棉籽和蓖麻籽的冷榨试验与数值模拟

探讨棉籽和蓖麻籽植物油料的冷榨应力-应变关系、应力-压缩比关系以及加载速率对应力-应变关系和应力-压缩比关系的影响,探讨临界压榨压力选取问题。进行了棉籽和蓖麻籽冷榨试验,采用川北方程建立双曲线型应力-应变模型和压缩比的理论计算模型。研究表明,加载速率对油料破碎应力、应变以及应力-应变关系有影响,速率越大,破碎应力和应变越大;棉籽和蓖麻籽的模拟结果与实测值比较吻合。根据压缩比变化率及其斜率曲线近似确定出棉籽和蓖麻籽工程临界压榨压力分别为70 MPa和100 MPa。     

酸雨环境下老旧砖砌体的抗压性能

为研究酸雨环境下老旧砌体抗压力学性能退化规律,实验室配置了PH值分别为1.5、2.5和3.5的3种硫酸和硝酸混合溶液来模拟酸雨环境,采用完全浸泡加速腐蚀的试验方法对砖、砂浆和砖柱进行不同程度的腐蚀,并测定其抗压强度。试验表明,随着腐蚀时间的增加,砂浆试块抗压强度先增大后降低;砖试块抗压强度随腐蚀时间的增加而降低;模拟酸雨溶液PH值越小,砂浆和砖试块抗压强度降低程度也愈大;砖柱极限承载力和弹性模量均随腐蚀时间的增加而降低,且模拟酸雨溶液PH值越小,降低程度愈大;随着腐蚀时间的增加,砖柱初始刚度逐渐减小,极限破坏位移增大;模拟酸雨溶液PH值越小,砖柱在达到峰值荷载时的变形值越小,脆性愈大;基于试验结果,建立了酸雨环境下砖柱应力应变曲线上升段统一数学表达式及酸雨侵蚀后普通烧结粘土砖砌体剩余抗压强度回归公式。     

不同温度下两种管材应力应变特性的研究

通过对国产Ｘ６０螺旋埋弧焊管（ＳＳＡＷ）和进口Ｘ５２直缝电阻焊管（ＥＲＷ）的温度拉伸试验,研究了两种钢管母材和焊缝的应力应变特性。试验结果表明,两种焊管的屈服强度和抗拉强度随温度的降低而提高,断后伸长率、最大均匀变形断面收缩率、断后断面收缩率以及屈强比随温度降低而降低;两种焊管母材应力应变曲线特征为连续屈服,而焊缝为非连续屈服,存在明显物理屈服现象;Ｘ６０ＳＳＡＷ焊管母材与焊缝强度基本相当,Ｘ５２     

苹果切片干燥收缩变形的孔道网络模拟及试验

为揭示果蔬干燥收缩变形的传热传质与应力应变的机理,确定果蔬微孔结构特性及内部毛细力等因素对其干燥过程的影响,该研究运用孔道网络方法、热质传递原理和细观力学理论等交叉学科知识,构建了孔隙尺度下果蔬切片干燥收缩变形的孔道网络模型,采用VC++开发孔道网络求解程序,模拟分析了果蔬切片的湿分场、温度场以及应力应变场等情况,并以...     

490柴油机曲轴应力应变有限元仿真

应用Solidworks对所设计的490柴油机曲轴进行了三维建模,并运用有限元软件ANSYS进行三维应力及变形分析。通过分析得出以下结论:曲轴的应力集中主要出现在连杆轴颈下侧与主轴颈上侧过渡圆角处;两端的主轴颈比中间的主轴颈变形量小很多,连杆轴颈也具有同样规律。弯曲变形最大的部位出现在连杆轴颈与曲柄臂和平衡块的结合处。由此可预见,弯曲裂纹最容易出现在这些部位,有限元仿真结果可以作为曲轴设计的重要参考数据。     

护坡木本植物根系的力学特性及其与细胞壁成分的关系

为研究人工边坡立地条件下木本植物根系固土护坡的力学机制,以京承高速(3期)边坡为例,对榆树、紫穗槐、刺槐、胡枝子4种木本植物共395个根样进行室内单根拉伸试验,然后按5个根系径级分类并分别测定其半纤维素、纤维素、木质素含量,系统分析植物根系材料的力学性能。结果表明:4种木本植物根系直径为0.95~5.42 mm,抗拉强度为7.66~36.94 MPa,抗拉力为22.18~464.50 N。4种植物之间抗拉力、抗拉强度差异显著,从大到小依次为榆树＞紫穗槐＞胡枝子＞刺槐,根系抗拉力随根系直径增大以幂函数增大,抗拉强度随根系直径增大以逆函数或幂函数减小。4种木本植物5个径级根系半纤维素质量分数为1.37%~29.26%,纤维素质量分数为20.57%~36.91%,木质素质量分数为15.12%~29.84%,综纤维素质量分数为28.18%~66.17%,木纤比比值为0.45~1.31。不同树种间及不同径级根系间细胞壁成分差异显著。根系抗拉力与木质素显著负相关;抗拉强度与木质素正相关,与半纤维素负相关。根系拉伸的应力--应变曲线随树种根系结构组成的不同而不同。单根拉伸的应力--应变特征初始阶段为线性关系,拉力继续增大会逐渐表现出塑性特征,根系最大应力随直径增大而减小。综合4种植物的抗拉特性,榆树和紫穗槐的护坡作用较大。      

基于流固耦合的除杂风机应力应变及模态研究

叶轮是除杂风机的重要部件之一,叶轮在运行中的应力应变对除杂风机的安全运行有着重要的影响,而叶轮振动是风机的常见故障,所以流固耦合条件下的除杂风机叶轮变形及振动分析对甘蔗收获机除杂风机的安全有着重要的意义。为此,采用有限元分析软件Ansys Workbench对除杂风机叶轮进行了单向流固耦合计算分析,结果表明:叶轮在流固耦合作用下会发生弯曲扭振变形,最大应力分布在叶片与轮毂的交界处,最大应变分布在叶片外缘处;所设计的叶轮最大应力为21.48MPa,小于材料极限应力,而工作转速也远离振动转速,均满足工作要求。该研究为甘蔗收获机的除杂风机设计提供了参考。     

紫花苜蓿和马唐根的生物力学性能及相关因素的试验研究

选择固土护坡植物时,植物根的抗拉强度是一项重要的力学指标。对豆科的紫花苜蓿和禾本科的马唐根的抗拉力和纤维素含量的研究表明,根的抗拉强度和纤维素含量均与直径呈显著的负相关关系,根的抗拉强度与纤维素含量呈正相关关系,表明“木本植物根的抗拉强度、直径和纤维素含量关系”的研究结论在这两种草本植物上也同样适用。对紫花苜蓿和马唐根的抗拉强度与其“木质素/纤维素”之间关系的研究表明,两者呈负相关关系,证实纤维素含量对于维持根抗拉强度的作用大于木质素含量。研究发现,豆科紫花苜蓿根的应力-应变为对数函数关系,不符合胡克定律,马唐根的应力-应变关系的本构方程基本遵从胡克定律。直径愈小,紫花苜蓿和马唐根的应力—应变关系对应变率敏感程度愈高,根的极限延伸率愈大。另外,根的抗拉力和直径测试设备的改进,实验结果更准确可靠。这方面研究对揭示植物根系提高土壤抗冲击性和抗剪强度机理,更好地进行水土保持植物的选择和优化组合具有重要意义。     

土壤-植物根系复合体本构关系的理论研究

为研究土壤-根系复合体强度问题,运用土壤力学理论和复合材料力学方法分析了土壤-根系复合体的力学特性和力学模型;在弹性、横观各向同性条件下,计算得出了表征土壤-根系复合体应力-应变关系的本构方程。研究结果表明:土壤-根系复合体的强度,不仅与土壤和根系的材料特性、形态结构、含水率以及根系含量有关,而且与土粒和土粒之间、土粒和根系之间的黏聚力、内摩擦力密切相关。     

塑性混凝土三轴受压本构关系试验研究

试验研究了掺黏土和膨润土龄期(540 d)的塑性混凝土三轴受压本构关系。根据定侧压三轴试验拟合不同围压下的塑性混凝土应力-应变曲线,对比发现(σ1=0.4 MPa,σ2=0.6 MPa)、(σ1=0.4 MPa,σ2=0.8 MPa)中高侧向围压下的应力-应变曲线基本一致,中高侧向围压下的应力-应变曲线上升段斜率及峰值压力比(σ1=0.2 MPa,σ2=0.4 MPa)低侧向围压的应力-应变曲线上升段斜率和峰值压力大,此外还提出了塑性混凝土定侧压情况下的峰值割线模量计算公式及三轴受压本构关系模型,为塑性混凝土三轴受压条件下数值仿真分析提供了依据,进一步推动塑性混凝土的工程应用。