松木粉/PVC复合材料蠕变性能研究

研究了松木粉不同添加量和不同应力水平条件下,松木粉/PVC复合材料的短期蠕变性能。研究结果表明,松木粉/PVC复合材料蠕变性能与松木粉添加量和应力水平强烈相关;采用Burgers模型可以很好地拟合试验得到的蠕变曲线,并进一步找到了各拟合参数与松木粉添加量和应力水平之间的回归方程式,为开发新的复合材料的配比和使用稳定性提供参考。     

基于纳米银导电墨水的低功率激光在线烧结微米导电薄膜

柔性电子是将有机/无机材料电子器件沉积在柔性/可延性基板上形成导电图案的新兴电子技术.本文以电流体动力打印设备为平台,对导电薄膜最优层数打印烧结进行研究,采用扫描电镜(S EM)对烧结表面结构进行观察.研究发现,在打印层数为3层时,制作薄膜效果较好.     

基于水冷却的不锈钢板料激光热应力成形试验

通过改变激光束能量、光斑直径、扫描速度、扫描次数以及板材厚度对AISI304不锈钢板料进行弯曲试验,分析了在水冷却条件下各工艺参数对弯曲变形的影响,探讨了基于水冷却的板料热应力成形规律,并通过正交试验对相关工艺参数进行了优化。试验结果表明：0．6mm厚度的不锈钢板在线能量密度小于80J／mm时,工件不产生变形;在150～180J／mm范围内,热应力成形的效果最佳;扫描次数、光斑直径以及板材厚度对弯曲变形的影响较大。同时对水冷却条件下工件表面烧蚀及成形稳定性进行评估,提出了基于水冷却的板料激光热应力成形的新工艺,为精确控制板料激光热应力成形提供了试验基础。     

基于有限元的核反应堆压力管道裂纹敏感性分析

压力管道的裂纹敏感性分析对于核电安全性评价至关重要。课题组基于断裂力学理论,结合ANSYS断裂工具模块,研究了核反应堆压力管道裂纹强度因子计算方法与裂纹疲劳计算方法,考虑压力管道实际工况,以V形裂纹为例,计算和分析了不同裂纹方向和位置对压力管道的影响规律。研究结果表明,外表面横向裂纹安全系数最低,最易发生裂纹疲劳扩展。     

基于压电薄膜的免耕播种机播种深度控制系统

为使免耕播种机在秸秆覆盖地作业时自动保证播种深度的一致性和稳定性,设计了一种主动作用式播种深度自动控制系统。采用聚偏二氟乙烯(Polyvinylidence fluoride,PVDF)压电薄膜传感器将免耕播种机限深轮的胎面形变量转换为电压信号,信号处理电路对传感器产生的信号放大滤波,提取信号峰值,系统根据峰值信号实时监测播种单体对地表的压力,控制信号形成电路在压力不足时发出控制信号,控制安装在播种机机架与播种单体四连杆间的空气弹簧产生推力,使播种单体能够产生对地表的压力,从而保证播种深度的一致性。试验结果表明,所设计的主动作用式播种深度自动控制系统能够精确控制开沟深度,仿形性能可靠,作业速度为5~8 km/h时,播深合格率达到90%,作业速度大于8 km/h时,播深合格率明显高于被动作用式播种深度控制装置。     

基于AFM的微机械表面抗粘附薄膜性能

用原子力显微镜（AFM）考察施加OTS分子润滑膜前后Si（100）表面的粘附、摩擦性能，并对比了空气相对湿度、扫描速度对粘附、摩擦性能的影响效果。结果表明，施加OTS膜后可以有效降低Si（100）表面粘附力和摩擦系数，呈现较好的润滑性能，且受空气相对湿度变化的影响较小。另外，适当提高扫描探针扫描速度，可以改善Si（100）表面和OTS膜表面摩擦性能，降低摩擦力。     

牵引销疲劳裂纹检测的方法

拖拉机牵引销是连接牵引叉和牵引环的重要零件,运行时相当于双点支承梁,其表面在摩擦条件下长期承受非对称的交变应力作用及冲击载荷,容易损坏,疲劳裂纹就是常出现的一种缺陷。     

玉米应力裂纹的分形模拟

根据显微图象分析，认为分形裂纹的扩展有4种机制，即沿晶扩展、穿晶扩展、沿品和穿晶偶合扩展及分叉扩展．建立了各种应力裂纹扩展机制的分形模型，给出了生成元维数，模拟了整个剖面和局部显微状态下应力裂纹的生成和扩展过程。     

基于断裂力学的甘蔗切割裂纹应力强度因子分析

甘蔗属于一年生或多年生宿根热带和亚热带草本植物,宿根切割质量对于甘蔗来年的长势有重要影响。本文探究甘蔗茎秆的切割机理并基于断裂力学理论研究甘蔗裂纹的起裂与扩展过程,为提高宿根切割质量提供理论基础。基于根切器与茎秆的相互作用关系,构建刀具切割茎秆的力学模型,探究切割力等影响因素并基于高速摄像技术观察茎秆切割过程;发现影响切割性能(弯矩、切割力等)的因素主要与甘蔗茎秆及根切器的机械力学特性(直径、密度及茎秆倾斜角度等)、根切器的运动参数(切割频率、切割深度)以及土壤情况等因素有关。高速摄像试验结果表明,多刀切割会增加甘蔗宿根破头、拔根的概率,其由于在一刀切割完成后,茎秆产生凹坑、裂纹等缺陷,在茎秆自身重力及外载的作用下缺陷发生扩展,导致宿根发生破坏。基于断裂力学理论从茎秆内部裂纹入手,分析裂纹起裂条件和影响断裂角的因素并探究裂纹参数对于裂纹尖端应力强度因子以及扩展量的影响。研究结果表明：裂纹角度及数量的改变导致裂纹的开裂类型为复合型裂纹,其中Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹为主要开裂类型;应力强度因子随裂纹角度的改变有较大的波动以及裂纹开裂方向和扩展量的变化是由于裂纹角度的改变影响了最大主应力与裂纹扩展面...     

薇菜压缩应力松弛与蠕变力学特性研究

通过研究野生富硒植物薇菜茎的压缩应力松弛、蠕变粘弹性力学行为,可为绿色食品的物性学研究提供粘弹性力学性质数据。以吉林省汪清县野生薇菜茎为研究对象,进行压缩应力松弛、蠕变试验,得到薇菜茎应力松弛、蠕变数据和曲线,以及归一化应力松弛函数、蠕变函数曲线和应力、应变随时间变化的规律,表明薇菜具有良好的压缩粘弹性力学性质,属粘弹性材料。     

测定应力集中系数的灰色建模方法

通过对带轴肩的扭转圆轴、带双凹槽的拉伸板条、带偏心孔的纯弯曲梁等几种典型构件在应力集中处进行应变电测，利用灰色系统理论对测试数据进行累加生成处理、模型识别，建立了应变分布的灰色模型，用该模型求出了应力集中处的应力集中系数。结果表明：与目前常用的数据处理方法比较，灰色建模方法具有所需测试数据少、预测精度高等优点，非常适用于构件应力集中系数的实时测定。     

预应力矩形渡槽温度应力有限元分析

结合南水北调沸河渡槽工程实例。通过运用三维有限单元法对预应力混凝土矩形渡槽的受力性能进行数值模拟。重点分析预应力和温度荷载对渡槽应力的影响。热应力耦合采用顺序耦合法来实现。计算结果表明：渡槽内力及预应力配筋分布合理,混凝土应力满足规范要求,温度荷载对槽身应力有较大影响。     

正交异性薄板最大应力值的灰色神经网络算法

把灰色系统理论和神经网络模型结合起来，建立了相应的灰色神经网络模型。对有限宽正交异性薄板应力集中问题进行分析，根据其应力集中处附近3点的应变值，来确定最大的应力（应变）值。结果表明，该方法使用方便，数据吻合性较好，结果可靠。     

褐飞虱诱导的水稻冠层热图像温度特征变异评估方法

为寻求水稻被褐飞虱侵害后冠层温度特征的有效评估方法,以褐飞虱易感水稻品种“TN1”为研究对象,设置了褐飞虱侵害及未侵害两个处理,运用热红外成像技术获取水稻的冠层温度特征,使用机器学习分类器,对褐飞虱诱导的水稻冠层热图像温度特征变异评估方法进行了研究。首先,对试验采集的水稻冠层热图像和对应时刻的空气温度、相对湿度以及水稻灌溉水层水温信息进行分析,针对水稻冠层热图像提取了3种统计学温度特征,并使用了累计差值法分析水稻冠层的特征数;然后,对空气温度、相对湿度、水温与冠层温度特征分别进行了相关性分析;最后,分别采用逻辑回归算法与支持向量机算法进行评估模型的拟合。结果表明:3种统计学特征中,冠层温度变异系数的累计差值为30.78,是差异性最大的特征值;统计学特征与空气温度、相对湿度和水温的皮尔逊系数分别为0.27、-0.34和0.41。将3种冠层特征作为输入向量,采用逻辑回归算法判断水稻受褐飞虱侵害状况的测试集精准率为87.15%,召回率为86.54%,F1综合指标为86.55%。本文提出将气象因子与水稻的冠层特征数相结合,对水稻受褐飞虱侵害的冠层温度特征进行评估,可为水稻虫害的监测与诊断提供参考。     

板料激光斜冲击下受力变形数学分析

金属板材的激光冲击成形通常采用激光束垂直作用于工件表面,产生垂直于表面的冲击波作用力使板料变形,但在曲面零件成形时很难满足法向垂直冲击,因此有必要对斜冲击下板料力学变形特性进行研究。本文研究了激光斜冲击受力变形模型,对板料深度方向(z轴)变形公式、板料短轴(y轴)在水平方向上变形公式进行了理论推导计算,通过把两变形合成,得到短轴(y轴)在空间内总变形公式,最后把实验测量结果与理论计算结果进行了比较,得出两者相符的结论。     

浪河水库心墙堆石坝应力变形分析及安全评价

采用非线性有限元法,应用邓肯E-B模型对浪河水库黏土心墙堆石坝进行了应力变形分析.计算模拟了大坝未蓄水时、蓄水后及水位突降过程,得出各个时期的坝体最大断面上各部分的位移和应力分布.计算结果表明,在上游坝坡处堆石部分有滑坡的可能性,采用刚体极限平衡法给予校核,计算结果与实测规律一致.对于坝体渗流稳定也做了相应的计算分析,并对坝体安全稳定作出了相应的评价.通过分析得知坝体裂缝主要是坝体产生不均匀变形所致,分析结果为坝体加固措施的设计及实施提供了必要的参考.     

板料激光冲击变形的实验和有限元数值模拟

研究了激光能量和约束孔径等参数对 SU S30 4不锈钢板料变形的影响 ,并用 ANSYS/ L SDYNA软件进行了有限元模拟。结果表明 :随着激光能量的增加 ,板料的变形量增大 ;板料初始约束孔径越大 ,板料越容易变形 ;板料几何尺寸和厚度越大 ,板料越难变形。通过数值模拟的方法可优化激光冲击的相关参数 ,预测板料变形 ;通过改变激光参数和边界条件可获得所需的变形量。     

排气阀杆锁夹槽断裂分析及机理研究

在分析断裂排气阀杆用材成分、冶金质量、金相组织及热处理工艺后，对断口宏观、微观形貌进行观察，结果表明，该阀杆锁夹槽断裂是由于其结构尺寸不合理及表面存在脆性氮化物层，在高频率(4000次／min)强冲击应力作用下，锁夹槽颈缩处形成严重的能量集中、表面应力集中，致使表面氮化层崩裂，沿圆周形成多个裂纹源，并迅速向心部扇形扩展，最终导致断裂，并在断口上出现与高频率强冲击拉伸载荷相应的特殊形貌的2次裂纹。