:(1)致密度提高;(2)尖锐孔隙数量降低;(3)Ag与Ni Cr之间形成冶金结合;(4)Ni Cr基体中析出粒子的弥散强化作用使得Ni Cr基体强度提高。

关键词：自润滑涂层拉伸结合强度粉末冶金

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