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变截面杆轴向和扭转振动分析的摄动法 杨立军1, 2,邓志恒1,叶柏龙3,吴晓2 (1. 广西大学 土木建筑工程学院,广西 南宁,530004; 2. 湖南文理学院 土木建筑工程学院,湖南 常德,415000; 3. 中南大学 土木建筑学院,湖南 长沙,410083) 摘要:基于变截面杆是工程结构中应用广泛的承力构件,采用摄动法研究变截面杆轴向和扭转固有振动.推导求解二阶线性齐次微分方程的摄动法,并采用该方法求出变截面杆轴向和扭转振动平衡微分方程的近似解析解;结合边界条件得到固有频率的特征方程,计算变截面杆轴向和扭转振动的固有频率.通过算例分析变截面杆轴向和扭转振动固有频率与形状参变量之间的变化规律, 确定变截面杆形状参变量变化时固有频率极大值和极小值.研究结果表明:该方法简便实用, 且有良好的近似性. 关键词:摄动法;变截面杆;轴向振动;扭转振动;固有频率 中图分类号:TU311.3......
高压扭转对SiC_P/Al复合材料微观组织和力学性能的影响谢瑞1,李萍1,薛克敏1,马俊林1,钱陈豪21. 合肥工业大学材料科学与工程学院2. 江南大学机械工程学院摘 要:为研究大塑性变形对金属基复合材料微观组织和力学性能的影响,利用高压扭转工艺(HPT)在200℃下将纯Al粉末和经氧化处理的SiC粉末混合固结成10wt%SiCP/Al复合材料.采用TEM观察HPT变形后不同圈数试样的SiC-Al界面及Al基体微观组织,采用EDS能谱仪分析界面处原子扩散现象,采用万能拉伸试验机测试研究不同扭转圈数试样的力学性能.结果表明:不同圈数试样Al基体内出现大量位错,非平衡晶界等晶格缺陷;组织内存在两种SiC-Al界面,含SiO2层的原始界面和因颗粒破碎而新生成的界面.两种界面结合良好,界面处元素相互扩散;随着......
扶手椅型单壁碳纳米管的扭转和弯曲变形 坎标1,范真1,丁建宁1,凌智勇1,程广贵1 (1.江苏大学微纳米科学技术中心,镇江,212013;2.江苏工业学院,常州,213016) 摘要:实验提出了一种针对单壁碳纳米管的原子尺度有限元模型.利用该模型对(5,5)型扶手椅型单壁碳纳米管的扭转和弯曲变形过程进行了模拟,发现其屈曲的临界扭转和纯弯曲角度分别约为40°和20°,与扭转屈曲相比,该碳管更容易发生弯曲屈曲.当弯扭复合变形时发生屈曲后,卸载时壁面褶皱的回复比较缓慢.在某些情况下,碳管的局部势能的变化与经典连续介质力学理论不一致,对此本文结合原子势理论给出了模拟结果的原子尺度的解释. 关键词:单壁碳纳米管; 扭转; 弯曲; 有限元方法; 屈曲; [全文内容正在添加中] ......
2种不同刚度模型下框架结构扭转性能分析 郭 健1, 2,何益斌2,郦世平3 (1. 湖南大学 设计研究院,湖南 长沙,410082; 2. 湖南大学 土木工程学院,湖南 长沙,410082; 3. 上海汉沙杨建筑工程设计咨询公司,上海,200001) 摘 要:基于传统框架结构扭转近似计算中,框架柱抗侧刚度是采用D值法计算的,其计算较复杂,烦琐,为简化计算,引用Smith & Coull法计算框架柱抗侧刚度.为保证计算方法可靠,对框架结构算例在这2种刚度计算模型下得出的扭转性能进行对比分析.研究结果表明,在2种刚度计算模型基础上得到的框架结构总扭转角,层间相对扭转角,楼层剪力等扭转性能结果非常相近,而Smith & Coull法较D值法计算更为简便,故在框架结构的扭转近似计算中可优先选用. 关键词:框架结构;D值法......
AZ31镁合金棒材循环扭转变形及其对力学性能的影响宋广胜1,纪开盛1,张士宏21. 沈阳航空航天大学材料科学与工程学院2. 中国科学院金属研究所摘 要:在室温条件下,对AZ31镁合金挤压棒材进行循环扭转变形,测试了扭转变形过程的力学性能以及变形后的微观组织和织构特征,并对扭转变形对镁合金棒材的力学性能影响进行了分析.结果表明:镁合金棒材在循环扭转过程中得到了严格对称的应力-应变滞回线,并且随着循环周期的增加,由于加工硬化和内部微裂纹扩展的共同影响,应力-应变滞回线上的应力峰值呈现先增加后减小的特征.在最大扭转角分别为60°和90°条件下,应力峰值出现在第四周期.镁合金棒材扭转变形后的晶粒中出现大量的拉伸孪晶带,孪晶启动使晶粒的C轴转向棒材轴线方向.镁合金棒材扭转变形后的力学性能测试结果显示,循环扭转变......
纤维增强复合材料薄壁圆管扭转失效分析孙伟,关志东,黎增山,蒋思远,贾云超北京航空航天大学航空科学与工程学院摘 要:对碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)薄壁圆管的扭转屈曲,失效载荷和失效模式进行了试验和数值模拟.试验观察圆管在扭矩作用下的3种失效模式,分析了不同失效模式的特征和机理.考虑圆柱壳的初始缺陷和非线性屈曲等因素,利用ABAQUS建立了圆管屈曲和损伤的有限元模型.结果表明:屈曲诱发圆管表面微裂纹的产生和扩展,对圆管的失效有着加速作用;扭转失效过程中圆管层间应力较低,层间分层主要由管壁突然的破坏产生;圆柱壳的初始缺陷对屈曲和失效载荷的模拟影响较大,本文通过对比计算结果和试验数据确定了圆管的初始缺陷系数;损伤模型的数值模拟结果与试验数据相一致,验证了有限元模型的有效性.关键词:扭转失......
基于高压扭转工艺的ZK60镁合金时效强化渠成1,李彦生1,王金辉11. 燕山大学材料科学与工程学院亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室摘 要:对铸态ZK60镁合金固溶处理后进行高压扭转(HPT)处理,随后进行时效处理,利用光学显微镜(OM),扫描电镜(SEM),X射线衍射分析(XRD)及显微硬度仪等对其微观结构和力学性能进行了研究.结果表明:高压扭转(HPT)大塑性变形使ZK60镁合金的晶粒尺寸细化到纳米级晶粒,合金基体中粗大的针状,短杆状和块状的析出相转变为细小弥散的颗粒状和椭球状.固溶态ZK60镁合金经HPT处理5圈后显微硬度达到最高约为124.05 HV0.1,HPT提高了其时效峰值硬度并大幅度缩短了峰值时效时间.关键词:ZK60镁合金;高压扭转;时效强化;析出相;显微硬度;......
IF钢高压扭转过程中不均匀塑变特征的仿真模拟张紫涵1,宋月鹏1,2,高东升2,张红梅1,耿晓阳1,KIM Hyoung-seop31. 山东农业大学机械与电子工程学院山东省园艺机械与装备重点实验室2. 山东农业大学园艺科学与工程学院3. 韩国浦项工科大学材料科学与工程学院摘 要:采用有限元软件DEFORM-3D对IF钢试样高压扭转过程进行计算机仿真模拟,研究高压扭转试样不均匀塑性变形特征,对硬度和显微组织分布进行研究.结果表明:试样在进行高压扭转两个阶段(压缩,扭转)的过程中,均发生了显著的不均匀塑性变形,在扭转初期阶段,其不均匀变形程度尤其显著;在试样径向,IF钢试样的塑性变形程度从中部到边缘逐步增大;在试样的轴向,试样的塑性变形程度随距试样下表面距离的增加而逐渐减小;硬度分布和显微组织检测结果均验......
矩形截面扭转弹簧扭矩的预置扭矩检测法常新宇,张瑞君,王绍中,樊茂,刘国强内蒙古第一机械集团有限公司摘 要:矩形截面扭转弹簧的扭矩检测缺乏相应的标准进行规范,导致其检测结果的重复性较差.通过理论分析和试验验证,发现采用预置扭矩的方法对矩形截面扭转弹簧进行扭矩检测后,检测结果的重复性明显提高.在对矩形截面扭转弹簧的扭矩检测过程中,在弹性阶段利用预置扭矩的办法可以改善起测点不稳定的现象,减少或避免扭转弹簧的非稳状态对试验结果的影响.关键词:矩形截面扭转弹簧;扭矩检测;预置扭矩;重复性;......
用双模量理论分析灰铸铁拉伸与扭转的破坏实验吴晓,杨立军,孙晋湖南文理学院土木建筑工程学院摘 要:现行的强度理论研究灰铸铁拉伸与扭转的断裂破坏时,存在理论计算结果与实验结果误差较大的问题.由于灰铸铁是典型的双模量材料,所以采用双模量理论研究灰铸铁拉伸与扭转断裂破坏问题,给出了灰铸铁在拉伸与扭转情况下发生脆性断裂破坏时的修正双模量最大线应变强度条件.把修正双模量最大线应变强度条件的计算结果与国家标准及相关实验结果进行了比较,可知双模量理论建立的修正双模量最大线应变强度条件可以较好地解释灰铸铁拉伸与扭转的断裂破坏实验结果.关键词:双模量;铸铁;拉伸;扭转;断裂;强度理论;......