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高速列车侧窗受交会压力波作用的动态响应

机械工程学报 2013年第9期49卷 30-36页

作者：钱春强郑志军虞吉林李松晏中国科学技术大学中科院材料力学行为和设计重点实验室合肥230026

采用有限元法模拟高速列车车厢在三种等速(250 km/h、350 km/h和500 km/h)明线交会时产生的压力波作用下的动态响应过程,得到侧窗中心Mises应力随时间的变化曲线,并与相同幅值变化的均布动载及最大静载两种工况进行对比。结果表明同节... 详细信息

采用有限元法模拟高速列车车厢在三种等速(250 km/h、350 km/h和500 km/h)明线交会时产生的压力波作用下的动态响应过程,得到侧窗中心Mises应力随时间的变化曲线,并与相同幅值变化的均布动载及最大静载两种工况进行对比。结果表明同节车厢各个侧窗中心所达到的最大应力值表现出沿载荷移动方向随侧窗位置不同逐渐增加的趋势。当交会速度较低时,在均布动载荷作用下计算得到的侧窗中心应力峰值均高于静载和移动压力波的情况;而随着交会速度的提高,在移动压力波作用下的侧窗应力峰值高于其他两种情况。在等速交会速度为500 km/h时,车厢各个侧窗瞬时挠度在压力波第二个峰值到达时表现出混乱。研究表明在高速列车交会时的车窗安全性评估中必须考虑移动压力波的影响。

关键词：列车交会压力波侧窗应力峰值弯曲波

TiNi合金的动态伪弹性行为和率相关相变本构模型

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爆炸与冲击 2003年第2期23卷 105-110页

作者：郭扬波刘方平载翔宇唐志平虞吉林中国科学技术大学力学和机械工程系安徽合肥230027

采用万能材料试验机和SHPB实验技术对TiNi形状记忆合金在10-3s-1和102s-1应变率下的伪弹性相变行为进行了实验研究。实验数据表明:TiNi合金的相变过程具有应变率效应,其原因主要是相变阻力受应变率影响———应变率越大,相变阻力越大。... 详细信息

采用万能材料试验机和SHPB实验技术对TiNi形状记忆合金在10-3s-1和102s-1应变率下的伪弹性相变行为进行了实验研究。实验数据表明:TiNi合金的相变过程具有应变率效应,其原因主要是相变阻力受应变率影响———应变率越大,相变阻力越大。在三线性热弹性相变模型的基础上,考虑了应变率对相变阻力的影响,并给出了相变阻力的具体形式,建立了一个一维率相关相变本构模型。模型对TiNi合金相变行为的模拟与实验数据吻合较好。

关键词：固体力学相变本构模型三维性热弹性理论 TiNi形状记忆合金相变阻力应变率

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泡沫金属的微惯性效应和动态塑性泊松比

爆炸与冲击 2014年第5期34卷 601-607页

作者：王长峰郑志军虞吉林中国科学技术大学中国科学院材料力学行为与设计重点实验室安徽合肥230026

采用三维Voronoi技术和显式有限元方法来研究闭孔和开孔两种泡沫金属的动态塑性泊松比问题和微惯性效应。细观数值模拟的结果表明:塑性泊松比随着轴向应变的增加而下降,塑性泊松比的峰值随着冲击速度的增加而下降;相对密度增加时,泡沫... 详细信息

采用三维Voronoi技术和显式有限元方法来研究闭孔和开孔两种泡沫金属的动态塑性泊松比问题和微惯性效应。细观数值模拟的结果表明:塑性泊松比随着轴向应变的增加而下降,塑性泊松比的峰值随着冲击速度的增加而下降;相对密度增加时,泡沫金属塑性泊松比增加;微惯性对平台应力的影响不大。该数值模拟结果能够解释侧向约束情况下闭孔泡沫金属的压溃应力随着加载速率的提高而下降的实验现象。

关键词：固体力学微惯性效应三维Voronoi技术泡沫金属闭孔开孔泊松比轴向应变压溃应力加载速率

泡沫铝夹芯双方管结构准静态轴压性能的实验研究

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实验力学 2010年第3期25卷 271-278页

作者：郭刘伟虞吉林中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点实验室合肥230027

对几种泡沫铝夹芯方管结构的准静态轴压性能进行了实验研究。结果表明,较空管及泡沫铝夹芯单管结构,泡沫铝夹芯双管结构的承载能力及能量吸收效率明显得到增强。双管夹芯结构中外管撕裂模式的结构行程利用率和能量吸收效率高于相应的外... 详细信息

对几种泡沫铝夹芯方管结构的准静态轴压性能进行了实验研究。结果表明,较空管及泡沫铝夹芯单管结构,泡沫铝夹芯双管结构的承载能力及能量吸收效率明显得到增强。双管夹芯结构中外管撕裂模式的结构行程利用率和能量吸收效率高于相应的外管周期折叠模式。而泡沫铝四角填充方式提高了双管夹芯结构相同变形模式下的能量吸收效率和结构变形的稳定性。同时研究了内管管壁及材料强度对泡沫铝夹芯双管结构的影响。随着内管壁厚增大,双管夹芯结构的能量吸收效率提高,而内管材料强度影响不明显。

关键词：泡沫铝夹芯方管准静态轴压实验能量吸收效率

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三种蜂窝夹芯板的抗爆性能分析

北京理工大学学报 2022年第6期42卷 557-566页

作者：张豪常白雪赵凯郑志军虞吉林中国科学技术大学近代力学系中国科学院材料力学行为和设计重点实验室安徽合肥230026

为进一步理解强爆炸载荷下蜂窝夹芯板的抗爆机理,采用ABAQUS/Explicit有限元软件,对3种蜂窝夹芯板的抗爆性能进行了数值模拟分析.对比了圆孔蜂窝、六边形蜂窝和六角排列圆管3种芯层结构的单胞的面外压缩性能,分析了夹芯板在爆炸载荷作... 详细信息

为进一步理解强爆炸载荷下蜂窝夹芯板的抗爆机理,采用ABAQUS/Explicit有限元软件,对3种蜂窝夹芯板的抗爆性能进行了数值模拟分析.对比了圆孔蜂窝、六边形蜂窝和六角排列圆管3种芯层结构的单胞的面外压缩性能,分析了夹芯板在爆炸载荷作用下的变形过程.结果表明:对于相同相对密度的3种芯层,在准静态压缩下,六角排列圆管最容易压缩,其平台应力最低,而圆孔蜂窝的平台应力最高.在相同的结构参数与爆炸载荷作用下,六角排列圆管夹芯板的背板挠度最小,抗爆性能最优.分析了圆管夹芯板抗爆性能的参数影响,结合载荷传递与芯层压缩变形机制,阐明了夹芯板的抗爆机理,并指出总吸能量不能直接反映夹芯板抗爆性能优劣.

关键词：爆炸载荷蜂窝芯层夹芯板抗爆机理

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低速冲击下泡沫金属填充薄壁圆管的弯曲行为

爆炸与冲击 2012年第2期32卷 169-173页

作者：谢中友虞吉林郑志军铜陵学院土木建筑系安徽铜陵244000 中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点实验室安徽合肥230026

采用实验方法研究了低速冲击下泡沫金属填充薄壁圆管的弯曲行为,详细说明了实验方法和原理。通过与准静态实验结果的比较发现,冲击加载使泡沫金属填充圆管跨中截面的局部压入变形增大,跨中截面高度变小,结构下缘拉裂破坏延迟。由于结构... 详细信息

采用实验方法研究了低速冲击下泡沫金属填充薄壁圆管的弯曲行为,详细说明了实验方法和原理。通过与准静态实验结果的比较发现,冲击加载使泡沫金属填充圆管跨中截面的局部压入变形增大,跨中截面高度变小,结构下缘拉裂破坏延迟。由于结构的惯性效应,锤头总冲击力高于准静态加载时的对应值。

关键词：固体力学弯曲低速冲击薄壁圆管

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泡沫铝材料准静态本构关系的理论和实验研究

力学学报 2004年第6期36卷 673-679页

作者：王二恒虞吉林王飞孙亮中国科学技术大学材料力学行为和设计中国科学院重点实验室合肥230026

应用Chen和Lu提出的适用于可压缩弹塑性固体的唯象本构模型框架,建立了泡沫铝的准静态本构模型,推导了三维等比例加载和环向受约束轴向加载下的宏观应力-应变曲线.对两种泡沫铝材料(开孔和闭孔)进行了4类准静态试验,即单轴压缩、三维静... 详细信息

应用Chen和Lu提出的适用于可压缩弹塑性固体的唯象本构模型框架,建立了泡沫铝的准静态本构模型,推导了三维等比例加载和环向受约束轴向加载下的宏观应力-应变曲线.对两种泡沫铝材料(开孔和闭孔)进行了4类准静态试验,即单轴压缩、三维静水压缩、三维等比例压缩和侧向受约束轴向压缩实验.利用单轴压缩和三维静水压缩的实验结果得到了泡沫铝材料的本构参数曲线,并由此预测它在三维等比例压缩和侧向受约束轴向压缩情况下的响应.理论预测与相应实验结果相比较,三维等比例压缩的结果比较吻合,但与侧向受约束轴向压缩的结果却相差很大.分析表明,理论预测与侧向受约束轴向压缩实验结果的偏差是由于泡沫铝试件与约束筒之间的摩擦造成的.研究结果说明,Chen-Lu模型能够很好地描述泡沫铝材料在压缩占主导的应力状态下的响应.

关键词：本构模型单轴压缩本构关系轴向压缩框架试件弹塑性吻合静水压结果比较

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密度梯度柱壳链的弹性波传播特性研究

力学学报 2022年第8期54卷 2131-2139页

作者：彭克锋郑志军周风华虞吉林中国科学技术大学近代力学系中国科学院材料力学行为和设计重点实验室合肥230027 宁波大学机械工程与力学学院冲击与安全工程教育部重点实验室浙江宁波315211

均匀圆柱壳链可以调控弹性波传播,引入密度梯度有望进一步提高波形调控能力.通过建立密度梯度柱壳链的细观有限元模型和连续介质模型,研究了密度梯度柱壳链的弹性波传播特性.通过将密度梯度柱壳链等效为变密度连续介质弹性杆,建立了其... 详细信息

均匀圆柱壳链可以调控弹性波传播,引入密度梯度有望进一步提高波形调控能力.通过建立密度梯度柱壳链的细观有限元模型和连续介质模型,研究了密度梯度柱壳链的弹性波传播特性.通过将密度梯度柱壳链等效为变密度连续介质弹性杆,建立了其在应力脉冲作用下的控制方程.运用拉普拉斯积分变换方法,考虑杆中密度遵循线性分布,获得了方程的解析解.以三角形应力脉冲作用为例,通过与细观有限元模拟结果比较,发现解析解可以较好地预测梯度柱壳链中载荷的演化趋势.正梯度链中载荷峰值随着波传播逐渐增大,负梯度链中载荷峰值随着波传播逐渐减小.正梯度链支撑端峰值载荷高于均匀链,负梯度链支撑端峰值载荷低于均匀链,这表明相较于均匀柱壳链,密度梯度柱壳链可以在更大范围内对波形进行调控.线性密度梯度参数对梯度柱壳链的波形调控能力影响较大,梯度参数越小,传递到支撑端的峰值载荷越小;相反,梯度参数越大,支撑端的峰值载荷越大.建立的理论模型及其解析解为研究梯度柱壳链中应力波传播规律及揭示载荷调控机理提供了理论基础.

关键词：波形调控梯度柱壳链应力脉冲激励连续介质模型解析解

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以PZT薄膜为驱动和传感的微型陀螺研制

压电与声光 2001年第1期23卷 18-22页

作者：马薇李世玮虞吉林中国科学技术大学力学和机械工程系合肥230026 香港科技大学机械工程系

利用压电陶瓷 PZT的正反压电效应 ,将 PZT薄膜同时作为驱动及传感材料 ,设计并制造了两种新颖的以 IC兼容技术制作在硅片上的压电薄膜微型陀螺。高质量的 PZT薄膜是在 Pt/ Ti/ Si O2 / Si基底上以溶胶 -凝胶技术铺设的。基于反压电效应 ... 详细信息

利用压电陶瓷 PZT的正反压电效应 ,将 PZT薄膜同时作为驱动及传感材料 ,设计并制造了两种新颖的以 IC兼容技术制作在硅片上的压电薄膜微型陀螺。高质量的 PZT薄膜是在 Pt/ Ti/ Si O2 / Si基底上以溶胶 -凝胶技术铺设的。基于反压电效应 ,微型陀螺在其谐振频率上被输入的交流信号驱动 ,由其正压电效应 ,可检测到与转动角速度成正比的输出信号。文章分别介绍了两种微型陀螺的设计原理 ,详述了制作方法 ,并对制出的压电微型陀螺进行了检测。

关键词：微型陀螺 PZT薄膜压电陶瓷驱动传感