一、方形截面管横向裂纹的应力强度因子K_I（论文文献综述）
张一驰,谢禹钧[1]（2021）在《弯曲载荷作用下薄壁尖椭圆管对称裂纹应力强度因子》文中指出应力强度因子是断裂力学中的重要参数。根据断裂力学和材料力学弯曲理论中的裂纹面非自发扩展能量释放率,利用J2-积分理论求尖椭圆截面管在纯弯曲载荷作用下管内中的裂纹应力强度因子表达式,能得到应力强度因子封闭解,并且计算简单。且将结果与有限元数值解进行对比分析,两者误差在可控范围内。
宋家锋[2]（2021）在《基于带节秸秆的轻质吸能结构仿生研究》文中认为缓冲结构广泛地应用在车辆工程、农业工程、航空航天和国防工业等领域中,设计出吸能特性好、质量轻的缓冲吸能结构对保障人员和设备安全具有重大的科学意义和应用前景。本文基于工程仿生学原理,以自然界中轻质高强的秸秆为仿生原型,采用理论与试验相结合的方法对薄壁结构、泡沫填充结构和蜂窝结构进行了仿生优化设计,主要结论如下:（1）根据相似性分析,选取轻质高强的高粱和芦苇秸秆作为仿生原型,宏微观结构分析表明:两种秸秆宏观上表现为变壁厚的锥形结构,且规律分布着节特征。沿着茎秆自上而下,其壁厚和直径逐渐增大的趋势,而节间距表现为先增大后减小的趋势。两种秸秆的截面特征有所不同,芦苇秸秆圆环形中空截面,而高粱秸秆截面为渐进式具有凹槽的非圆截面填充结构。微观上,两种秸秆均由纤维组织层、多孔基质以及大小维管束簇结构组成,且基本组织均为梯度变化的多孔结构,不同的是维管束的组织形式存在一定差异。（2）通过对高粱和芦苇秸秆的静/动态力学性能分析发现,拉伸时,节特征表现为负面作用;而在压缩、弯曲以及冲击时节特征则表现为增强作用。高粱/芦苇的有节试样的轴向抗压强度、径向抗压强度、抗弯强度分别较相同部位无节试样高出4.1/4.4,0.66/13和8.4/5.3倍。动态冲击试验表明,高粱/芦苇的有节试样的轴向抗冲击峰值载荷较相同部位无节试样分别高出了2.1/1.9和1.6/1.8倍,冲击韧性高出了5/4.5倍。力学试验表明:节特征可以有效的提升秸秆的承载能力,对于空心芦苇秸秆结构,节特征的增强作用占据主导作用;而对于高粱秸秆的实心结构,髓芯和节的共同作用使得其力学性能更优。（3）为明晰节特征对茎秆的增强作用,基于Micro-CT技术,建立了高粱和芦苇秸秆节特征以及维管束结构精细数字模型;并结合力学试验和各向异性材料本构关系,建立了高粱和芦苇秸秆的CT和CAD有限元模型。有限元仿真分析可知:与传统CAD模型相比,CT重构模型的仿真结果与真实的试验现象更为接近,误差为10.77%。同时分析了节特征对秸秆的增强作用,从理论上推导了适用于高粱和芦苇秸秆中节结构径向压缩时临界屈曲应力的力学模型。（4）根据高粱秸秆的非圆截面特征,提出了仿生凹槽管的设计方法,试验结果表明:仿生凹槽管的比吸能、抗弯强度、压溃力效率分别比普通圆管提高93.10%、50.97%、15.05%,质量降低了2%。根据高粱和芦苇秸秆中空、凹槽以及节特征,对泡沫填充结构进行了仿生优化设计,试验结果表明:仿生泡沫填充结构中,锥孔型仿生设计方法所得到的泡沫填充结构质量最轻;其中,泡沫填充碳纤维增强管的比吸能较完全填充碳纤维增强管提高了32%,且质量下降了29.01%。根据两种秸秆节特征处微观层面的多孔结构及梯度特性,提出了仿生蜂窝晶胞及边线结构的设计方法,分析结果表明:共有3种方法及6种结构的表现优于六边形蜂窝结构的性能。其中表现最优的为五边形-圆形组合式蜂窝管,与六边形蜂窝结构相比,其吸能提高41.06%,比吸能提高了39.98%。（5）基于各薄壁吸能结构的仿生优化设计研究结果,提出了一种仿生三级缓冲结构。单腿准静态试验表明:仿生三级缓冲结构与传统三级缓冲结构相比,其质量下降了22.37%,比吸能提升15.94%。着陆冲击试验表明:在硬地面冲击测试时,仿生三级缓冲结构可以有效的消除52.3%过载效应,比传统三级缓冲结构的高出18.06%。在松软地面冲击测试时,仿生三级缓冲结构可以有效的消除45.9%过载效应,比传统三级缓冲结构高出27.15%。本文在对自然界中两种带节秸秆进行宏微观结构分析和力学特性试验的基础上,提取了非圆截面、梯度壁厚特征、增强节特征、特征晶胞及边线结构等特征,对薄壁吸能结构进行了仿生优化设计,研究成果可以为吸能结构设计、性能分析提供理论依据和参考。
朱琳[3]（2021）在《基于XFEM的加筋板结构疲劳裂纹扩展模拟方法研究》文中进行了进一步梳理疲劳裂纹扩展破坏是引起工程结构失效的主要原因之一,而加筋板结构作为基本单元结构通常是学者开展研究的主要对象。当前,含裂纹加筋板结构中具有较长跨距的疲劳裂纹扩展问题已受到学者广泛重视,其扩展特征同样是研究难点,即表现为:裂尖数量众多、裂纹多次跨越筋条扩展,对整体结构的安全强度损耗较大,因此掌握其扩展机理与断裂特性具有重要工程意义。XFEM是极具发展前景的数值分析方法,但目前尚不能妥善解决上述难题,同时,在嵌入到商业软件的应用过程中存在一些不足,因此,在保留其优势的基础上提出一种适应于含裂纹加筋板结构疲劳裂纹跨筋扩展分析的数值分析方法是非常必要的。本文基于ABAQUS＿XFEM模块开展了含裂纹加筋板结构疲劳裂纹扩展数值仿真方法研究,在应力强度因子精确求解、加筋板结构构型识别与裂尖定位、裂纹跨筋过程模拟方法等方面开展了相关工作,可实现多裂尖疲劳裂纹扩展及疲劳裂纹跨筋扩展的准确模拟,同时通过开展试验以及选取试验算例验证的方式证明了方法的准确性及合理性。首先,介绍了裂纹扩展理论基础,论证了XFEM在裂纹扩展分析方面的优势以及选取三维相互作用积分求解应力强度因子的原因。其次,提出了基于XFEM的含裂纹加筋板结构疲劳裂纹扩展模拟方法,以ABAQUS＿Python脚本语言为接口开展了二次开发工作,重点介绍了应力强度因子收敛性及精度控制方法研究、空间立体结构裂尖定位与识别方法研究、裂纹跨筋扩展模拟方法研究三个方面的研究工作,最后结合逐周期寿命计算法给出了含裂纹加筋板结构疲劳裂纹跨筋扩展分析的完整框架及流程图,实现了不同裂尖在不同位置的扩展路径与扩展寿命有效评估。然后,设计并开展了四种含孔矩形板的复合型疲劳裂纹扩展试验,将本文算法应用于各试件的疲劳裂纹扩展分析数值模拟并与试验结果进行对比,验证了本文方法的正确性,误差水平也体现了本文程序在计算应力强度因子方面具有较高的精度;最后,将本文算法依次应用于含组合裂纹加筋板、含中心裂纹整体加筋壁板以及蜂窝型金属夹芯板的疲劳裂纹扩展试验数值分析验证,结果表明本文方法在针对不同结构形式、不同裂尖数量以及裂纹不同跨筋行为等方面都具有良好的模拟精度,充分验证了本文方法的准确性与稳健性。
刘冰[4]（2021）在《动荷载下矿岩体与胶结充填体力学特性及工程应用研究》文中指出对复杂的破碎岩土体进行充填（注浆）,是岩土工程领域的一项常规加固技术,而在采矿工程领域采用的充填采矿法,则是充填加固技术的放大版,该方法巧妙地利用充填体的承力特性,通过充填体对开采矿体顶底板应力状态的有效改善,实现了充填体对矿石的置换。但由于采矿工程是集掘进、爆破、放矿等工艺为一体的复杂体系,矿岩体与充填体处于一种复杂的动力学环境,如何通过工程和工艺手段取得二者之间受力承载转换的平衡,始终是困扰此类矿山能否保证安全高效生产的技术难题。本文正是以山东金鼎铁矿充填采矿法为研究对象,为解决此类难题,结合矿山二步采控制爆破和矿岩体—充填体空间位置关系,对矿岩体和充填体在动荷载下的动力学特性展开了深入研究,并取得了如下创新性成果:1.定性（部分定量）建立了矿石品位与矿石动力学行为之间的响应关系,为落矿炮孔布置参数及装药结构的确定奠定了重要的理论和试验基础。落矿爆破与矿岩动力学特性紧密相关,本文采用霍普金森杆（SHPB）试验和高速数字图像相关技术（DIC）研究了该矿不同品位矿岩的动力学特性和断裂特征,建立了矿石动抗拉强度及断裂能与矿石品位的关系曲线,为合理选择爆破方案、优化爆破参数提供了试验依据。基于矿石矿物分布和裂纹类型的微观图像,采用脆性岩石模拟技术建立不同品位矿石的强度等效模型,提出了 SHPB巴西劈裂试验二维等效模拟方法,获得了不同品位矿石的细观模拟参数,为进一步研究动荷载下矿岩体力学响应特征和爆块形成机制提供了理论依据和模拟参数。2.确立了动荷载下充填体分层界面强度削弱与其耗能效应之间的动力学关系,理论及试验结果可作为爆破荷载下充填体损伤评估的重要依据。由于矿山爆破较为频繁,针对大体积充填体内多次充填形成的分层弱面,开展了预制分层弱面充填体试件的动力特性和破裂特征研究。动抗压强度和碎块动能计算表明分层弱面对充填体试件强度具有明显的削弱作用,碎块动能与试件吸收能比值超过20%,远超经验公式计算结果。分层弱面张开度—时间曲线显示碎块动能较高与试验早期分层弱面张开产生初速度相关,该过程极大削弱了预制分层弱面充填体试件的整体强度和承载能力。为获得分层弱面模拟参数,参考节理岩体的等效岩体技术,采用SJM接触模拟分层弱面力学行为,为进行大体积充填体力学模拟和评估动荷载下充填体损伤程度提供了参考依据。3.提出了一种新的二步采矿控制爆破扇形孔布置及孔深确定的设计准则,按照该准则实施爆破,可保证充填体强度在不被显着削弱的前提下,有效实现高效开采与安全生产之间的平衡。近充填体矿房（二步采矿房）的控制爆破技术是金鼎铁矿完成增产任务中面临的技术难题。本文基于矿石和充填体动力学试验和数值模拟,建立动荷载下矿岩体—充填体协同模型,采用裂纹密度聚类方法定量化描述动荷载下充填体损伤程度。通过建立经济—安全平衡条件下的综合评价模型,采用响应面分析方法,对矿石品位、扇形孔底部—充填体间距和充填体龄期三种影响因素及交互作用进行显着性检验,提出了兼顾经济价值和采矿安全的二步采矿控制爆破参数计算方法和设计准则,控制充填体损伤的同时,又实现了回采高品位矿石、降低矿石损失率的目标。本文所取得的创新性成果已在山东金鼎铁矿得到了成功应用和推广,并获得了良好的应用效果。
杨会超[5]（2021）在《基于近场动力学的起重机主梁损伤机理及识别方法研究》文中提出作为现代工业的重要设备之一,起重机的运行吨位及速度不断提升,显着地提高了企业的生产能力及生产效率。同时,起重机经常在重载、高使用频率的工作环境下运行,发生事故往往会造成恶劣的影响,其安全性受到越来越多的重视。主梁作为起重机机械结构的关键部件之一,结构复杂且制造工艺繁琐,在运行中长期承受重载和循环冲击载荷的作用,容易产生损伤,甚至引发安全事故。然而,现有的超声波、涡流探伤等局部无损检测方法,不能全面反映起重机械结构及主梁的健康状况,且不具有预先性,难以满足有效识别起重机主梁损伤的需要。因此,迫切需要研究起重机主梁的损伤机理,并结合损伤识别方法,对主梁的损伤进行识别。本论文针对起重机主梁损伤机理复杂,以及现有主梁损伤识别方法存在的不足,通过近场动力学理论建立起重机主梁模型,研究起重机主梁以弹塑性变形、裂纹萌生和扩展为形式的损伤机理,以及在损伤演化过程中出现的应变、应力波等工程可测信号的产生机理与传播特性。并在此基础上,结合信号分析与处理方法,对损伤进行识别,为起重机主梁的结构安全性评估提供依据。论文主要工作如下:（1）对近场动力学的理论及三种数值模型的发展进行对比分析,分别从本构模型、数值计算方法、耦合方法等方面评述了近场动力学理论的研究现状;详细讨论了近场动力学理论在损伤与破坏和弹性波传播方面的应用研究。通过对损伤识别理论与近场动力学理论的系统综述,突出其在损伤识别方面应用的优势。（2）通过构建弹塑性本构关系,提出适用于研究金属材料弹塑性变形的改进近场动力学微极模型,分析金属材料的弹塑性变形及损伤演化;并提出异种材料交界面的近场动力学微极模型,研究焊接结构的弹塑性变形及损伤演化。针对近场动力学微极模型可变泊松比的特点,结合弹塑性力学理论,通过物质点位移计算应变数值,并采用米塞斯屈服理论判断弹塑性变形状态,针对物质点的应变数值采用不同的本构方程来数值模拟金属材料的弹塑性变形,以及损伤演化;同时,通过交界面的等截面复合梁模型,将不同材质的复合键组成“微极梁”,建立异种材料交界面近场动力学微极模型,分析异种材料交界面的弹塑性变形及损伤演化。（3）根据疲劳理论及断裂力学,在近场动力学普通态基模型的基础上提出了基于虚拟裂纹闭合法的近场动力学疲劳模型。在疲劳裂纹萌生阶段,根据疲劳理论的局部应变法,结合Manson-Coffin公式及疲劳元模型,通过分析初始核心键在循环载荷下的循环伸长率提出了疲劳核心键的剩余寿命公式,得到主梁裂纹萌生阶段的疲劳寿命及损伤位置。在疲劳裂纹扩展阶段,根据疲劳裂纹扩展过程中物质点的键平均伸长率,提出哑点模型定量描述疲劳裂纹扩展路径。针对单裂纹或对称裂纹的简单疲劳损伤形式,提出近场动力学全域虚拟裂纹闭合法,分析疲劳裂纹扩展过程中结构体的应变能释放率及应力强度因子;针对复杂/多疲劳裂纹的损伤形式,提出近场动力学局域虚拟裂纹闭合法来计算裂尖虚拟裂纹闭合区域键的闭合功,从而得到损伤过程中应变能释放率及应力强度因子的变化情况。并针对复合型疲劳裂纹,将应变能释放率与最大周向应力理论相结合,提出疲劳裂纹模式分解方法。（4）采用所提出的近场动力学方法,分析起重机主梁的损伤机理。针对起重机主梁的弹塑性变形及损伤,采用改进后的近场动力学微极模型,分析主梁模型在损伤过程中的应变分布、裂纹长度以及承载力,并模拟含止裂孔工艺的主梁损伤演化,发现存在的初始裂纹容易导致主梁的损伤;针对起重机主梁的焊接结构,采用提出的异种材料交界面微极模型,数值计算主梁焊接结构的损伤演化,分析不同缺陷对焊缝的影响,得到了焊接结构的损伤机理;针对起重机主梁的疲劳损伤,采用基于虚拟裂纹闭合法的近场动力学疲劳模型,分析主梁模型的疲劳裂纹萌生位置及寿命,分析了不同循环载荷最大值、不同应力比下主梁模型的疲劳裂纹扩展长度与寿命的关系,得到起重机主梁的疲劳损伤机理。（5）以起重机主梁在工作中承受冲击载荷时产生的应变信号为研究对象,提出一种基于近场动力学普通态基模型的主梁应变模态损伤识别方法。根据近场动力学普通态基模型,建立了起重机主梁的三维模型,模拟主梁在工作冲击载荷下的应变信号,并结合机械振动理论,得到主梁模型的应变模态;计算应变模态得到主梁上均布节点的差分曲线,并通过构建损伤位置敏感系数,实现损伤位置的识别;同时,利用损伤位置局部的应变模态差分数据建立ARMA模型,通过模型的预测功能得到主梁损伤节点在未损伤情况下的应变差分数据,从而通过构建的损伤程度系数来定量识别主梁结构的损伤程度。最后,通过起重机主梁模型的应变模态测试实验,对所提出的主梁损伤识别方法进行验证。
李龙,邓友生,孟丽青,彭程谱,刘俊聪[6]（2021）在《弯曲载荷作用下薄壁箱梁复杂裂纹的应力强度因子》文中进行了进一步梳理薄壁箱梁具有壳体和梁的特性,广泛应用于实际工程中。弯曲载荷作用下的薄壁箱梁具有一些复杂的裂纹,如十字型裂纹和周期T型裂纹,其实际上是典型的三维裂纹问题,具有多个不同的奇异应力场和应力强度因子。基于J2积分和材料力学中的弯曲理论,提出了一种简单且实用的确定不同应力场对应应力强度因子的方法。同时也给出了有限元数值解与本文解的比较,两者吻合较好。
李稳[7]（2020）在《FRP-混凝土界面破坏行为的断裂力学分析》文中提出纤维增强复合材料（FRP）与混凝土之间的界面剥离是导致FRP加固钢筋混凝土（RC）结构破坏的关键因素,FRP-混凝土界面剥离破坏机理的探明对于FRP加固技术及FRP-混凝土复合结构的发展具有重要的科学意义和广阔的应用前景。针对该领域研究中长期以来采用基于FRP-混凝土界面粘结～滑移关系的传统强度理论无法准确描述界面开裂后的破坏行为等科学问题,本文尝试采用断裂力学理论对FRP-混凝土界面的破坏行为进行分析和评价,通过实验研究、理论分析与数值模拟,探讨满贴FRP-混凝土界面的双剪实验新方法、界面裂纹能量释放率的测试方法、界面裂纹萌生与扩展、界面破坏行为的表征与评价方法。本文的主要研究内容和结论如下:（1）满贴FRP-混凝土界面的双剪实验研究。通过对传统双剪实验结果的理论分析及多组对比实验,研发和采用紧固帽限制混凝土试块的轴向位移、周边紧固装置限制其横向位移,成功地实现了满贴FRP-混凝土界面的双剪实验。利用DIC技术获得FRP表面的位移场和应变场,得到了界面粘结～滑移实验曲线。实验研究结果表明:1)FRP-混凝土界面的剥离破坏处于其粘结胶渗透层与混凝土表层之间;2)界面剪应力具有反向现象,粘结～滑移曲线的下降段有较大的离散性;3)界面处存在不连续的微裂纹是导致界面剪应力反向现象、以及FRP表面的位移场产生波动的根本原因;4)对其他学者与本文的实验数据进行分析,证实了FRP表面的位移场确实存在波动分布状态。（2）界面裂纹的单侧J-积分方法。从界面断裂理论的视觉出发,根据FRP-混凝土界面剥离破坏的特点,提出了一种只在CFRP-混凝土界面裂纹的混凝土一侧设置周期性积分路径的单侧J-积分方法。在此基础上,探讨界面裂纹附近的混凝土裂纹以及界面不匹配（interface mismatch）现象对单侧J-积分计算结果的影响,并建立了界面裂纹失稳扩展的?J判据。（3）FRP-混凝土II型界面裂纹的临界能量释放率。依据能量释放率的定义,在上述满贴FRP-混凝土界面双剪实验方法的基础上,提出了II型界面裂纹的临界释放率的测试方法,实施了不同预制裂纹长度的满贴FRP-混凝土界面的双剪实验,获得了相应的载荷～位移曲线,确定了FRP-混凝土界面裂纹的临界能量释放率。该研究成果不仅为现有的半经验式断裂能模型提供可靠的实验数据,也为本文的界面裂纹失稳扩展的?J判据提供了阈值。（4）FRP-混凝土界面剥离破坏行为的评价方法。为了验证单侧J-积分方法的可行性,以4组不同预制裂纹长度（a0=0mm、20mm、40mm、60mm）的满贴FRP-混凝土界面的双剪试件为研究对象,利用DIC技术获得界面的混凝土一侧的位移场和应变场,编制了界面裂纹单侧J-积分的计算程序,获得了单侧J-积分～位移曲线。研究结果表明,FRP-混凝土界面裂纹失稳扩展时4组试件17个积分路径的临界?J的绝对值均值与混凝土裂纹的临界能量释放率Gside-c的相对误差仅为5.4%,即基于本文建立的界面裂纹失稳扩展?J判据的FRP-混凝土界面剥离破坏行为的评价方法是有效的。（5）FRP-混凝土界面破坏行为的数值分析。引入混凝土双标量损伤模型,编制了非线性有限元程序,利用不同试件的承载力、裂纹扩展方向等实验数据验证了程序的有效性。在此基础上,建立了FRP-混凝土界面破坏行为的有限元模型。利用其他学者实施的单剪实验、FRP加固素混凝土梁三点弯曲实验数据验证了该模型的有效性。利用该模型分析了不同边界条件下FRP-混凝土界面双剪实验中出现的不同破坏现象的原因,获得了界面粘结～滑移关系的精细表达式、单侧J-积分的数值解,证实了界面附近混凝土裂纹对单侧J-积分存在干扰性、以及ΔJ判据在有限元分析中同样能够评价界面裂纹的失稳扩展行为。而且,与其他数值模型相比,本模型还能够再现界面单剪试件中FRP的“应变转折”现象、三点弯曲试件中载荷～挠度曲线的初次峰谷值等细节信息。
宗云[8]（2020）在《整体式驱动桥壳机械热胀成形技术研究》文中提出驱动桥壳体作为车辆主减速器、差速器、半轴、驱动轮等传动装置以及钢板弹簧等承载装置的安装载体,是汽车驱动总成的关键零件。驱动桥壳体既是承载零件,又是传动零件,在车辆行驶过程中既要承受传动系统的制动力矩及反力作用,又要承受通过钢板弹簧座传递过来车辆载重导致的车架和路面之间的垂直力,纵向力和横向力作用,且上述载荷都为复杂交变重载作用,因此要求驱动桥壳体零件具有高的机械性能和疲劳性能。驱动桥壳体结构复杂,特别是安装主减速器的琵琶孔结构存在,使其较难成形加工。传统驱动桥壳体多采用整体铸造工艺和冲焊工艺,前者自重大,材料抗拉和抗冲击强度差,并且在生产过程中易出现气孔和裂纹等铸造缺陷,因此应用受限;冲焊桥壳因其重量轻、力学性能好、材料利用率高等优点,在驱动桥生产中获得了大量应用。但由于焊接热影响区存在,冲焊桥壳体上的众多焊缝在使用中往往成为疲劳裂纹的来源,从而影响冲焊桥壳的使用寿命。目前关于驱动桥壳体成形的研究多集中于钢质材料整体塑性成形,既利用材料塑性变形的良好力学性能、成形性能,又可避免焊接热影响区带来的疲劳寿命降低,内高压成形、固体颗粒胀形、机械胀形等驱动桥壳成形新工艺应运而生;其中机械胀形驱动桥壳成形结合轴头缩颈等工艺可实现了驱动桥壳体的一体成形,具有工艺实施简单、设备要求低等优点,并且在重型厚壁驱动桥壳体整体成形上具有其他工艺无法替代的优势,具有很好的发展潜力和应用前景。机械胀形驱动桥壳体新工艺是通过在热态毛坯的预制长圆孔内施加机械载荷,使预制长圆孔在模具约束作用下胀开形成琵琶孔,实现驱动桥壳体整体成形。但在机械胀形过程中,由于存在应力集中和较大的胀形比,预制长圆孔两侧圆角部位材料向两侧流动剧烈,使机械胀形后的驱动桥壳体的三角板区域存在厚度严重减薄现象,从而影响机械胀形驱动桥壳体的整体使用性能。论文针对机械胀形驱动桥壳体三角板区域材料严重减薄问题,开展有限元数值模拟研究和桥壳整体式机械热胀成形试验与台架实验,主要研究工作如下:针对冲焊桥壳用材料SAE 1527进行了不同温度、不同速度下的热拉伸实验,获得该材料热胀成形最佳温度和速率;确定了整体式桥壳机械热胀形工艺方案,并根据510桥壳的结构特点和尺寸,确定了无芯预胀形、径向扩张成形、轴向整形三道次胀形工艺流程。对等截面驱动桥壳体毛坯（即胀形部位毛坯截面尺寸与两侧钢板弹簧座部位截面尺寸一致）的热机械胀形进行了有限元数值模拟,通过分析胀形后琵琶孔圆度与预制长圆孔宽度及长度尺寸的关系、预胀形、径向扩张成形以及整形过程中的应力场、速度场、壁厚减薄对比,确定了成形主要缺陷为成形件三角板区域壁厚的急剧减薄,给出等截面毛坯最优预制长圆孔尺寸以及各道次模具尺寸;进而探讨了成形温度、芯模速度、摩擦系数等工艺参数对胀形工艺对成形载荷和三角板区域壁厚的影响,确定了较优参数。对预制孔长度575mm,宽度40mm的等截面管坯进行了热胀成形工艺实验,热胀成形件轴向和径向尺寸达到设计要求,三角板区域壁厚达到8mm以上,验证了数值模拟结果。进一步开展了桥壳台架试验,结果显示满足桥壳垂直弯曲强度和刚度要求,但疲劳寿命低于100万次,证明需要进一步进行毛坯优化,以达到桥壳产品性能要求。针对等截面管坯胀形后三角板区域壁厚减薄难以满足疲劳强度要求的问题,开展了以局部区域增厚管坯和变截面管坯作为毛坯的桥壳热胀成形研究。保持胀形比不变,通过分析毛坯局部增厚区域大小和厚度增量对胀形后三角板区域壁厚减薄的影响,给出满足胀形后三角板区厚度要求的毛坯增厚参数;通过减小胀形比、增大胀形部位毛坯宽度尺寸和预制长圆孔宽度尺寸,探讨了变截面毛坯机械胀形琵琶孔圆度尺寸变化与三角板区域厚度减薄规律。数值模拟、成形工艺试验和疲劳寿命对比分析结果表明,将管坯三角板局部区增厚到20mm时,成形件预制孔圆角区域厚度增加到10.2mm;采用变截面形状管坯,预制孔宽度增加、胀形比减小,改善了成形过程中三角板区域壁厚减薄现象,成形后预制孔圆角区域壁厚达到10.5mm。优化之后桥壳三角板区域的厚度增加,桥壳疲劳寿命大幅度提高,完全满足桥壳产品使用性能要求。
梁双强[9]（2020）在《开孔三维编织复合材料力学性能研究》文中提出三维编织复合材料具有优异的损伤容限性能,在航空航天、国防军工和交通运输等诸多领域具有广泛的应用。对复合材料开孔缺陷的包容能力是工程设计中,尤其是飞行器设计中需要考虑的重要损伤容限设计准则之一。本文基于开孔三维编织复合材料的拉伸、压缩和拉/拉疲劳试验,研究开孔三维编织复合材料的力学性能和在循环载荷下的疲劳寿命,基于三维编织材料单胞模型,建立材料刚度、强度和疲劳预测模型,对开孔三维编织复合材料强度和疲劳寿命进行预测。本文的研究工作主要有:（1）对两种三维编织结构复合材料的拉伸和压缩载荷下力学性能进行试验研究。一种为完全编织结构,一种为含42%轴向纱的编织结构。研究开孔对两种结构的复合材料力学性能的影响,以及开孔试件在拉伸和压缩载荷下失效过程。采用3D-DIC（三维数字散斑测量技术）非接触式测量方式测量开孔试件应力集中系数,观察开孔后应变再分布及失效机理。研究表明,完全编织结构复合材料具有更优异的力学性能。（2）对采用行列式四步法编织工艺的三维编织单胞进行几何建模,分别研究纱线的面内和空间运动轨迹,建立试件的单胞模型。采用Hypermesh对建立的单胞模型划分周期性网格,编写Python子程序,在ABAQUS平台对单胞施加周期性边界条件,对三维编织单胞进行均质化分析。结果表明,细观尺度模型可以较好地预测三维编织复合材料宏观力学性能参数。（3）基于ABAQUS/Standard有限元平台和UMAT用户子程序,引入TsaiWu等强度准则和材料降解准则,采用内聚力双线性模型和B-K界面失效准则来模拟单胞内界面相力学行为,建立三维编织复合材料剪切损伤和拉伸损伤分析模型,分析单胞内基体、纤维束和界面的损伤演化机理。研究表明,细观尺度模型可以很好地预测三维编织复合材料的剪切强度和拉伸强度。（4）基于宏观和中观尺度,建立开孔三维编织复合材料单向拉伸载荷下损伤演化和强度预测模型。宏观尺度模型基于细观尺度模型所预测的三维编织复合材料的性能参数,采用ABAQUS/Standard有限元平台和UMAT用户子程序,引入Larco2等强度准则和材料降解准则,在宏观尺度上分析了开孔三维编织复合材料的损伤机理和拉伸强度;中观尺度模型基于ABAQUS/Explict平台和VUMAT用户子程序,引入零厚度界面相、Hashin强度准则和材料损伤演化模型,在中观尺度上分析了开孔三维编织复合材料基体、纤维束和界面相损伤演化规律,预测了材料强度。结果表明,两种尺度模型均可以预测开孔三维编织复合材料的强度和失效机理。（5）基于Lekhnitskii正交各向异性理论,对开孔三维编织复合材料的孔周边应力分布和应力集中系数进行分析,将理论分析结果与有限元和DIC测试结果进行对比;基于Whitney传统开孔板PSC和ASC强度预测模型对开孔三维编织复合材料强度进行预测。结果表明,数值模型与试验结果较为吻合,PSC强度准则可以更加准确的预测开孔三维编织复合材料的强度。（6）对两种编织结构的开孔和无开孔三维编织复合材料的疲劳寿命进行实验研究,并观察疲劳试件的断裂形态。实验结果表明,完全编织结构复合材料具有更优异的开孔和无开孔疲劳性能,且在疲劳失效时具有更少的损伤面积和断裂裂纹。引入循环载荷下界面相双线性模型,采用多轴疲劳强度准则作为纤维束和基体在疲劳载荷下失效判定准则,建立基于细观尺度下三维编织材料疲劳性能分析方法和疲劳寿命预测模型。采用细观尺度下三维编织复合材料疲劳寿命和材料性能参数,根据动态断裂理论,建立开孔三维编织复合材料宏观尺度下疲劳寿命预测模型。研究表明,所建立的宏观尺度模型可用于开孔三维编织复合材料疲劳寿命预测。
张磊[10]（2020）在《方钢低频长距离超声导波检测盲区关键技术研究》文中进行了进一步梳理在长距离超声导波无损检测中,通常采用回波法进行缺陷检测,但当缺陷靠近远端时往往会出现在常规监测时域区间内缺陷回波丢失的问题,即远场盲区问题,而该区域往往是缺陷高发区。本文以长杆方钢为例,对超声导波检测中的远场盲区问题进行研究。主要工作和创新性成果如下:1.为提高仿真效率,采用二维等效模型进行方钢超声导波模型的简化,通过仿真和实验对比的方法,验证了该等效模型的有效性。在实验验证方法研究中,为减小实验中耦合剂引起的信号衰减,提出并研制了锂基油脂作为实验用超声耦合剂,有效改善了超声信号在探头与试件接触处的透射性能;从理论上合理解释了实验中的特定非期望波产生的原因（即入射波小角度偏差）,分析了非期望波对入射总能量的分配的影响;2.对基于双探头反射法的长距离超声导波盲区现象及接收信号特点进行了理论分析和推导。基于理论分析,推导出超声导波盲区的量化范围;总结出缺陷反射波形的五种常见模态转换形式,分析了超声导波盲区缺陷波形的叠加规律:3.提出基于第Ⅰ、Ⅱ监测时域区间差值包络相关运算的盲区缺陷定位算法。通过将接收信号中第Ⅰ、Ⅱ监测时域区间波形与仿真波形包络进行相关运算,判断缺陷位置,并通过实验验证了其有效性;4.提出基于时频转换方法的缺陷形状识别算法。以经典的方形、三角形和圆形形状的缺陷为例,先对接收波形采用时频转换PWVD算法得到第Ⅰ、Ⅱ监测时域区间的时频图,再采用卷积神经网络算法进行损伤分类识别。论文采用仿真方法建立了1200张三种形状的中间伤和边界伤样本库,测试结果表明,中间缺陷和边界缺陷分类的识别准确度分别为0.89和0.85。综上所述,本文从方钢二维等效模型、超声导波盲区相关理论和缺陷检测算法等方面进行了研究,相关研究结果为超声导波盲区检测理论和方法提供一定的参考。
二、方形截面管横向裂纹的应力强度因子K_I（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、方形截面管横向裂纹的应力强度因子K_I（论文提纲范文）
（1）弯曲载荷作用下薄壁尖椭圆管对称裂纹应力强度因子（论文提纲范文）
| 1 J2-积分定义 |
| 1.1 三维J2-积分 |
| 1.2 二维J2-积分 |
| 2 弯曲载荷作用下薄壁尖椭圆截面管应力强度因子 |
| 2.1 闭合积分曲面 |
| 2.2 尖椭圆管构型在弯曲载荷作用下的应力强度因子 |
| 3 算例与本文结果比较 |
| 4 结束语 |
（2）基于带节秸秆的轻质吸能结构仿生研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 秸秆结构力学特性研究现状 |
| 1.2.1 秸秆茎秆收获机械力学 |
| 1.2.2 秸秆茎秆作物力学 |
| 1.2.3 秸秆茎秆力学模型 |
| 1.3 仿生吸能结构国内外研究现状 |
| 1.3.1 仿生薄壁管 |
| 1.3.2 仿生吸能板 |
| 1.3.3 仿生多胞管 |
| 1.4 着陆缓冲结构国内外研究现状 |
| 1.4.1 着陆器研究现状 |
| 1.4.2 着陆缓冲结构国外研究现状 |
| 1.4.3 着陆缓冲结构国内研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 1.5.1 主要内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 第2章 带节秸秆宏微观结构分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 仿生原型选择 |
| 2.2.1 原型选择依据 |
| 2.2.2 相似性分析 |
| 2.2.3 仿生原型基本特点 |
| 2.3 试验材料、设备及方法 |
| 2.3.1 试验目的 |
| 2.3.2 结构分析设备与研究方法 |
| 2.4 宏观结构分析结果 |
| 2.4.1 直径沿茎秆变化规律 |
| 2.4.2 壁厚沿茎秆变化规律 |
| 2.4.3 节间距沿茎秆变化规律 |
| 2.4.4 秸秆截面特性 |
| 2.5 细/微观结构分析结果 |
| 2.5.1 细观结构分析 |
| 2.5.2 微观结构分析 |
| 2.6 茎秆化学成分及官能团分析结果 |
| 2.6.1 官能团分析 |
| 2.6.2 EDS能谱分析 |
| 2.7 本章小节 |
| 第3章 秸秆力学特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验材料、设备与方法 |
| 3.2.1 试验样本 |
| 3.2.2 准静态力学试验 |
| 3.2.3 动态力学性能试验 |
| 3.3 准静态力学性能试验结果 |
| 3.3.1 拉伸性能 |
| 3.3.2 抗压性能 |
| 3.3.3 抗弯性能研究 |
| 3.4 动态力学性能试验结果 |
| 3.4.1 轴/径向抗冲击特性 |
| 3.4.2 抗弯冲击特性 |
| 3.5 本章小节 |
| 第4章 秸秆节结构三维重构及力学模型构建 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高粱和芦苇秸秆节结构逆向重构 |
| 4.2.1 秸秆截面影像数据采集 |
| 4.2.2 秸秆逆向重构 |
| 4.2.3 重构模型简化 |
| 4.3 秸秆本构关系参数确定 |
| 4.4 重构模型有限元仿真分析 |
| 4.4.1 有限元分析流程 |
| 4.4.2 仿真结果分析 |
| 4.5 茎秆节结构受力分析 |
| 4.6 本章小节 |
| 第5章 轻质吸能结构仿生优化设计及仿真分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 茎秆结构特征与力学特性的关联性 |
| 5.3 主要评价指标 |
| 5.4 薄壁结构截面仿生设计与分析 |
| 5.4.1 薄壁结构仿生截面设计 |
| 5.4.2 仿生薄壁结构参数化研究 |
| 5.4.3 响应面优化设计分析 |
| 5.5 薄壁结构梯度仿生设计与分析 |
| 5.5.1 薄壁结构仿生设计 |
| 5.5.2 仿真分析 |
| 5.5.3 验证试验 |
| 5.5.4 多角度斜向加载分析 |
| 5.5.5 响应面优化 |
| 5.6 泡沫填充结构仿生设计与分析 |
| 5.6.1 泡沫结构仿生设计 |
| 5.6.2 试验及结果分析 |
| 5.7 蜂窝结构仿生设计分析 |
| 5.7.1 蜂窝结构仿生设计 |
| 5.7.2 仿真及对比分析 |
| 5.7.3 试验及分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 面向着陆腿吸能结构仿生设计研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 缩比着陆器样机设计 |
| 6.3 三级缓冲结构冲击仿真分析 |
| 6.3.1 单腿压缩仿真分析 |
| 6.3.2 结果分析 |
| 6.4 单腿压缩及缩比着陆器冲击测试系统 |
| 6.4.1 缩比着陆器样机制备 |
| 6.4.2 组合式缓冲结构制备 |
| 6.4.3 测试系统搭建 |
| 6.5 着陆器多腿动态缓冲性能试验 |
| 6.5.1 试验原理 |
| 6.5.2 单腿压缩试验 |
| 6.5.3 硬地面着陆冲击试验 |
| 6.5.4 松软地面着陆冲击试验 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论和展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的科研成果 |
| 1.发表的学术论文 |
| 2.申请的发明专利 |
| 3.参与项目 |
| 4.获奖情况 |
| 导师及作者简介 |
| 致谢 |
（3）基于XFEM的加筋板结构疲劳裂纹扩展模拟方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 疲劳寿命预测方法发展概述 |
| 1.2.2 扩展有限元法模拟裂纹扩展发展现状 |
| 1.2.3 加筋板结构疲劳断裂特性研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 裂纹扩展理论基础 |
| 2.1 基于XFEM的裂纹属性定义 |
| 2.1.1 位移场 |
| 2.1.2 控制方程 |
| 2.1.3 离散方程 |
| 2.1.4 水平集函数 |
| 2.2 应力强度因子计算原理 |
| 2.2.1 传统J积分计算应力强度因子 |
| 2.2.2 相互作用积分计算应力强度因子 |
| 2.3 裂纹扩展准则 |
| 2.4 裂纹扩展速率方程 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 含裂纹加筋板结构疲劳裂纹扩展方法模拟研究 |
| 3.1 应力强度因子收敛性及精度控制方法研究 |
| 3.1.1 ABAQUS_XFEM中应力强度因子计算特点 |
| 3.1.2 三维相互作用积分等参变换 |
| 3.1.3 基于XFEM的数值积分方案 |
| 3.1.4 应力强度因子收敛判定准则 |
| 3.2 空间立体结构裂尖定位与识别方法研究 |
| 3.2.1 裂纹几何装配形状更新 |
| 3.2.2 坐标系自动建立及转化机制 |
| 3.2.3 单元集合识别法 |
| 3.3 裂纹跨筋扩展模拟方法研究 |
| 3.4 逐周期寿命计算法 |
| 3.5 含裂纹加筋板结构疲劳裂纹跨筋扩展分析流程 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 含孔矩形板疲劳裂纹扩展试验 |
| 4.1 试验设计说明 |
| 4.1.1 试验目的与概述 |
| 4.1.2 试验机与试验夹具 |
| 4.1.3 试件介绍与材料特性 |
| 4.1.4 试验数据处理方法 |
| 4.2 有限元模型加载及边界约束 |
| 4.3 数值程序计算结果验证 |
| 4.3.1 试验结果统计分析 |
| 4.3.2 应力强度因子计算精度及收敛性分析 |
| 4.3.3 裂纹扩展路径分析 |
| 4.3.4 裂纹扩展寿命分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 含裂纹加筋板结构疲劳裂纹扩展试验算例验证 |
| 5.1 含组合裂纹加筋板结构疲劳裂纹扩展试验算例验证 |
| 5.1.1 试验试件及试验环境介绍 |
| 5.1.2 有限元模型介绍 |
| 5.1.3 拉伸载荷下裂纹扩展路径及应力场分析 |
| 5.1.4 拉伸载荷下数值计算结果对比 |
| 5.1.5 弯曲载荷下裂纹扩展路径及应力场分析 |
| 5.1.6 弯曲载荷下数值计算结果对比 |
| 5.2 整体加筋壁板中心裂纹跨筋扩展试验算例验证 |
| 5.2.1 试验试件及试验环境介绍 |
| 5.2.2 有限元模型介绍 |
| 5.2.3 裂纹扩展路径及应力场分析 |
| 5.2.4 数值计算结果对比 |
| 5.3 蜂窝型金属夹芯复合结构多裂尖疲劳裂纹跨筋扩展试验算例验证 |
| 5.3.1 试验试件及试验环境介绍 |
| 5.3.2 有限元模型介绍 |
| 5.3.3 裂纹扩展路径及应力场分析 |
| 5.3.4 数值计算结果对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（4）动荷载下矿岩体与胶结充填体力学特性及工程应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及目的 |
| 1.2 文章构架 |
| 2 文献综述与研究内容 |
| 2.1 国内外胶结充填体研究现状 |
| 2.1.1 充填料化学成分及微观结构研究 |
| 2.1.2 充填体与环境耦合效应 |
| 2.1.3 充填体配比试验 |
| 2.1.4 充填体破坏过程分析 |
| 2.1.5 充填料微观结构及输送性能研究 |
| 2.2 霍普金森压杆(SHPB)试验 |
| 2.2.1 SHPB试验发展历史和原理 |
| 2.2.2 SHPB试验技术应用现状 |
| 2.2.3 高速DIC技术应用现状 |
| 2.3 (类)岩石材料离散单元法模拟技术 |
| 2.3.1 离散单元法简介 |
| 2.3.2 PFC接触模型发展现状 |
| 2.3.3 离散元技术在工程问题中的应用 |
| 2.4 研究内容 |
| 2.5 技术路线 |
| 3 矿山地质及生产现状 |
| 3.1 矿山回采工艺简述 |
| 3.2 充填工艺简述 |
| 3.3 矿石物相 |
| 3.4 尾矿粒度分析 |
| 3.5 胶结剂物相分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 冲击荷载下矿石动力学特性及破裂行为研究 |
| 4.1 矿石SHPB巴西劈裂试验 |
| 4.1.1 SHPB巴西劈裂试验结果 |
| 4.1.2 SHPB巴西劈裂试验变形场分析 |
| 4.1.3 矿石微观结构分析 |
| 4.2 矿石SHPB巴西劈裂试验数值模拟技术 |
| 4.2.1 SHPB巴西劈裂试验建模 |
| 4.2.2 SHPB巴西劈裂试验模型等效应力计算 |
| 4.2.3 SHPB巴西劈裂试验模拟结果 |
| 4.3 矿石SHPB单轴压缩试验 |
| 4.3.1 SHPB单轴压缩试验结果 |
| 4.3.2 SHPB单轴压缩试验变形场分析 |
| 4.4 矿石SHPB单轴压缩试验数值模拟技术 |
| 4.4.1 SHPB单轴压缩试验建模 |
| 4.4.2 SHPB单轴压缩试验模拟结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 充填体力学特性及破裂特征研究 |
| 5.1 充填体试件制备 |
| 5.2 充填体准静态单轴压缩试验 |
| 5.2.1 单轴压缩试验结果 |
| 5.2.2 充填体强度尺寸效应 |
| 5.2.3 充填体声发射参数分析 |
| 5.3 充填体SHPB单轴压缩试验 |
| 5.3.1 充填体动抗压结果 |
| 5.3.2 充填体SHPB试验变形场分析 |
| 5.4 充填体SHPB试验数值模拟技术 |
| 5.4.1 SHPB模型建模过程 |
| 5.4.2 SHPB试验数值模拟结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 动荷载下充填分层弱面强度削弱效应研究 |
| 6.1 含分层弱面充填体试件制备过程 |
| 6.2 Type Ⅱ型试件SHPB试验 |
| 6.3 分层弱面破裂特征分析 |
| 6.3.1 破裂面微观分析 |
| 6.3.2 充填分层弱面破裂过程分析 |
| 6.4 Type Ⅱ型试件SHPB试验模拟分析 |
| 6.4.1 MPBM-SJM颗粒流模型构建 |
| 6.4.2 颗粒流模型破裂过程分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 工程尺度下矿岩体动荷载模拟技术研究 |
| 7.1 现场调研及数据分析 |
| 7.1.1 生产爆破数据采集 |
| 7.1.2 生产爆破数据分析 |
| 7.2 工程尺度下矿岩体模型应力波传播 |
| 7.2.1 工程岩体强度折减 |
| 7.2.2 矿岩体模型应力波传播 |
| 7.3 矿岩体动荷载模拟技术 |
| 7.3.1 等效炸药建模技术 |
| 7.3.2 等效炸药激发应力波传播过程 |
| 7.3.3 圆环法分析炸药颗粒周围裂纹分布 |
| 7.3.4 基于密度聚类的裂纹分布分析 |
| 7.3.5 裂纹聚类结果分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 二步采控制爆破优化方法研究 |
| 8.1 矿岩体—充填体协同模型动荷载模拟 |
| 8.1.1 矿岩体—充填体协同模型应力波传播规律 |
| 8.1.2 模型边界应力波透射效果 |
| 8.2 矿石品位对保留矿柱和充填体损伤程度的影响 |
| 8.3 扇形孔底部—充填体间距对采矿安全的影响 |
| 8.4 基于响应面分析的控制爆破优化方法 |
| 8.4.1 保留矿柱厚度计算 |
| 8.4.2 基于密度聚类的充填体损伤区判别 |
| 8.4.3 基于经济—安全平衡原则的数学模型 |
| 8.4.4 二步采控制爆破扇形孔设计准则 |
| 8.5 本章小结 |
| 9 结论 |
| 9.1 主要结论 |
| 9.2 创新点 |
| 9.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录A SHPB试验模拟核心代码 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）基于近场动力学的起重机主梁损伤机理及识别方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 近场动力学理论的国内外研究现状 |
| 1.2.1 近场动力学理论的发展与特点 |
| 1.2.2 近场动力学理论的研究现状 |
| 1.2.3 近场动力学理论的应用研究 |
| 1.3 结构损伤识别的国内外研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第二章 近场动力学理论及其数值算法 |
| 2.1 近场动力学键基模型 |
| 2.1.1 基本概念 |
| 2.1.2 PMB本构模型 |
| 2.1.3 损伤及断裂描述 |
| 2.2 近场动力学态基模型 |
| 2.2.1 态的定义及运动控制方程 |
| 2.2.2 普通态基模型的建模方法 |
| 2.2.3 线弹性及弹塑性本构模型 |
| 2.2.4 近场动力学非普通态基模型 |
| 2.3 近场动力学的数值计算方法 |
| 2.3.1 物质的离散与积分 |
| 2.3.2 边界条件及载荷的施加 |
| 2.3.3 显式积分法及数值收敛算法 |
| 2.3.4 算法流程图 |
| 2.4 近场动力学三种模型的对比分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 改进的近场动力学微极模型及其弹塑性分析 |
| 3.1 近场动力学微极模型及其改进模型 |
| 3.1.1 近场动力学微极模型 |
| 3.1.2 改进的近场动力学微极模型及其弹塑性分析 |
| 3.1.3 数值计算方法 |
| 3.2 金属块损伤演化数值计算及实验分析 |
| 3.3 异种材料交界面的近场动力学微极模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于虚拟裂纹闭合法的近场动力学疲劳模型 |
| 4.1 疲劳损伤过程 |
| 4.2 基于Manson-Coffin公式的近场动力学疲劳萌生模型 |
| 4.3 哑点模型及其疲劳裂纹扩展路径预测 |
| 4.4 基于虚拟裂纹闭合法的近场动力学疲劳模型 |
| 4.4.1 近场动力学全域虚拟裂纹闭合法及疲劳裂纹扩展分析 |
| 4.4.2 近场动力学局域虚拟裂纹闭合法及疲劳裂纹扩展分析 |
| 4.5 近场动力学疲劳模型的计算流程 |
| 4.6 CT试样的疲劳损伤数值计算及实验分析 |
| 4.6.1 CT试样疲劳损伤数值分析及试验 |
| 4.6.2 多孔板疲劳损伤数值分析及疲劳试验 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 基于近场动力学的起重机主梁损伤机理分析 |
| 5.1 起重机主梁弹塑性变形及损伤演化 |
| 5.1.1 起重机主梁模型的弹塑性变形 |
| 5.1.2 起重机主梁模型的损伤演化 |
| 5.2 含焊接结构起重机主梁模型的变形及损伤演化 |
| 5.3 起重机主梁的疲劳损伤机理及疲劳试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 基于近场动力学应变模态的起重机主梁损伤识别研究 |
| 6.1 基于近场动力学模型的应变模态分析 |
| 6.1.1 应变模态 |
| 6.1.2 基于近场动力学的应变模态分析 |
| 6.2 损伤位置识别 |
| 6.2.1 应变模态差分曲线 |
| 6.2.2 损伤位置识别 |
| 6.3 损伤程度识别 |
| 6.3.1 应变模态差分值预测 |
| 6.3.2 损伤程度识别 |
| 6.4 主梁模型应变模态实验及损伤识别 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文工作总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
（6）弯曲载荷作用下薄壁箱梁复杂裂纹的应力强度因子（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 J2积分 |
| 1.1 三维J2积分 |
| 1.2 二维J2积分 |
| 2 弯曲载荷作用下薄壁箱梁周期十字型裂纹的应力强度因子 |
| 2.1 闭合积分曲面 |
| 2.2 正则化应力强度因子 |
| 3 弯曲载荷作用下薄壁箱梁周期T型裂纹的应力强度因子 |
| 3.1 闭合积分曲面 |
| 3.2 补充方程 |
| 3.3 正则化应力强度因子 |
| 4 有限元分析与本文解的比较 |
| 4.1 薄壁箱梁的有限元模型 |
| 4.2 弯曲作用下薄壁箱梁周期十字型裂纹的应力强度因子有限元解与本文解的比较 |
| 4.3 弯曲作用下薄壁箱梁周期T型裂纹的应力强度因子有限元解与本文解的比较 |
| 5 结论 |
（7）FRP-混凝土界面破坏行为的断裂力学分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 FRP-混凝土界面性能的实验研究 |
| 1.2.2 FRP-混凝土界面破坏行为的评价方法 |
| 1.2.3 FRP-混凝土界面破坏行为的数值分析方法 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第二章 满贴FRP-混凝土界面的双剪实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 满贴FRP-混凝土界面的双剪实验 |
| 2.2.1 试件及模夹具设计 |
| 2.2.2 实验材料 |
| 2.2.3 实验方法和步骤 |
| 2.2.4 试件的破坏模式 |
| 2.2.5 载荷~位移曲线 |
| 2.3 FRP-混凝土界面的粘结~滑移关系 |
| 2.3.1 CFL上的应变分布 |
| 2.3.2 界面粘结~滑移关系 |
| 2.4 粘结~滑移曲线的剪应力反向现象 |
| 2.4.1 切应力的一般解 |
| 2.4.2 实验验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 界面裂纹的单侧J-积分方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 混凝土裂纹的J-积分方法 |
| 3.2.1 J-积分方法的基本原理和计算程序 |
| 3.2.2 算例——三点弯曲裂纹问题的J-积分 |
| 3.3 FRP-混凝土界面裂纹的单侧J-积分方法 |
| 3.3.1 界面裂纹的单侧J-积分公式 |
| 3.3.2 应力和应变能密度 |
| 3.3.3 单侧J-积分的主要影响因素 |
| 3.4 基于单侧J-积分方法的界面裂纹失稳扩展判据 |
| 3.4.1 界面裂纹的单侧能量释放率 |
| 3.4.2 界面裂纹失稳扩展判据 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 界面裂纹的临界能量释放率 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 界面裂纹临界能量释放率的测试方法 |
| 4.2.1 界面双剪实验 |
| 4.2.2 载荷~位移曲线 |
| 4.2.3 界面裂纹能量释放率的计算方法 |
| 4.3 测试方法有效性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 FRP-混凝土界面剥离破坏行为的评价 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 混凝土试块的位移场 |
| 5.2.1 实验方法及装置 |
| 5.2.2 测试结果及分析 |
| 5.3 单侧J-积分的积分路径无关性验证 |
| 5.4 单侧J-积分计算结果及分析 |
| 5.4.1 J-积分计算结果 |
| 5.4.2 混凝土裂纹的影响 |
| 5.4.3 界面局部裂纹的反向扩展 |
| 5.5 基于单侧J-积分的界面剥离破坏行为评价 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 FRP-混凝土界面破坏数值分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 混凝土双标量损伤模型的计算程序 |
| 6.2.1 应力更新过程 |
| 6.2.2 一致切线模量的求解过程 |
| 6.2.3 程序流程图 |
| 6.3 典型混凝土试件算例验证 |
| 6.3.1 单元单轴/双轴应力状态 |
| 6.3.2 典型断裂试件的有限元模型 |
| 6.4 FRP-混凝土界面破坏行为的数值分析 |
| 6.4.1 FRP-混凝土界面单剪实验[137] |
| 6.4.2 FRP加固素混凝土梁三点弯曲实验[110]及数值分析 |
| 6.4.3 满贴FRP-混凝土界面双剪实验的数值分析 |
| 6.5 粘结~滑移关系的数值分析 |
| 6.6 单侧J-积分的数值分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 结论与展望 |
| (一)结论 |
| (二)展望 |
| 参考文献 |
| 创造性成果 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（8）整体式驱动桥壳机械热胀成形技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 传统汽车驱动桥壳成形工艺 |
| 1.2.1 驱动桥桥壳结构 |
| 1.2.2 铸造成形工艺 |
| 1.2.3 冲焊桥壳工艺 |
| 1.3 汽车驱动桥壳成形新工艺 |
| 1.3.1 液压胀形工艺 |
| 1.3.2 固体颗粒介质热胀成形工艺 |
| 1.3.3 机械热胀成形工艺 |
| 1.4 桥壳胀形工艺国内外研究现状及存在的问题 |
| 1.4.1 桥壳液压胀形 |
| 1.4.2 桥壳固体颗粒介质热胀成形 |
| 1.4.3 桥壳机械胀形 |
| 1.5 选题依据及主要研究内容 |
| 第2章 管材胀形原理与机械胀形工艺方案确定 |
| 2.1 管材胀形原理及分类 |
| 2.2 管材胀形力学分析 |
| 2.3 桥壳机械胀形工艺方案设计 |
| 2.3.1 整体桥壳结构尺寸 |
| 2.3.2 机械胀形工艺方案分析 |
| 2.3.3 桥壳琵琶孔成形工序确定 |
| 2.3.4 机械胀形工艺难点 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 材料力学性能试验及关键模具设计 |
| 3.1 桥壳材料选择 |
| 3.2 拉伸性能试验 |
| 3.2.1 拉伸试验准备 |
| 3.2.2 拉伸试验过程 |
| 3.2.3 试验结果及分析 |
| 3.3 预制孔形状尺寸设计 |
| 3.4 模具及核心部件设计 |
| 3.4.1 楔形冲头设计 |
| 3.4.2 径向扩张成形模具设计 |
| 3.4.3 整形芯模设计 |
| 3.4.4 凹模与挡板设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 等截面毛坯机械胀形数值模拟 |
| 4.1 成形过程数值模拟及其重要性 |
| 4.1.1 数值模拟必要性 |
| 4.1.2 DEFORM软件平台选择 |
| 4.1.3 有限元模拟方法选择 |
| 4.2 模拟分析工艺参数设定 |
| 4.2.1 毛坯简化 |
| 4.2.2 工艺参数设定 |
| 4.3 无芯预胀形模拟及结果分析 |
| 4.3.1 预胀形几何模型 |
| 4.3.2 管坯形状变化 |
| 4.3.3 应力场分析 |
| 4.3.4 速度场分析 |
| 4.3.5 成形缺陷分析 |
| 4.4 径向扩张成形模拟与结果分析 |
| 4.4.1 几何模型与工艺参数 |
| 4.4.2 管坯几何形状变化 |
| 4.4.3 应力场变化 |
| 4.4.4 速度场分析 |
| 4.4.5 变形缺陷预测 |
| 4.5 轴向整形模拟与结果分析 |
| 4.5.1 整形要求与工艺模型 |
| 4.5.2 管坯几何形状变化 |
| 4.5.3 应力场分析 |
| 4.5.4 速度场变化 |
| 4.5.5 整形缺陷分析 |
| 4.6 工艺参数对成形载荷与桥壳成形性的影响 |
| 4.6.1 工艺参数设置 |
| 4.6.2 胀形温度对径向扩张成形载荷及壁厚的影响 |
| 4.6.3 芯模速率对径向扩张成形载荷和壁厚的影响 |
| 4.6.4 摩擦对径向扩张成形载荷及壁厚的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 整体式机械热胀形桥壳工艺试验研究 |
| 5.1 模具设计及操作流程 |
| 5.1.1 模具设计过程 |
| 5.1.2 热胀成形工艺流程设计 |
| 5.2 胀形试验过程及结果 |
| 5.2.1 切割预制孔 |
| 5.2.2 无芯预胀形 |
| 5.2.3 径向扩张成形 |
| 5.2.4 轴向整形 |
| 5.2.5 成形件缺陷 |
| 5.3 台架试验 |
| 5.3.1 驱动桥桥壳台架试验方法以及标准 |
| 5.3.2 试验结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 管坯形状尺寸设计与优化 |
| 6.1 各工序中预制孔变形特点 |
| 6.2 等厚等截面管坯整体尺寸设计 |
| 6.2.1 预制孔设计要求 |
| 6.2.2 管坯整体尺寸设计与择优 |
| 6.3 异形管坯管坯分析与设计 |
| 6.3.1 增厚管坯胀形模拟与试验检测 |
| 6.3.2 变截面管坯胀形模拟分析 |
| 6.3.3 不同管坯胀形结果对比 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要研究成果 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及硕士间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）开孔三维编织复合材料力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 三维编织技术 |
| 1.2.2 三维编织复合材料力学性能试验研究 |
| 1.2.3 单胞尺度性能研究 |
| 1.2.4 复合材料疲劳寿命模型及预测方法 |
| 1.2.5 三维编织复合材料疲劳性能研究 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第二章 开孔三维编织复合材料力学性能试验研究 |
| 2.1 试验设计 |
| 2.1.1 预制件设计 |
| 2.1.2 预制件固化 |
| 2.1.3 材料选取 |
| 2.1.4 试件的纤维体积分数 |
| 2.2 拉伸试验 |
| 2.2.1 试件准备 |
| 2.2.2 准静态拉伸测试 |
| 2.2.3 拉伸试验结果 |
| 2.3 压缩试验 |
| 2.3.1 试件制备 |
| 2.3.2 压缩试验 |
| 2.3.3 压缩试验结果 |
| 2.4 拉伸与压缩结果对比 |
| 2.5 开孔试件DIC试验 |
| 2.5.1 DIC的原理和参数 |
| 2.5.2 装置搭建及试验 |
| 2.5.3 DIC测试结果分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 三维编织复合材料单胞刚度和强度分析 |
| 3.1 单胞几何模型 |
| 3.2 单胞本构关系 |
| 3.2.1 正交各向异性材料本构关系 |
| 3.2.2 横观各向同性材料本构关系 |
| 3.3 周期性边界条件 |
| 3.3.1 周期性边界条件 |
| 3.3.2 单胞周期性边界条件实施 |
| 3.4 内聚力模型 |
| 3.4.1 内聚力模型 |
| 3.4.2 界面损伤演化和失效准则 |
| 3.5 三维编织复合材料均质化分析 |
| 3.5.1 均匀化方法 |
| 3.5.2 纤维束和基体材料力学性能 |
| 3.5.3 单胞网格划分及边界条件实施 |
| 3.5.4 均质化结果 |
| 3.6 三维编织复合材料损伤分析 |
| 3.6.1 有限元损伤分析流程 |
| 3.6.2 单胞划分及界面相 |
| 3.6.3 应力坐标转换 |
| 3.6.4 纱线束材料性能 |
| 3.6.5 损伤失效准则 |
| 3.6.6 损伤演化模型 |
| 3.6.7 有限元分析结果 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 开孔三维编织复合材料强度分析 |
| 4.1 开孔周边应力分布 |
| 4.1.1 椭圆孔周边应力分布 |
| 4.1.2 圆孔周边应力分布 |
| 4.1.3 孔周边横向应力分布 |
| 4.2 开孔三维编织复合材料强度预测模型 |
| 4.2.1 有限宽度开孔板应力集中系数 |
| 4.2.2 传统开孔强度理论 |
| 4.3 基于渐进失效三维编织开孔强度分析 |
| 4.3.1 渐进失效流程 |
| 4.3.2 宏观失效分析强度准则 |
| 4.3.3 宏观有限元模型 |
| 4.3.4 中观尺度有限元模型 |
| 4.3.5 开孔三维编织复合材料强度预测结果 |
| 4.4 开孔三维编织复合失效机理分析 |
| 4.4.1 有限元模型与DIC试验结果对比 |
| 4.4.2 孔周边应力分布 |
| 4.4.3 应力集中系数分析 |
| 4.4.4 失效云图分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 开孔三维编织复合材料疲劳寿命分析 |
| 5.1 拉-拉疲劳试验 |
| 5.1.1 拉-拉疲劳试验设计 |
| 5.1.2 疲劳试验结果 |
| 5.1.3 疲劳失效分析 |
| 5.2 三维编织复合材料疲劳寿命预测 |
| 5.2.1 单胞疲劳渐进损伤分析方法 |
| 5.2.2 单胞组分疲劳失效准则 |
| 5.2.3 单胞尺度下疲劳寿命预测 |
| 5.3 宏观尺度开孔三维编织复合材料疲劳寿命预测 |
| 5.3.1 疲劳过程中应力分析 |
| 5.3.2 开孔三维编织复合材料疲劳模型 |
| 5.3.3 宏观尺度疲劳预测流程 |
| 5.3.4 三维编织复合材料开孔疲劳寿命预测模型验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究创新点 |
| 6.3 课题展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士期间参与的科研项目及发表的学术论文 |
| 致谢 |
（10）方钢低频长距离超声导波检测盲区关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 超声导波理论和检测技术的国内外研究现状 |
| 1.2.1 超声导波检测理论方面的研究现状 |
| 1.2.2 超声导波结构缺陷检测方法的研究现状 |
| 1.3 论文研究内容及结构安排 |
| 2 超声导波检测的基本理论 |
| 2.1 超声导波的基本理论 |
| 2.1.1 超声导波定义 |
| 2.1.2 超声导波频散特性 |
| 2.1.3 超声导波折射反射特性 |
| 2.1.4 超声导波衰减特性 |
| 2.2 超声导波传播等效理论 |
| 2.2.1 杆中超声导波传播模型 |
| 2.2.2 板中超声导波传播模型 |
| 2.3 超声导波检测信号后处理理论 |
| 2.3.1 时域分析方法 |
| 2.3.2 频域分析方法 |
| 2.3.3 时频分析方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 方钢超声导波二维等效模型及实验方法研究 |
| 3.1 低频长距离超声导波二维等效模型建立 |
| 3.1.1 杆梁结构中低频长距离超声导波的等效理论 |
| 3.1.2 方钢超声导波二维等效传播理论模型 |
| 3.1.3 方钢超声导波二维等效模型有限元仿真 |
| 3.2 方钢超声导波检测的实验研究 |
| 3.2.1 方钢双探头超声导波检测实验平台搭建 |
| 3.2.2 方钢超声导波平台系统设置分析 |
| 3.2.3 超声耦合剂的相关研究 |
| 3.3 方钢超声导波等效模型有效性验证 |
| 3.3.1 超声导波仿真的时域和幅值偏差分析 |
| 3.3.2 实验中非期望波的分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 方钢超声导波检测盲区理论研究 |
| 4.1 长距离超声导波检测盲区定义 |
| 4.1.1 常规缺陷检测方法 |
| 4.1.2 低频长距离超声导波检测盲区定义 |
| 4.2 长距离超声导波检测盲区的理论范围 |
| 4.2.1 低频超声导波检测盲区理论范围推导 |
| 4.2.2 低频超声导波检测盲区实验验证 |
| 4.3 方钢超声导波检测盲区脉冲波形特点 |
| 4.3.1 拓展时域区间的超声导波模态转换分析 |
| 4.3.2 超声导波盲区检测波形时域区间叠加特点 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于拓展时域区间的盲区缺陷检测方法研究 |
| 5.1 基于差值包络相关算法的超声导波盲区缺陷定位研究 |
| 5.1.1 盲区缺陷反射脉冲波包络有效特征提取 |
| 5.1.2 有效时域区间上盲区缺陷差值包络的互相关算法 |
| 5.1.3 超声导波差值包络相关算法的缺陷定位方法 |
| 5.2 基于时频分析的盲区缺陷形状识别的研究 |
| 5.2.1 长距离超声导波盲区缺陷形状的时频图特征 |
| 5.2.2 人工智能图像识别MobileNet卷积神经网络算法 |
| 5.2.3 结合时频分析和人工智能图像识别算法的盲区缺陷形状识别 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 |
| 6.1.1 主要完成的工作 |
| 6.1.2 创新点 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
四、方形截面管横向裂纹的应力强度因子K_I（论文参考文献）
- [1]弯曲载荷作用下薄壁尖椭圆管对称裂纹应力强度因子[J]. 张一驰,谢禹钧. 化工设计通讯, 2021(09)
- [2]基于带节秸秆的轻质吸能结构仿生研究[D]. 宋家锋. 吉林大学, 2021
- [3]基于XFEM的加筋板结构疲劳裂纹扩展模拟方法研究[D]. 朱琳. 大连理工大学, 2021(01)
- [4]动荷载下矿岩体与胶结充填体力学特性及工程应用研究[D]. 刘冰. 北京科技大学, 2021(08)
- [5]基于近场动力学的起重机主梁损伤机理及识别方法研究[D]. 杨会超. 东南大学, 2021
- [6]弯曲载荷作用下薄壁箱梁复杂裂纹的应力强度因子[J]. 李龙,邓友生,孟丽青,彭程谱,刘俊聪. 机械强度, 2021(01)
- [7]FRP-混凝土界面破坏行为的断裂力学分析[D]. 李稳. 华南理工大学, 2020(05)
- [8]整体式驱动桥壳机械热胀成形技术研究[D]. 宗云. 吉林大学, 2020(01)
- [9]开孔三维编织复合材料力学性能研究[D]. 梁双强. 东华大学, 2020(03)
- [10]方钢低频长距离超声导波检测盲区关键技术研究[D]. 张磊. 西安理工大学, 2020(01)