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1991年

作者：国家气象局卫星气象中心

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镍基单晶合金低周机械疲劳寿命模型评述

材料导报 2020年第9期34卷 124-131,151页

作者：李飘姚卫星南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室南京210016 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016

航空发动机叶片等先进动力推进系统涡轮叶片长期服役于高温、高压、高离心力的工作环境,对叶片材料的性能有很高的要求。普通多晶合金材料存在晶界,晶界处较为脆弱,裂纹易滋生于晶界并沿晶界扩展。采用定向凝固工艺的镍基单晶合金消除... 详细信息

航空发动机叶片等先进动力推进系统涡轮叶片长期服役于高温、高压、高离心力的工作环境,对叶片材料的性能有很高的要求。普通多晶合金材料存在晶界,晶界处较为脆弱,裂纹易滋生于晶界并沿晶界扩展。采用定向凝固工艺的镍基单晶合金消除了晶界组织,具有较高的高温强度、良好的蠕变与疲劳抗力、优异的热稳定性,长久以来一直作为涡轮叶片材料使用。镍基单晶材料的疲劳损伤是直接影响叶片服役时间的一个重要因素,疲劳损伤的评估依赖于合理有效的疲劳寿命模型。镍基单晶材料的疲劳模型涉及范围很广泛。一方面,材料的工作环境复杂,涉及的疲劳问题包括机械疲劳、热疲劳、热机械疲劳以及蠕变疲劳等。另一方面,单晶材料本身的各向异性带来了疲劳性能的各向异性,取向偏离这一铸造缺陷决定了单晶材料的实际使用取向并非材料性能的择优取向。目前,研究者们主要从复杂环境带来的复杂疲劳状态和单晶本身的各向异性方面进行疲劳寿命模型的探究。针对复杂的疲劳状态,目前的疲劳模型从基本机械疲劳出发,向各个侧重探究方向延伸,尚没有广泛适用且机理清晰的模型。机械疲劳模型的探究仍处于前列。在针对材料本身各向异性的研究方面,学者们提出了不同的各向异性疲劳性能的处理方式,如基于单晶体弹性模量各向异性的取向因子类模型,这类模型因操作简单而适合工程应用,但其预测能力缺乏评估。由于复杂疲劳状态涉及范围太广,本文立足于低周机械疲劳,分类整理了其疲劳模型,按照疲劳损伤参量的定义思路将模型分为宏观损伤参量模型和微观损伤参量模型两大类,论述了各类模型的建模原理。同时收集了五种镍基单晶材料的11组疲劳试验数据,对典型模型进行了评估,以期为进一步探究镍基单晶的疲劳寿命模型提供参考。

关键词：镍基单晶合金低周机械疲劳寿命模型

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双峰应力谱密度雨流幅值分布

航空学报 2009年第9期30卷 1666-1671页

作者：王明珠姚卫星南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室江苏南京210016

为了在频域内解决双峰应力谱密度下的结构疲劳寿命估算问题,提出了双峰应力谱的雨流幅值分布模型,并给出了参数估算方法。假设雨流幅值分布为两个双参数Weibull分布的组合,权重系数反映了两个谱密度峰值对雨流幅值分布的贡献;雨流幅值... 详细信息

为了在频域内解决双峰应力谱密度下的结构疲劳寿命估算问题,提出了双峰应力谱的雨流幅值分布模型,并给出了参数估算方法。假设雨流幅值分布为两个双参数Weibull分布的组合,权重系数反映了两个谱密度峰值对雨流幅值分布的贡献;雨流幅值分布模型中的参数均是随机过程谱参数的函数。数值模拟结果表明:两个Weibull分布的组合能够很好地描述双峰应力谱的雨流幅值分布,模型中的参数能够根据双峰应力谱密度的谱参数计算得出。

关键词：随机振动雨流计数法幅值分布振动疲劳数值模拟双峰谱密度

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一种新的多轴高周疲劳寿命预测模型

力学学报 2010年第6期42卷 1225-1230页

作者：张成成姚卫星飞行器先进设计技术国防重点学科实验室南京航空航天大学南京210016

分析和讨论3种典型载荷(单轴拉压、纯扭及90°非比例)情况下的5组损伤控制参数,提出了一种以临界面上最大剪切应力幅和最大法向应力的非线性组合作为损伤控制参数的多轴高周疲劳寿命预测模型,该模型考虑了平均应力对疲劳寿命的影响,比... 详细信息

分析和讨论3种典型载荷(单轴拉压、纯扭及90°非比例)情况下的5组损伤控制参数,提出了一种以临界面上最大剪切应力幅和最大法向应力的非线性组合作为损伤控制参数的多轴高周疲劳寿命预测模型,该模型考虑了平均应力对疲劳寿命的影响,比现有的疲劳预测模型具有更宽的金属材料适用范围.两种不同类型材料下的多轴非比例试验的预测结果表明,模型的预测结果与试验符合较好.

关键词：多轴疲劳高周疲劳非比例加载临界面疲劳寿命

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剪滞效应对复合材料固化变形影响的数值分析

中国机械工程 2021年第5期32卷 611-616,623页

作者：乔巍姚卫星南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室南京210016 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016

通过分析固化过程中热、化学收缩及材料性能之间的多场耦合,建立了复合材料固化变形的三维数值仿真模型。预测结果与试验结果的对比,证明了所建模型具有较高的计算精度。基于所建模型,研究了剪滞效应的机理及影响,结果表明:剪滞效应随... 详细信息

通过分析固化过程中热、化学收缩及材料性能之间的多场耦合,建立了复合材料固化变形的三维数值仿真模型。预测结果与试验结果的对比,证明了所建模型具有较高的计算精度。基于所建模型,研究了剪滞效应的机理及影响,结果表明:剪滞效应随着构件厚度的增大而增强,但构件转角半径对剪滞效应的影响很小;剪滞效应是影响构件固化变形的一个重要因素,构件固化变形随着剪滞效应的增强而减小。

关键词：复合材料固化变形剪滞效应数值模拟

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三角Марков链在重选中的应用

金属学报 1989年第5期25卷 B303-B312页

作者：王卫星黄枢陈荩中南工业大学

本文将Bagnold剪切理论与Марков过程理论结合起来,研究溜槽类重选设备的分选机理,根据矿粒的理论转移概率,建立了分选指标与给矿参数间的定量关系,并进一步利用细粒人工混合矿在摇动溜槽上的分选结果,验证了所得的数学模型。

关键词： MapkoB链重选选矿数学模型

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网壳结构铸钢球节点弹塑性分析及试验研究

建筑结构学报 2005年第1期26卷 45-50,59页

作者：卫星李俊强士中西南交通大学土木工程学院四川成都610031

为了对重庆奥林匹克体育中心网壳结构铸钢球节点承载安全性作出评价,本文对一关键节点进行了弹塑性分析和实体试验研究。通过对该节点有限元模型的弹塑性分析,得到节点应力、应变分布情况。通过铸钢球节点结构的实体试验,得到表面各测... 详细信息

为了对重庆奥林匹克体育中心网壳结构铸钢球节点承载安全性作出评价,本文对一关键节点进行了弹塑性分析和实体试验研究。通过对该节点有限元模型的弹塑性分析,得到节点应力、应变分布情况。通过铸钢球节点结构的实体试验,得到表面各测点应力测试值。结合理论分析和实体试验,分析了铸钢球节点的传力路径和和受力特点,指出其应力从连接端口到球体“高-低-高-低”的变化规律,按VonMises强度理论对其承载能力做出了评价。将管身应力与管脚应力的比值作为反映应力集中程度的一项重要指标,对此进行分析并指出,大型铸钢球节点设计时可以通过控制该比值优化应力传递路径。

关键词：球节点网壳结构弹塑性分析传力路径承载奥林匹克体育中心应力受力特点铸钢试验研究

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金属氢化物反应器的传热性能与反应特性分析

四川大学学报（工程科学版） 2016年第S1期48卷 203-208页

作者：袁晟毅鲍泽威黄卫星四川大学化学工程学院四川成都610065

建立内置螺旋换热管的金属氢化物反应器的3维数学模型,其特点是耦合了螺旋管内载热流体温度变化对反应过程的影响。根据所建模型并采用多物理场软件对反应器传热及反应过程进行数值模拟,分析了不同操作参数下反应器的传热性能与吸氢反... 详细信息

建立内置螺旋换热管的金属氢化物反应器的3维数学模型,其特点是耦合了螺旋管内载热流体温度变化对反应过程的影响。根据所建模型并采用多物理场软件对反应器传热及反应过程进行数值模拟,分析了不同操作参数下反应器的传热性能与吸氢反应特性。结果表明:吸氢反应过程可划分为3个阶段,第1阶段主要受氢气压力影响,第3阶段主要受传热过程控制,其间为过渡段;氢气压力的减小能降低反应速率和床层平均温度,当其低至0.6 MPa时,反应速率显著降低;载热流体温度的升高使传热温差减小,从而导致反应速率降低,当其高至323 K时,反应已不能彻底进行;床层中,靠近螺旋管壁处温度较低,反应更为充分,但远离管壁的区域换热性能较差,反应较缓慢,由此指出了换热结构的改进方向。

关键词：金属氢化物反应器螺旋换热管传热反应速率

基于有限元仿真的含中心孔层压板强度预测方法

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航空学报 2009年第8期30卷 1440-1446页

作者：廉伟姚卫星南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室江苏南京210016

在材料承载应力不可能超过其自身强度的原则上,假设复合材料遵循弹性-塑性等效就位力学行为,提出了一种基于线弹性有限元分析的含中心孔层压板渐进失效和强度预测的仿真方法;在仿真中对单元材料属性进行随机赋值以模拟真实材料状态,采用... 详细信息

在材料承载应力不可能超过其自身强度的原则上,假设复合材料遵循弹性-塑性等效就位力学行为,提出了一种基于线弹性有限元分析的含中心孔层压板渐进失效和强度预测的仿真方法;在仿真中对单元材料属性进行随机赋值以模拟真实材料状态,采用Hashin准则对材料失效进行判定并对失效材料按照其失效模式进行弹性常数退化;通过试验测试了5种不同铺层的玻璃/环氧复合材料带孔层压板的强度,在不单独考虑分层的条件下,含孔层压板的预测强度与试验结果吻合较好,与传统有限元预测方法相比,本方法不需要人为地确定失效材料的退化因子。

关键词：复合材料层压板中心孔就位特性有限元分析渐进失效

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扁平钢箱梁横隔板非线性稳定分析

中国铁道科学 2009年第4期30卷 30-35页

作者：卫星李俊强士中西南交通大学土木工程学院四川成都610031

为研究施工阶段吊机集中荷载作用下斜拉桥扁平钢箱梁横隔板的稳定性,以主跨383 m的广州珠江黄埔大桥北汊独塔斜拉桥为背景,对扁平钢箱梁横隔板进行非线性稳定有限元分析及模型试验研究。运用有限元分析软件ANSYS建立梁段有限元数值仿真... 详细信息

为研究施工阶段吊机集中荷载作用下斜拉桥扁平钢箱梁横隔板的稳定性,以主跨383 m的广州珠江黄埔大桥北汊独塔斜拉桥为背景,对扁平钢箱梁横隔板进行非线性稳定有限元分析及模型试验研究。运用有限元分析软件ANSYS建立梁段有限元数值仿真模型,计算设计荷载作用下梁段应力分布,得到吊机荷载作用时横隔板的弹性屈曲系数为5.2。引入初弯曲缺陷并考虑几何和材料非线性,计算得到吊机荷载作用下扁平钢箱梁横隔板非线性稳定系数为2.2。采用1∶2.5缩尺比例,对扁平钢箱梁梁段进行模型试验研究,得到设计荷载作用下梁段测点应力及变形。通过梁段模型的极限承载力试验,得到吊机荷载作用时横隔板的非线性屈曲系数为1.6。研究结果表明,广州珠江黄埔大桥北汊斜拉桥扁平钢箱梁横隔板设计合理,吊装过程中其稳定性能满足设计要求。

关键词：斜拉桥扁平钢箱梁横隔板非线性稳定有限元分析模型试验