线性粘弹系统描述的有限元方法

给出描述线性粘弹系统的一种有限元方法。假定系统在宏观上是非均匀的,材料是各向异性线性粘弹性固体。对本征值问题作了说明。     

人体下颌骨动态光弹应力分析

本文应用现代较先进的Ｃｒａｎｚ－Ｓｃｈａｒｄｉｎ超高速记录系统，对人体下颌骨简化后的平面光弹性模型，在承受水平方向冲击载荷时所引起的瞬态动应力进行了实验研究，获得瞬态动应力的变化和分布规律．依靠动光弹所获得的等色线与等倾线资料，结合有限差分法求解动态泊松方程来实现动态主应力分离．并采用落锤冲击－维模型求出了光弹性材料的动态力学特性．文章系统总结了动态光弹性方法，并将该方法引入生物力学的研究领域，研究结果在医学、军事、体育等方面均具有实际的意义．     

界面处理对聚丙烯/玻璃微珠体系流变性能的影响

研究了偶联剂(KH 550)和马来酸酐接枝聚丙烯(M PP)表面偶联反应对聚丙烯(PP)/玻璃微珠(GB)复合材料界面形态和流变性能的影响。采用ARES型旋转式流变仪和扫描电镜(SEM)对材料的熔体粘度、动态特性以及界面形态作了研究。实验结果表明:玻璃微珠对材料有增加模量和粘度的作用,并且GB含量越高材料的模量和粘度就越高。使用KH 550偶联剂处理GB后,其表面变得更为粗糙,且体系相容性未得到改善,材料的粘度与模量有所上升。在基体中加入少量能与KH 550反应的低分子量M PP,虽然体系相容性得到了改善,但是降低了粘度;然而KH 550与M PP界面反应形成的“聚合物刷”又具有增粘作用,因此体系中增粘作用和降粘作用相互竞争。实验证明降粘作用为主导作用,体系粘度下降。     

可变高速冲击源和动态材料条纹值

本文在国产WZDD-Ⅰ型多火花动态光弹仪落锤低速冲击加载台的基础上,利用SDQ603型射钉器火药弹爆燃时产生的高压火药气体并按活塞杆位置来改变燃烧室尺寸,以获得适合动态光弹性研究的可变高速冲击源,采用一维应力杆件对光弹性环氧树脂材料的动态材料条纹值f_(?)~*作了较精确的标定,对进一步探讨和研究高速碰撞与冲击载荷下,材料的断裂韧性与扩展速度,构件内应力波的传播方式与瞬态应力的分布规律等,提供了必要的实验基础。     

多点接触粘滑驱动微动平台复合运动模型构建

为了精确模拟基于多点接触粘滑驱动原理的微动平台动态微位移输出，验证粘滑驱动原理在微动平台应用的可行性，课题组基于4稳态电磁执行器的粘滑驱动微动平台，建立了一种复合动态模型。该动态模型包含4个子动态模型,即磁力计算模型、LuGre摩擦模型、碰撞反弹模型和质心偏移模型；课题组在此基础上搭建了实验平台，研究了不同驱动电流对微动平台动态输出位移影响。结果表明：复合动态模型模拟动态位移输出与实验输出趋势基本一致，验证了所提出和建立的复合动态模型的有效性。     

二自由度两弹簧系统振动实验设计与分析

设计了二自由度两弹簧振子系统,并进行了系统理论模态分析与ANSYS仿真,通过激振实验对系统进行了频率响应特性和模态分析,研究了系统振动动态特性测试。研究结果表明,实验观测数据、ANSYS仿真结果与理论分析值较为一致。通过对弹簧振子的动态性能测试和分析,为深入研究机械振动特性提供了参考。     

孔隙介质中滞留聚合物分子的粘弹效应系数

本文在文献[1]的基础上做了进一步的试验研究,发现慢速降压过程流速对时间的依赖关系呈指数曲线形式,同时进行了慢速升压试验,同样发现流速与时间的指数关系。文中对文献[1]定义的附加残余效应系数提出了修改,重新定义为滞留分子粘弹效应系数,对降压过程和升压过程的粘弹效应系数进行了对比。通过岩心出口液浓度数据,证实了文中描述的粘弹效应机理和分子构象改变的物理模型的可靠性。     

区间参数智能梁结构闭环系统动态特性分析

以区间参数压电智能梁结构为研究对象,建立了基于位移反馈控制结构闭环系统动态特性分析的有限元模型。在材料物理参数和几何尺寸等为区间变量时,分析了结构质量矩阵和刚度矩阵的不确定性。并从求解结构振动动态特性的Rayleigh商出发,利用区间变量运算法则推导出了结构闭环系统固有频率的数字特征表达式。通过算例,考察了区间参数对结构固有频率特性的影响,并验证了所建模型和方法的可行性与合理性。研究结果表明,利用区间系数分析法来研究压电智能梁结构闭环系统的动态特性具有一定的工程应用价值。     

弹性磨具材料的生成反应控制和生产工艺

基于弹性磨具材料生成过程的化学反应，分析了讨论了控制反应过程的化学平衡问题，根据实验提出了弹笥磨具材料配方试验的基本方法和生产工艺过程。     

重型汽车轮胎径向刚度实验研究

为研究重型汽车轮胎径向刚度的非线性特性,选取全钢丝10.00R20子午轮胎分别进行静态和动态实验。实验测试结果表明:轮胎静态径向刚度与轮胎变形量、充气压力之间存在非线性关系;动态径向刚度与轮胎变形量、充气压力和振动频率之间也存在非线性关系;且不同激振频率下轮胎所表现出的迟滞特性有所不同。基于实验数据分别建立了轮胎静态和动态径向刚度的非线性模型,可以反映轮胎变形量、充气压力、振动频率等因素对重型汽车轮胎径向刚度非线性特性的影响,该模型可进一步用于轮胎力学和车辆系统动力学的研究。     

尾矿库动力响应分析中的边界效应

散射问题中外行波远域能量逸散效应是影响尾矿库坝体动力响应的重要因素。基于ABAQUS二次开发,实现了尾矿砂材料等效线性粘性本构,并且将粘弹性人工边界应用于某平地型尾矿库的动力反应,计算了地震作用下该尾矿坝水平向加速度、水平向位移、大动主应力、动剪应力和整体应变能随时间变化的规律。并与固定边界下尾矿库动力响应进行比较。结果表明：边界类型对地震作用下尾矿库动力响应计算结果有较大的影响,相对固定边界,考虑粘弹性人工边界时,尾矿库坝体动力响应最大值减小了15%～25%,表明地震过程中粘弹性人工边界起到了吸收能量的作用,建议在尾矿库动力反应分析中,应考虑粘弹性人工边界对尾矿库动力响应的影响。     

多尺度材料模拟及其在含缺陷材料中的应用

多尺度建模与模拟是研究金属及合金特别是纳米结构晶体材料力学性能的重要手段。最近发展的有限温度下动态原子/离散位错耦合材料模拟方法,可进行跨原子、细观、宏观尺度的含缺陷晶体材料力学性能研究。文章应用该方法进行了微米尺寸含裂纹的fcc铝单晶材料在Ⅰ型断裂过程中的变形情况分析,获得了导致裂纹尖端发射位错的临界应力强度因子与温度及裂纹前端厚度之间的关系。     

智能化生物软组织实验系统的研究

报导了根据生物软组织材料的力学特性研制的由微机控制并进行数据处理的生物软组织材料力学测试系统。     

B4Cp/6061Al复合材料的热变形组织演变研究

为探究B4CP/6061Al复合材料的热变形组织演变规律，进一步优化材料的性能，课题组采用控制变量法，利用热压缩试验分别探究了在不同热变形条件(变形温度、应变速率及应变量)下B4CP/6061Al复合材料的微观组织特征。结果表明：变形温度越高，6061铝基体内部原子的热激活能增大，动态再结晶的形核速度提升，晶粒尺寸也不断增大；随着应变速率增大，复合材料发生动态再结晶的时间缩短，阻碍了晶粒的生长，不利于6061铝基体发生动态再结晶；应变量增加，复合材料的流变应力增大，提高了6061铝基体动态再结晶的形核效率。在不损害复合材料塑性的前提下提高强度和韧性的方法，对改善材料塑性成形能力和优化成形工艺（如轧制、锻造、挤压等）有借鉴意义。     

GH稳粘剂对碱/聚二元体系驱油性质的影响

针对大港羊三木油田污水配注碱/聚二元复合驱过程中出现的体系粘度严重损失现象，研制了GH稳粘剂。为了考察该稳粘剂对碱/聚二元复合驱的最终驱油效果是否有利，就其对二元体系驱油性质的影响进行了逐一分析。利用热氧老化实验、界面张力仪和流变仪测定以及扫描电镜观察，研究了在添加GH稳粘剂与不添加该稳粘剂时碱/聚二元体系的长期热氧稳定性、界面张力、流变性、粘弹性以及微观形态。结果表明，GH稳粘剂能在不破坏碱/聚二元体系假塑性流变特征以及超低界面张力的基础上，通过提高其微观结构的稳定性，使得二元体系的长期热氧稳定性大幅度改善，同时粘弹性增强。GH稳粘剂有助于提高碱/聚二元体系的稳定性，在提高采收率方面具有良好的现场应用前景。     

基于单纤维压出实验分析硼纤维/环氧树脂复合材料的界面剪切强度

界面剪切强度是复合材料设计的重要指标,如何通过试验方法测定复合材料的界面性能是复合材料研究的一个重要领域。本文以硼纤维/环氧树脂叠层板(0/90)复合材料为载体,利用S-3400扫描电镜(SEM)与Gatan公司的拉伸台Microtest 2000组合,且在电镜上安装了自行设计制作的单纤维压头,测定界面的剪切强度。得知:在室温负荷作用下硼纤维呈阶梯式脱粘,当压出硼纤维长度为总压出长度约一半时,界面剪切强度达到最大值,并估算出界面的剪切模量,为进一步有限元法模拟研究复合材料的界面的力学行为提供依据。     

基于系统仿真的高温行车空调器性能分析与实验研究

建立空调器部件和系统的仿真模型,将系统仿真技术应用到高温行车空调器的研制过程中,采用理论计算和实验验证相结合的方法研究产品的运行性能.通过数值求解,得到制冷系统循环的平衡点.通过模拟曲线和测试结果的对比分析,对仿真模型进行验证和完善.结果表明,高温行车空调器动态运行时,系统的各项参数均发生不同程度的波动,其中变化最显著的是制冷量和压缩机排气温度.在高温行车空调器系统设计过程中,应采取有效措施降低排气温度,以提高空调器整体性能.     

大变形梁的模糊神经网络建模与预测

本文运用模糊神经网络原理．采用学习结合型FNN方法，针对两种不同材料梁的大变形进行了网络建模和预测的数值仿真．仿真结果表明，网落模型所具有的输入输出特性与所对应的实际力学系统的实验测量十分吻合实现了高精度预测．