在Hill屈服准则和与之相适应的流动法则的基础上,首次建立了考虑材料厚向异性的平面应力理论特征线方程,并将此基本方程应用于具有厚向异性的不规则件拉深成形的模拟。运用平面应力特征线场法计算、分析了盒形件拉深时法兰部的应力分布和沿模口的法向应力分布,并研究了该方法在合理毛料形状设计及其相应的合理加载条件设计中的应用

用嵌入原子势(EAM)表达的晶体结构力学稳定性判据肯定了AVoter等人给出的铝原子的嵌入原子势的可靠性,计算了铝单晶体的力学性质,铝单晶沿[100]方向受单轴外力作用,当外力为压应力时,其结构发生转变,产生两个不稳定的新结构相BCC和BCT;外力为张应力时,铝单晶产生均匀形变,其形变达14.42%时材料断裂,相应的理论拉伸强度为0.64×104MPa。由计算结果确定了与铝原子EAM势的适用范围相对应的α1取值范围为0.358~0.473nm

连续定向凝固过程中结晶器的温度分布对固-液界面位置和形状具有重要影响.在建立三维物理模型以及确定材料热物性参数、边界条件与冷却水对流换热系数计算方法的基础上,采用ANSYS有限元软件对不同参数组合条件下镍钛形状记忆合金线坯连续定向凝固的稳态温度场进行了数值模拟.研究结果表明,在所给定的模型及各种参数条件下,镍钛形状记忆合金在结晶器内可以完成凝固过程,且固-液界面呈平直状,具备了进行连续定向凝固制备的基本条件

岩石的热膨胀是不可逆的,会受加热历史的影响,加热时的特性和冷却后的特性差异较大.本文研究了温度载荷作用下岩石材料在压缩和拉伸时的热断裂破坏过程,分析了岩石热断裂破坏的宏观力学特性,探讨了岩石宏观热破坏作用机理.根据岩石热破坏机理与岩石强度准则,计算了试件在各温度作用下受压和受拉破坏时产生的最大应力.计算结果能较好地与实验结果吻合

为了研究铁磁性材料金属磁记忆信号与其内部机械应力之间的关系,应用小波分析技术,将金属磁记忆信号分解为大尺度逼近和细节分量两个部分,然后计算其细节分量的关联维数,并考察机械应力与关联维数变化之间的关系.结果表明,随着机械应力的增加,磁记忆信号关联维数降低

在对钢管中频加热过程进行理论分析的基础上,从麦克斯韦方程组和导热微分方程出发,考虑了材料物理性能随温度变化对加热过程的影响,使用Ansys软件建立了钢管电磁-热耦合分析的有限元模型,对钢管中频感应加热问题进行了数值模拟计算.计算结果中工件外表面温度与实测温度相差5.19%,吻合较好.提出了感应透热深度的概念,并以此区分钢管内感应加热区域和热传导区域.根据模拟结果讨论了钢管感应透热深度及温度分布的影响因素,并证明了双线圈感应加热工艺在工件温度分布、热效率及频率分配方面的合理性

为了研究镁铁质材料中粘结相铁酸镁的生成反应过程,使用轻烧镁粉和分析纯试剂Fe2O3粉混合料,在静态空气中分别以10,15,20 K·min-1的升温速率进行了铁酸镁合成反应的DSC实验研究,并用Kissinger、Flynn-Wall-Ozawa和Achar-Brindley-Sharp-Wendworth三种方法进行了反应动力学特征参数计算.研究结果显示,铁酸镁生成机理满足随机形核与长大机理模型,反应的活化能介于626.83~652.60 kJ·mol-1之间

应用有限差分对喷射成形导流管中的液态金属的流场进行模拟,计算液态金属Fe,Al,Zn在不同过程参数条件下所需的最小过热度△T,得出了最小过热度和材料热物理性质及过程参数之间的半定量关系.计算结果表明,对于最小过热度,导流管的导热能力是最重要的影响因素;在常现使用的过压范围内,增大过压可显著减小过热度;导流管的构形设计也是一关键因素,缩小导流管长度直径比L/D可使△T减小,且对于高熔点金属或高导热能力的导流管影响更为显著

分析了触交合金充填过程的压力变化特征,建立了耦合表观粘度的计算数学模型.对触变铝合金和钢件充型过程及压力变化进行模拟.结果表明,触变合金充型过程具有持续增加的压力变化特征,增加压力主要克服浆料流动阻力与重力,增加幅度约为0.12MPa.在成形充填速度范围内,触变合金呈现稳定的层流充填特征.相比触变铝合金,钢温度高容易引起触变成形过程的降温,表观粘度增大而导致铸件缺陷.半固态刹车泵体两种入流形式的充填压力模拟分析与实际成形结果表明,径向入流方式具有较高的成形质量

基于刚性转动假设和功等效原理,推导了直通型CT试样的裂纹嘴张开位移和加载线张开位移弹塑性换算公式,并采用Cr2Ni2MoV钢对公式进行试验验证.根据弹塑性有限元分析,刚性转动假设得到了很好的验证,刚性转动中心靠近裂尖位置且受材料本构关系的影响甚微,转动半径R仅与裂纹长度和试样宽度之比a/W有关.有限元分析和试验结果表明,直通型CT试样的COD弹塑性换算公式用于塑性功计算具有更好的精度