新氢能源储蓄罐用奥氏体不锈钢速度敏感性研究

为了研究31OS奥氏体不锈钢的速度敏感性对材料成形性能的影响,通过不同应变速率下的单向拉伸试验获取 相对应的工程应力应变数据,将其转化为真实应力应变数据后,对真实应力应变数据进行计算,求得相应变形速率下的 各硬化参数。基于上述拟合结果,选取适当的本构方程模型,进行非线性拟合,得到一个受应变速率影响的本构方程。 通过笔者研究,确定31OS奥氏体不锈钢的硬化行为确实受应变速率影响,且本文所拟合的本构方程可对该材料的速度 敏感性作出准确判断。     

以塑性应变和损伤为参变量的广义非局部损伤本构方程

将塑性应变和非局部损伤取为内变量，引入耗散势，利用连续介质损伤力学和热力学第二定律，建立了一个能全面描述材料本构行为的非局部非弹性损伤本构方程，用该模型计算了单位、单压状态下混凝土材料及20#钢的应力-应变关系曲线，取得了较好的结果．     

饱和粘土蠕变特性研究及参数确定

将两种弹 粘弹性模型（Burgers和H 2K模型）的一维蠕变方程，转换成三维状态下的应力 应变 时间关系，分别推导出常应力下两种模型的轴向应变随时间变化的方程。采用分级加载法进行室内长期单轴压缩蠕变试验，结合两种模型三维应力状态的轴向应变表达式，对试验结果进行拟合，得出相应模型的本构参数。试验结果表明：饱和粘土在新增荷载作用下2~3　d变形趋于稳定，Burgers模型和H 2K模型均能较好地模拟饱和粘土的衰减蠕变过程；而H 2K模型能更好地模拟土样在常应力作用下的蠕变特性。     

基于绝对节点坐标法的超弹性材料二维梁单元动力学研究

为了探究考虑超弹性材料非线性的大变形柔性多体系统在工程实践中的应用，课题组基于绝对节点坐标法ANCF研究了针对大变形橡胶梁的高阶梁单元和超弹性材料本构模型。借助二维高阶ANCF梁单元位移模式构建了3种不可压缩超弹性橡胶梁的弹性力模型和运动微分方程：Neo Hookean，Mooney Rivlin和Yeoh；通过静态和动态大变形实例，和横向低阶ANCF梁单元以及ABAQUS软件仿真结果对比，结果显示：大变形橡胶梁动力学分析适合采用不可压缩超弹性本构模型Yeoh和高阶ANCF梁单元，且单元多项式位移模式、节点广义坐标类型和单元自由度数对大变形橡胶梁的计算效率影响较大。     

基于聚氨酯弹性体位移传感器的有限元分析及实验

为揭示聚氨酯弹性体位移传感器固定端应变与运动端位移、扭转之间的关系,课题组基于橡胶类材料单轴拉伸实验得到的应力应变关系,通过数据拟合后确定最适合聚氨酯弹性体材料的Ogden本构模型及参数。用ABAQUS软件建立了聚氨酯弹性体位移传感器的非线性有限元模型,分析运动端位移和扭转情况下传感器的应力、应变和位移变化规律。研究表明：随着运动端位移和扭转的加载,固定端的应变随之增加,当位移达到30 mm时,最大应变出现在距离固定端4 mm处;当扭转达到15°时,最大切应变区域为整个弹性体发生扭转变形部分;此分布规律指导了传感器设计中应变片布置方案。将传感器仿真与测量实验数据对比,误差在10%以内,符合传感器要求。     

几何非线性中的应变概念在低碳钢拉伸实验教学中的引入

在低碳钢的拉伸实验中存在明显的几何非线性问题，可以引入多种不同的应变度量概念，通过与线弹性工程应变，以及相应的工程应力-应变关系的对比，拓展学生对应变理论和本构关系的了解。     

亚粘土邓肯—张模型参数试验研究

邓肯－张模型是描述土体应力－应变关系的一种力学模型，它能够模拟土体发生屈服以后非线性变形的性状，但是忽略了应力路径等因素影响，即假设应力与应变是沿着一条曲线变化的。通过常规三轴试验获得了北京地区亚粘土的邓肯－张模型参数。     

内蒙古沙漠地区风积沙本构模型的研究

以内蒙古沙漠地区的风积沙为研究对象。对风积沙进行了一系列的固结排水常规三轴剪切试验,试验发现邓肯–张模型能够较合理地确定风积沙的切线弹性模量,但是求取切线泊松比误差较大,不能较好地描述风积沙的体变特性。针对风积沙的切线泊松比提出了新的改进模型,该改进模型把-ε3~ε1关系曲线分成两段考虑,分别用抛物线和直线进行拟合,给出切线泊松比的计算公式,得到风积沙的本构模型,并阐述了模型中各参数的确定方法。     

非线性粘弹性材料的一个瞬时弹性本构关系

运用非线性粘弹性本构理论中的弹性回复对应原理,得到了一个简单的适用于非线性粘弹性材料的瞬时弹性本构关系,并结合实例分析,验证了由该瞬时弹性本构所表征的非线性粘弹性本构关系能对非线性粘弹性材料的力学行为进行合理描述的结论．     

胎压监测装置中橡胶材料本构模型的确定及力学研究

针对汽车胎压监测装置在装配和运转过程中，存在橡胶元件易损坏的问题，采用有限元法研究了元件与轮毂过盈量对橡胶材料所受应 力、应变的影响。利用虚功方程确定了橡胶Mooney Rivlin模型的应力 应变方程，通过单轴拉伸试验得出橡胶材料模型参数，建立了胎压监测装置的有限元模型 。分析结果表明当过盈量为0.4 mm时既能保证装配质量又能减小运转过程中橡胶所受的应力，从而延长其使用寿命。     

基于CSY型传感器的悬臂力学试验确定材料弹性模量的方法

对在CSY型传感器综合实验仪上拓展悬臂梁力学实验进行了研究,研究了在该实验仪上实现材料弹性模量的测定.通过材料力学的理论推导出悬臂梁弹性模量与其受力和挠度比值的关系,通过应变式传感器的实验确定出悬臂梁受力与其挠度的比值关系,进一步可推导出悬臂梁材料的弹性模量,并验证了该方法的可行性及有效性.该方法集合了电阻应变效应、全桥差动电路等传感器电测技术以及材料弹性力学、悬臂梁结构力学的基础知识,具有综合应用性.同时,对高校实验室如何有效利用设备资源、开发拓展型实验有一定的示范作用.     

非饱和膨胀土的GA-NN本构模型

非饱和膨胀土的本构关系非常复杂,涉及的因素很多,且多为因素间的耦合作用.本文探讨了用进化神经网络建立GA-NN本构模型,用8个物理力学指标拟和主应力差与轴向应变的关系,取得了较好的效果.     

考虑混凝土损伤的双面组合连续梁挠度和裂缝宽度研究

钢 混凝土双面组合连续梁负弯矩区上混凝土板受拉会产生裂缝。利用ANSYS有限元软件,考虑了混凝土的拉应变软化特性,对钢 混凝土双面组合2跨连续梁模型进行数值模拟分析,得到了上混凝土板裂缝分布和宽度。将计算结果与实测结果进行比较,验证了该模型的有效性。通过变换下混凝土板厚度和混凝土极限拉应变值,分析其对双面组合梁挠度和裂缝的影响;采用最小二乘法,对荷载 挠度;荷载 最大裂缝宽度曲线进行拟合,得出相应的计算公式。     

多层材料悬臂梁受力的解析解

研究了不连续材料问题中的分层材料悬臂梁问题.首先,由弹性力学基本理论给出固体力学中的控制方程及交界面条件;其次,对于分层悬臂梁问题,通过设一个应力函数并通过力学基本方程给出应力、应变及位移的含参表达式;最后通过边界条件来求解应力及位移解.     

基于应力强度干涉模型的疲劳损伤研究

基于Miner法则,分析了工程上常用的阶梯谱级数对疲劳寿命精度的影响．建立了变换的JS-N曲线与阶梯谱拟合曲线的应力强度干涉数学模型,采用参数求解的数值解析法得到参数,并推导出了疲劳损伤的积分公式．对铁路货车转向架侧架运行36万公里（一个段修期）内分阶段的多次载荷谱测试数据进行分析,得出随着各阶段阶梯谱离散级数的增大,损伤成收敛趋势,寿命预测精度高．采用本文的分析方法,建立了侧架一个段修期的载荷谱概率模型,预测了侧架的寿命及其可靠性．     

基于多种模型组合的我国2015年人口总数预测

首先建立了线性回归模型、曲线拟合模型、指数函数模型、时间序列模型、灰色系统模型5个单一模型,就2001-2004年的人口数分别对这5个模型的预测结果进行了比较;然后考虑将这5种模型用5种组合方法组成新的组合模型来预测人口总数;最后对我国2005-2015年的人口总数进行了预测,预测结果为我国2015年人口总数为14.30亿。     

基于有限元法的含裂纹平板应力强度因子研究

许多结构和设备由于材料本身原因或使用不当会产生表面裂纹。应力强度因子是用来判定含裂纹的设备或结 构是否会失稳甚至断裂的重要依据。文中选用存在表面裂纹的有限大平板,用1/4节点奇异单元,建立含表面半椭圆裂 纹的平板有限元模型,利用ANSYS对此模型进行应力强度因子的求解。建立不同的模型进行对比分析,得出不同的裂 纹长度、深度、板厚等因素对裂纹尖端应力强度因子的影响情况,以及应力强度因子沿裂纹前缘分布规律。发现裂尖处 应力强度因子随着裂纹长度的增加而减小,随着裂纹深度的增加而增大;裂纹前缘的应力强度因子,在裂纹最深处最大, 由裂纹尖端向裂纹最深处呈现逐渐增大的变化规律。     

预测气液两相分层流界面剪切应力的新方法

针对水平管气液两相分层流界面剪切应力的预测，建立了基于计算流体力学（CFD）方法的剪切滑移壁面模 型，即将气液界面处理为固定的具有均匀剪切应力的水平滑移壁面。利用FLUENT 软件模拟了气相流动，气液界面采 用剪切滑移壁面边界条件，通过对比实验测量的气相流场分布得到气速和界面剪切收敛值，并由收敛值拟合得到界 面摩擦因子与气相雷诺数的关联式。应用这一关联式的预测结果与实验间接测量值吻合较好，并且在气、液相雷诺 数9 4006ReG650 000 和21 0006ReL630 000 范围内优于Taitel 和Dukler 与Sidi-Ali 和Gatignol 模型。表明剪切滑移壁 面模型可以有效地控制关键参数，提高预测效率和精度，为CFD 方法预测气液两相分层流界面剪切应力提供了新的 思路。     

大变形弹塑性固壳元模型研究进展

阐述了一种考虑壳体厚度方向应力及应变的新型壳单元——固壳单元的概念及相关理论基础，着重介绍了构造此单元模型及克服诸多自锁问题所采用的方法，最后给出了数值例子及其应用展望．