Inconel751合金热镦粗的有限元模拟

针对Inconel751合金热镦粗成形中晶粒粗大、过热过烧、镦裂、折叠等质量问题,利用有限元软件Marc/Autoforge 3.1对镦粗过程中的应变场和晶粒尺寸进行有限元模拟,得到了不同变形量下的应变和晶粒尺寸分布图;分析了变形程度对Inconel751合金组织的影响。结果表明:Inconel751合金棒料在电热镦粗过程中,其等效应变场和组织分布呈阶梯分布;随着工件变形量的增大,晶粒尺寸趋于细化和均匀化,锻件综合性能提高。     

航空铝合金7050-T7451高速切削加工中流动应力模型

通过对分离式Hopkinson压杆进行高温动态压缩实验,得到在冲击压缩中材料航空铝合金7050-T7451在室温到高温550℃的应变、应变率与应力间的数据依赖关系.利用高速切削实验及有限元模拟相结合对该数据关系进行修正以适合高速切削加工的"高温"、"高应变率"及"大应变"状态.选择综合考虑温度软化效应,应变强化和应变率强化效应的经验Johnson-Cook模型,对其数据关系进行量化的描述,并确定铝合金7050-T7451流动应力本构模型中材料常数的值,最后建立了铝合金7050-T7451的本构模型.以实验和模拟中输出主切削力为比较指标,验证了所建模型的正确性.     

基于固有应变的船体板列焊接变形数值预测

采用固有应变有限元法,对船体板列焊接变形进行预测.确定了固有应变加载区域,进行了热弹塑性有限元分析,获得焊接温度场和应变场,提取热弹塑性有限元分析得到的残余应变数据,作为相应加载区域的固有应变值.加载固有应变值,进行结构弹性分析获得板列焊接变形,数值模拟结果可为板列焊接变形预测提供依据.分析了不同的焊接顺序对固有应变加载和结构变形的影响.     

预测混凝土T形柱受剪承载力新思路

通过钢筋混凝土T形柱轴心受压承载力试验及Ansys有限元实体模型非线性分析,证实Ansys有限元实体模型能够较准确地模拟、预测异形柱轴心受压承载力-变形全曲线.在此基础上,对异形柱低周往复加载试验中某—T形柱进行有限元实体模型轴心受压承载力分析,并将其轴心受压承载力—变形全曲线转化为Beam189单元的本构模型,进而利...     

考虑剪胀的弹脆塑性软化球形孔扩张问题

用应力一次跌落软化模式来模拟应力应变软化曲线；用双折线来模拟体变ε＿Ｖ—大主应变ε＿１，小主应变ε＿３一大主应变ε１关系，推导出球形孔扩张时，应力场、应变场、位移场和最终扩张压力的显式表达式。运用所得公式，分析了不同软化程度，不同剪胀特性和初始地应力场对球形孔扩张时，应力、位移及塑性区开展规律的影响。     

5182 铸锭高温压缩流变行为与微观组织演变

借助Gleeble-1500试验机、X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)和透射电镜(TEM)手段研究了5182铝合金铸锭在变形温度为300~500℃,变形速率为0.01~10s~(-1)下的流变行为和微观组织演变.结果表明:试样的位错密度和流变应力均随着变形温度的上升而减小,随应变速率的上升而增大.低应变速率变形后合金仅发生了动态回复,高应变速率变形后发生了动态再结晶,且再结晶分数随变形温度的升高而增加.通过拟合流变应力、变形温度和应变速率之间的函数关系,确定了该铸锭的热变形本构方程.     

林木根系黄土复合体的非线性有限元分析

为了揭示林木根系固土的力学机制和林木固坡的抗滑机理,以林木根系黄土复合体为研究对象,采用三轴压缩试验结合有限元模拟的方法,研究了根土复合体的应力应变传递变化。将根土复合体视作单一均匀复合材料,采用非线性弹性模型中的邓肯--张(E--B)模型作为其复合模型,根据三轴压缩试验结果计算出的模型参数,运用非线性有限元法模拟三轴压缩试验中素土和复合根土复合体的应力场和应变场,绘制等值线图。结果表明:土体中加根能显著提高土体的承载力、限制土体的侧向变形、减少土体的沉降量,模拟结果与三轴压缩试验结果基本一致。可以将有限元方法用于造林边坡的应力应变场研究。     

盐岩变形参数确定方法

为更加准确地确定盐岩变形参数,利用弹性力学理论推导出常规三轴压缩试验确定盐岩变形参数的计算公式。对某地下盐穴储气库区盐岩试样进行单轴、三轴压缩试验,对比分析两种试验方法获取的盐岩变形参数结果;并研究以单轴压缩试验为依据确定盐岩变形参数时,应力-应变曲线不同变形段的选择对变形参数的影响。结果表明:当采用初始弹性变形阶段的应力-应变增量求取盐岩变形参数时,利用三轴压缩试验方法所得到的结果更接近实际;以单轴压缩试验为依据确定的盐岩弹性模量及剪切模量与实际有较大误差,对应抗压强度5%~10%弹性变形段参数结果较10%~30%弹性变形段参数结果更为准确。研究成果可为合理确定盐岩变形参数提供参考依据。     

热力羽流的大涡模拟

采用大涡模拟的方法对两无穷大平板间受热形成的羽流进行了数值模拟.控制方程为三维不可压N-S方程组,数值格式采用了高精度的伪谱方法,亚格子模型则采用了TNS模型.首先对槽道流进行了模拟,通过比较大涡模拟和直接数值模拟的结果对此方法进行了验证.随后数值模拟了热力羽流的输运过程,分析讨论了相关的温度场和速度场,并比较了不同Rayleigh数对流动特性的影响.结果表明当Rayleigh数比较大时,热浮力对流动的影响比较大,形成了比较复杂的流动结构.     

钢-混凝土组合脊骨梁极限承载力试验研究

通过全过程加载试验和空间有限元分析,探讨了带波形钢腹板悬臂挑梁的组合脊骨梁在单调荷载作用下的受力全过程、破坏模式、变形特征、抗弯承载力和极限状态,并确定其主要受力的特征值;根据试验现象、荷载-位移(应变)关系、混凝土板剪力滞效应的分析,总结出组合脊骨梁正、负弯矩截面在材料屈服前、后的受力特点和变形特征;在此基础上推导出组合脊骨梁的抗弯承载力计算公式,公式计算结果与试验结果吻合较好.     

Stress fields of the overriding plate at convergent margins and beneath active volcanic arcs

Tectonic stress fields in the overriding plate at convergent plate margins are complex and vary on local to regional scales. Volcanic arcs are a common element of overriding plates. Stress fields in the volcanic arc region are related to deformation generated by subduction and to magma generation and ascent processes. Analysis of moment tensors of shallow and intermediate depth earthquakes in volcanic arcs indicates that the seismic strain field in the arc region of many convergent margins is subhorizontal extension oriented nearly perpendicular to the arc. A process capable of generating such a globally consistent strain field is induced asthenospheric corner flow below the arc region.     

管流剪切对改性原油流动性的影响

依据流体剪切形变的原理，导这中流体的剪切速率分布函数和当量剪切速率计算公式，提出了管道湍流的脉动剪切速率要领及其计算方法。按照当量剪切强度的相等的原则，给出了管道层流与湍汉及粘度计之间的等效剪切模拟基础，并指出通常把工业管道的管壁剪速作为当量剪切速率来模拟管道湍流剪切是不准确的，特别是高雷诺数时，把管壁剪速看作当是剪切速率的模拟试验会严重扩大工业管道中管流剪切的影响。文中给出的计算方法和模拟方法，     

Dislocation avalanches, strain bursts, and the problem of plastic forming at the micrometer scale

Under stress, many crystalline materials exhibit irreversible plastic deformation caused by the motion of lattice dislocations. In plastically deformed microcrystals, internal dislocation avalanches lead to jumps in the stress-strain curves (strain bursts), whereas in macroscopic samples plasticity appears as a smooth process. By combining three-dimensional simulations of the dynamics of interacting dislocations with statistical analysis of the corresponding deformation behavior, we determined the distribution of strain changes during dislocation avalanches and established its dependence on microcrystal size. Our results suggest that for sample dimensions on the micrometer and submicrometer scale, large strain fluctuations may make it difficult to control the resulting shape in a plastic-forming process.     

铝合金挤压型材淬火模拟研究及工艺参数的改进

为了解决“U”形铝合金型材在喷水淬火过程中因冷却速度不均匀而导致型材截面变形的问题，基于FLUENT和ANSYS-WORKBENCH软件平台，建立了“U”形挤压型材在喷水冷却过程的有限元模型.分析了3种不同喷嘴速度大小方案下型材淬火冷却过程的温度场、残余应力和变形等变化规律.结果表明:经工艺参数优化后，型材截面上不同部位喷嘴速度大小设计更合理，淬火冷却过程中型材的温度场和等效应力分布更均匀,最大等效应力最小,型材的变形最小.通过有限元分析能较好地改进型材淬火冷却过程中喷嘴速度大小及分布,为实际挤压生产过程提供指导.     

静动力荷载下不锈钢丝金属橡胶的剪切力学性能

为研究金属橡胶材料用作隔震器在水平方向承受剪切荷载的性能,对不同成型密度的金属橡胶试件进行静力、动力剪切荷载性能试验,测试成型密度、加载幅值、循环加载次数、动力加载频率、成型工艺等因素对金属橡胶材料剪切滞变性能的影响规律,同时进行大幅值剪切破坏试验,分析极限变形能力.结果表明:改进剪切成型工艺后,金属橡胶材料剪切性能提...     

基于动变形试验的黄土剪切带特性研究

【目的】分析动荷载条件下黄土局部化变形的判断依据和剪切带的特性,探究不同初始应力条件对非饱和黄土剪切带特性的影响。【方法】用动扭剪仪进行陕西杨凌非饱和黄土的动变形试验,分析其动本构关系曲线、动孔隙气压力和阻尼比的变化规律,探讨初始平均主应力和初始主应力方向角对剪切带倾角的影响。【结果】土样的动本构关系曲线、动孔隙气压力随时间变化曲线和阻尼比随动剪应变变化曲线皆为非线性型,其变化规律很好地体现了局部化变形的过程。当初始主应力方向角<45°时,土样的剪切带倾角随着初始平均主应力的增加而呈增加趋势;当初始主应力方向角≥45°时,剪切带倾角随着初始平均主应力的增加呈减小趋势。在初始主应力方向角<45°时,剪切带倾角随着初始主应力方向角的增大而减小;当主应力方向角为90°时,土样未出现剪切带。【结论】动荷载作用下,黄土会发生局部化变形,这种局部化变形的出现和发展可以用动孔隙气压力和阻尼比的变化规律来判别,该判别方法意义明确且合理可行;初始平均主应力、初始主应力方向角对黄土的剪切带倾角有一定影响。     

高温冻土融化固结的水热力耦合模型构建

依据比奥(Biot)固结理论,应用总拉格朗日(Total Lagrangian)方法建立考虑大变形的应力场控制方程;引入应力-温度耦合损伤模型作为冻结状态下的高温冻土本构模型,以未冻水含量为耦合节点建立水热力耦合模型;通过冻结粉质黏土的升温三轴压缩试验验证模型的有效性,分析水热力耦合模型与应用小应变假设的模型的差异。结果表明:水热力耦合模型经过引入高温冻土应力-温度耦合损伤本构模型,冻结状态初始融化阶段预测结果与试验曲线较吻合。在变形加速至缓慢变形过渡阶段(1.5~2.5 h),模拟结果与试验曲线存在一定差异,但整体可有效预测高温冻结粉质黏土的融化固结过程。考虑大应变状态的水热力耦合模型,对融化变形的预测精度优于应用小应变假设的模型。根据模拟结果,分析水热力三场的相互作用关系、冻土融化固结过程,高温冻土外部升温状态下,边缘融化部分形成排水通道,加速上部土体水分排出。     

Trench-parallel flow beneath the nazca plate from seismic anisotropy

Shear-wave splitting of S and SKS phases reveals the anisotropy and strain field of the mantle beneath the subducting Nazca plate, Cocos plate, and the Caribbean region. These observations can be used to test models of mantle flow. Two-dimensional entrained mantle flow beneath the subducting Nazca slab is not consistent with the data. Rather, there is evidence for horizontal trench-parallel flow in the mantle beneath the Nazca plate along much of the Andean subduction zone. Trench-parallel flow is attributale utable to retrograde motion of the slab, the decoupling of the slab and underlying mantle, and a partial barrier to flow at depth, resulting in lateral mantle flow beneath the slab. Such flow facilitates the transfer of material from the shrinking mantle reservoir beneath the Pacific basin to the growing mantle reservoir beneath the Atlantic basin. Trenchparallel flow may explain the eastward motions of the Caribbean and Scotia sea plates, the anomalously shallow bathymetry of the eastern Nazca plate, the long-wavelength geoid high over western South America, and it may contribute to the high elevation and intense deformation of the central Andes.     

小径木梯形板锯刨机结构设计与研究

针对目前市面上加工小径木的机器加工精度低、效率不高、出材率低等问题,分析提高小径木梯形板出材率、加工效率及加工精度的设计方法,通过新的设计方法制定了新的加工工艺。结合工艺分析设计了小径木梯形板锯刨机的总体结构,可以对小径木梯形板进行锯切、粗刨、精刨加工。在对其核心组件锯切组件与刨削组件的加工原理进行分析的基础上,设计了锯切组件结构与刨削组件结构。通过导入锯切主轴SolidWorks的三维模型,利用ANSYS对其锯切主轴进行静力学分析,得到锯切主轴的应力、应变和变形云图,其中最大应力值为7.435 MPa、最大应变值为0.042 316 mm/m、最大变形量为0.002 178 8 mm,其强度、刚度及变形量均在许用范围内,仿真验证了锯切主轴的设计的合理性。