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关键词： 应力   泵浦-探测技术   皮秒超声技术   布里渊振荡   频率  

摘要： 随着材料科学和光电子技术的快速发展,精确测量材料的界面应力成为目前的研究热点。时域布里渊散射作为一种基于超快激光和皮秒超声的非接触式全光学实验技术,可用于产生和检测位于透明介质中由于声光作用产生的布里渊振荡,并在应力分析方面展现出了巨大潜力。本研究旨在深入探讨单轴应力对高硼硅玻璃中布里渊振荡频率的调制效应。首先,通过建立布里渊振荡测量系统,完成了在2种不同单轴应力下布里渊振荡的测量,研究结果表明,随着压应力的增大,布里渊振荡频率呈现减小的趋势。然后,基于布里渊振荡频率的理论表达式和对实验信号的精确测量,发展了应力和布里渊振荡频率之间的理论关系,得到了应力-布里渊振荡频率调制系数。

关键词： 17Cr2Ni2Mo齿轮轴   淬火   温度场   应力   变形  

摘要： 利用DEFORM热处理模块模拟了17Cr2Ni2Mo齿轮轴淬火过程中的温度场、应力场及变形量随时间的变化规律,并研究了不同淬火保温时间变化对齿轮轴应力场以及变形量的影响规律,为17Cr2Ni2Mo材料淬火工艺参数的确定提供一定的理论依据。结果表明:齿轮轴淬火总变形以轴向膨胀为主;淬火保温时间对应力和变形量有重要影响,对最大截面积为915 mm的齿轮轴,淬火保温时间7.5 h时,其应力和变形量变化均较小。

关键词： 机械臂   四自由度   有限元分析   应力   变形  

摘要： 为提升锻造机械臂的精度与稳定性,对四自由度锻造机械臂的重要部件进行了详细的静力学分析。采用有限元分析方法,从结构设计和材料选择方面进行了深入探讨,重点分析了机械臂的总体变形、手爪构件以及手腕支撑构件的应力和变形情况。结果表明,当前设计方案能满足基本的强度和刚度要求,但仍有优化空间。通过精确掌握部件在多种力作用下的变形和应力分布,提出了针对性的优化措施,有效提升了机械臂的工作精度和可靠性。

关键词： POM齿轮   补偿修形   多轴疲劳   应力   应变  

摘要： POM齿轮具有低噪音、耐磨损和自润滑性能等优点，其疲劳寿命问题被广泛关注。采用热粘弹-塑性本构模型描述POM材料特性，建立二维的POM-POM五齿有限元接触模型，并考虑齿轮补偿修形对啮合特性影响。基于Brown-Miller-Morrow多轴疲劳寿命评价准则，对POM齿轮的接触疲劳寿命和弯曲疲劳寿命进行预测，对比分析修形方式、补偿修形参数和齿面摩擦系数对POM齿轮的接触疲劳和弯曲疲劳寿命影响。研究结果表明，相比于标准渐开线齿廓，补偿修形将齿轮啮合过程最大应力位于节线区域，且正应变幅值与剪应变幅值均小于标准齿轮的正应变幅值与剪应变幅值，可适当提升齿轮的接触疲劳寿命；通过对比典型去除材料修形、补偿修形和标准齿廓，齿廓修形均能提升齿轮疲劳寿命，其中补偿修形效果更显著。补偿修形指数对齿轮接触疲劳寿命更显著，但对弯曲疲劳寿命不显著。同时，随着补偿修形指数增大，齿轮啮合过程的最大正应变幅值、均值与最大剪应变幅值都逐渐减小，但补偿修形分段数的影响则相反。接触疲劳寿命与弯曲疲劳寿命会随着齿轮的摩擦系数增加而减小。

关键词： 地下防冲墙   连续成墙   应力分析   变形监测   数值模拟   施工参数优化  

摘要： 地下防冲墙作为地下工程重要的挡土支护结构,其连续成墙施工过程中的应力分布与变形控制至关重要,本研究以永定河卢梁段工程为例,采用现场监测与数值模拟方法,系统分析了连续成墙施工的应力与变形特性,研究发现,施工过程中应力呈现阶段性变化,接头部位存在应力集中,泥浆压力,混凝土浇筑速率以及土体性质是关键影响因素,通过优化施工参数以及加强关键部位监测,可有效提高防冲墙结构性能以及施工安全性。

关键词： 印刷电路板式换热器   结构优化   应力分析   数值模拟  

摘要： 基于Ansys软件,以某项目印刷电路板换热器为研究对象,对高压18 MPa冷侧流道进行结构优化分析。在优选结构中添加印刷电路板换热器温度场热应力载荷,对芯体冷热通道的热应力与机械应力结果进行分析,验证芯体设计的合理性。结果表明,通过选取矩形和圆形两种截面形状、调节板片厚度和肋宽等,发现圆形通道效果明显优于矩形,综合优选出冷侧板片厚度为1.1 mm,肋宽为0.2 mm;优选后,材料用量减少了51.35%,仍能够满足性能要求;冷侧蒸汽流道的等效应力普遍高于其他部分,应力集中出现在蒸汽侧流道壁面薄弱处,最大应力符合强度设计要求。

关键词： 盘式制动器   有限元   应力场   磨损  

摘要： 汽车在工作过程中,制动器对行驶安全性、稳定性有重要影响。为提高汽车制动稳定性和安全性,改善制动器的使用性能,以盘式制动器的摩擦磨损特性为研究对象,建立汽车盘式制动器的简化几何模型,使用有限元软件对汽车紧急制动过程中盘式制动器的摩擦片的应力场进行研究,进一步分析汽车制动盘摩擦片磨损情况。研究表明,汽车制动摩擦副的摩擦片的磨损与盘、片之间接触面的接触压力分布密切相关。

关键词： 电弧增材制造   成形尺寸   应力场   温度场   热力耦合  

摘要： 通过进行2319铝合金电弧增材单道沉积试验,获得了单道单层成形尺寸,研究了焊接速度、送丝速度对焊道熔宽和余高的影响规律,建立了单道多层有限元模型,研究了层间冷却时间、焊接速度、增材路径对成形过程中温度和应力变化的影响。研究结果表明:送丝速度为32 mm/s,焊接速度为3 mm/s时,单道单层沉积所得到的焊道熔宽达到8.25 mm;层间冷却时间从0增加到60 s时,最高温度降低了137℃,应力变化更加平缓,应力分布更加均匀;焊接速度为4 mm/s时,应力分布较为均匀,较低的焊接速度可能使材料在加热和冷却过程中温度变化更为平缓,降低应力场的峰值;当沉积层低于5层时,增材路径对成形件的影响较小,往复成形使得成形件整体热量及应力分布更为均匀,因此其变形量相对较小,且变形对称性较好。

关键词： 仿真模拟   成形角   应力拟合   应力分析  

摘要： 通过理论分析和有限元分析方法相结合,探究了渐进成形过程中板料不同成形角下成形区表面应力与内部应力之间的关系。通过选定成形区域内部的三角单元体,对其进行受力分析,归纳出不同成形角下成形区表面应力状态与内部应力状态之间的关系式。使用Abaqus仿真软件提取出成形区表面的应力状态,并使用归纳出的关系式进行拟合,拟合结果较好(R^(2)达到0.8以上),证明了通过分析成形区表面的应力状态来推算板料内部应力状态的可行性。同时通过分析仿真和拟合的数据发现成形过程中随着成形角的增大,Z向应力逐渐增加,X和Y方向的应力逐渐减小。由于剪应力的影响,越靠近进刀点和先加工到的部位,其Z向应力越复杂;渐进成形过程中平行成形面方向的应力最小,这表明渐进成形中板料内部剪应力起主要作用。

关键词： 脊柱骨折   胸腰椎骨折   有限元分析法   生物力学   应力分析   综述  

摘要： 背景:脊柱骨折最高发部位是胸腰段,其症状为后背部疼痛、后凸畸形、活动受限,或伴脊髓神经损伤引发下肢疼痛、麻木甚至截瘫等并发症。有限元法是一种数字化的计算机建模技术,能真实模拟实物模型并进行受力分析。目的:综述有限元法在脊柱胸腰段骨折中的应用。方法:在中英文文献数据库PubMed、Web of Science、中国知网中检索2024年3月之前发表的有限元分析法在脊柱胸腰段骨折中应用的相关文献,中英文检索词为“有限元分析法(finite element analysis methods)”“生物力学(biomechanical phenomena)”“应力分析(stress analysis)”“胸腰椎骨折(thoracolumbar fractures)”“脊柱骨折(spinal fractures)”,最终纳入55篇文献。结果与结论:①通过有限元法对不同病因(骨质疏松性、创伤性、病理性)导致的胸腰椎骨折进行探索,有利于对各种类型胸腰椎骨折的生物力学特征有更加深刻的认识,完善对胸腰椎骨折的个性化和精细化治疗;②单一样本或数量较少样本的有限元分析具有偶然性,未来的有限元分析需要更大的样本数量来减少样本偶然性带来的误差;③仅骨骼的刚性结构不能满足实物的完整性所具有的生物力学工况,未来的有限元模型需要尽可能纳入实物的所有结构(例如肌肉、韧带等软组织);④有限元法在骨质疏松性和创伤性胸腰椎骨折方面的研究较多,未来需要进行更加深入的研究;病理性胸腰椎骨折领域的研究较少,未来研究范围较广。