基于数字图像相关方法的石墨高温杨氏模量测试

目的为了得到石墨在高温环境下的杨氏模量,为飞行器热防护系统和高温热结构的设计提供可靠的技术保障。方法基于数字图像相关(DIC)方法和通电电阻加热技术,建立一套测量材料在高温环境下力学性能的测试系统。利用该系统,测量高温下石墨试样的表面应变场和应力-应变曲线,计算相应温度下的杨氏模量。在1400℃实验环境下,采用基于DIC与高温引伸计的方法同时测量超高温陶瓷试件的拉伸应变数据,并进行比较验证。结果在1400℃实验环境下,采用基于DIC与高温引伸计方法测得超高温陶瓷的应变-时间曲线吻合良好,方差为1.3×10-7。1200~1900℃高温环境下,石墨的杨氏模量随温度的升高呈线性增长趋势。结论采用基于DIC方法准确有效,该方法可方便快速地实现对石墨材料在高温环境下杨氏模量的测量。另外,该方法也可应用于其他导电材料杨氏模量的测试。     

液化气罐车焊缝开裂原因分析及预防措施

通过对液化气体汽车罐车定期检验中发现的罐体尾部与车底架焊接位置焊缝开裂的原因进行分析,得到了以下结论:采用球形封头的液化气体罐车的结构设计问题是罐体尾部封头与底架焊缝开裂的主要原因,而非对称循环交变应力及焊接结构的应力集中现象构成了罐车疲劳破坏的重要因素.针对液化气体汽车罐车焊缝开裂的原因,从罐车的设计、制造、安全管理及教育培训等方面提出了建议,以保障罐车的储运安全.     

饱和层状尾砂动力特性研究*

为探究动力作用下尾砂液化破坏特性,基于某矿山尾矿库坝体分层尾砂,开展不同固结应力和层状结构条件下动三轴试验,分析层状尾砂动弹性模量、阻尼比及动剪应力比等动力参数与动孔压的变化规律。结果表明:固结应力对层状尾砂力学特性和动孔压变化趋势有较大影响,固结应力越大,动孔压增长越明显,初始增长斜率随固结应力增大而下降;尾粉土厚度一定时,固结应力越大,层状尾砂动剪应力比越小;固结应力为常数时,层状尾砂动剪应力比随尾粉土厚度增加先增大后减小,当尾粉土厚度为0,20,40,80 mm时,对应动剪应力比分别为0.33,0.35,0.38,0.28;尾粉土对孔隙水压力阻隔作用比尾细砂更明显,试样破坏所需振次随尾粉土厚度增加而增加。研究结果可为高烈度地震区尾矿坝地震液化研究提供理论参考。     

粗糙度对硅烷环氧杂化树脂涂层附着力影响

目的 研究基体粗糙度对涂层附着力的影响。方法 选取LY12铝合金、硅烷环氧杂化树脂涂层为研究对象,开展不同粗糙度下涂层与基体间附着力的影响关系研究,确定粗糙度对涂层机械附着力的微观作用机理,并通过有限元软件ABAQUS6.12建立硅烷环氧杂化树脂涂层/铝合金基体的界面损伤粘结模型,模拟涂层/基体界面从起始剥离到完全开裂的过程,并通过对比分析不同基体粗糙度与涂层S22应力值的关系,从而验证基体表面粗糙度对涂层附着力的作用机理为机械互锁理论。结果 随着基体表面粗糙度的增加,涂层的附着强度逐渐增大,但二者并不呈线性关系,当硅烷环氧杂化树脂涂层的厚度为（30±2）um时,铝合金基体表面粗糙度Ra=(3.6～4.8)um范围内,可保证涂层较好的附着力。结论 凹凸不平的基体表面可增大涂层/基体间的接触面积,可以使涂层与基体像铆钉一样牢固结合,从而提高涂层与基体的吸附作用力。     

结构应力逆向推演模型及其不确定度定量分析

目的 针对现有结构安全在线监测与评估方法存在的短板,结合人工智能方法探索新的解决方案。提出一种基于有限测点应力逆向推演整体结构应力分布的方法,以数据驱动的模式,基于神经网络技术搭建算法模型。方法 以结构有限元仿真数据为基础,运用相关性分析方法,获取代表结构响应特征的有限个测点,利用神经网络方法构建基于有限测点应力推演结构全场应力分布的算法模型。结果 以科学试验平台的连接器结构为对象,开展该算法模型的应用研究,并且对该应用实例下的算法模型开展不确定度分析,推演结果的相对不确定度u95rel为8.6%。结论 该算法模型的推演结果正确反映了结构总体响应特征。从建模过程角度分析,该算法模型的不确定度来源主要包括相关性分析方法、神经网络建模以及模型收敛条件3个方面。     

工程塑料环境因素与载荷应力耦合作用试验装置研究

目的 设计一种能够模拟工程塑料实际服役工作环境的试验装置,在多型自然环境中,构建兼具环境因素侵蚀与载荷应力耦合作用的试验条件。方法 研制工程塑料环境因素与载荷应力协同作用试验装置,采用包括拉伸加载、弯曲加载、控制系统等组件的模块化设计,实现0.01~16 Hz加载频率的拉伸及弯曲载荷,最大1 550 kg的拉伸载荷,最大375 kg的弯曲载荷。结果 将研制完成的试验装置置于多型自然环境下对试验施加恒定和交变载荷,以真实模拟工程塑料实际服役中的环境因素与载荷应力协同作用。结论 试验装置制造加工难度小,结构稳定可靠,可用于评价和研究工程塑料等系列类型材料的环境损伤性能演变。     

承压染色机失效分析

通过对高温高压染色机失效原因的分析表明,应力腐蚀是造成染色机失效的主要原因。对此类压力容器以后的安全运行提出了意见。     

基于温度应力试验的电子产品可靠性仿真分析

本文针对某伺服机构控制器电路板采用故障物理方法进行失效分析,然后在不同温度应力下开展该电子产品温升试验和热仿真,之后基于Coffin-Manson模型进行产品焊点疲劳寿命仿真并求解各元器件寿命分布,最后构建竞争失效模型进行电路板寿命预计。通过温度应力试验得到了关键元器件温升值在（23～31）℃范围内,基于CRAFE热仿真得到了产品各元器件温度,应用Coffin-Manson模型得到了元器件寿命分布,运用竞争失效方法计算了产品失效概率函数,评估了产品工作10年的可靠度为0.94,在可靠度指标为0.9时其工作寿命为12.11年。本文基于温度应力试验和热仿真,通过进行故障物理分析和元器件竞争失效分析有效评估了电子产品工作寿命,对其他类似电子产品可靠性分析提供了一定参考。     

地铁地基液化变形的影响因素研究

研究了一些对地铁隧道抗震稳定有较大影响的因素。例如,地铁隧道的整体平均容重和地铁隧道的埋深,尽管它们对地基的孔隙水压力发展影响不大,但却对地铁隧道的震后残余变形影响相当显著。还有,砂性土中粘性土的含量多少对砂性土的动力行为有直接而显著的影响。最后,从能量的角度分析了输入不同地震波的地铁地基土层动力反应的差异。