QFP结构中引脚焊缝界面端的奇异性热应力问题研究

由于引脚、印制电路板和焊接剂的热-机材料属性不同,在受到热载荷或机械载荷时,引脚焊接界面端会产生奇异性应力,有可能产生界面开裂。为了基于界面端奇异场来评价QFP结构引脚界面端力学行为,采用数值方法求解引脚焊缝任意角度尖劈界面端的应力强度系数。具体步骤为:首先,基于高次内插有限元特征分析法确定两相任意角度尖劈界面端的奇异性指数和应力角分布函数,并引入常数热应力项,获得热-机耦合奇异性应力场表达式;采用有限元分析技术和最小二乘拟合法来获得应力强度系数的数值解。考察了热-机材料属性对热载荷下焊接剂/印制电路板界面端应力强度系数的影响。结果表明:弹性模量、泊松比和材料热膨胀系数等均对应力强度系数有影响,适当的做出调整可以使界面端呈现良好的热应力状态。     

异质结构界面端部热应力分析及几何构形的影响

用有限元计算方法研究了温度载荷作用下异质结构界面端部区域的应力分布以及端部几何构形的影响，分析了在既有材料性质突变又有端部几何构形突变时，由于材料和几何构形这两种因素所造成的应力集中问题．研究结果表明：由于温度的变化，在界面层端部存在着很高的应力集中；界面端部的影响区域很小，仅在γ＜０．４ｍｍ的区域内．研究还表明：改变界面端部的几何形状可以有效地缓解端部应力集中程度，特别是减小了界面层上剥离应力σｙ的峰值．本文还用实验方法测量了界面端部区域的热变形并对端部几何钝化问题以及减小应力集中的方法进行了讨论     

先张法预应力混凝土管桩端板生产及应用

先张法预应力钢筋混凝土预制管桩端板存在巨大市场，分析了管桩端板构件群边与法兰的生产工艺，指出法兰预制坯的生产方法决定端板的产品质量和生产成本。比较当前三种工艺生产法兰预制坯的质量和成本，揭示直接浇铸预制坯有切向残余拉应力的科学依据，为消除残余拉应力提出建议。     

弹性有限长度杆在轴向应力波传播和反射过程中的屈曲

讨论弹性有限长度杆端部受冲击载荷作用，在轴向应为波传播和反射过程中的动态屈曲问题．利用扰动方程的解、端部支承条件和应力波反射前后波阵面相容条件得到了动态屈曲的分叉条件，临界载荷和屈曲模态．数值结果表明：临界载荷有多个分支且随时间增加而降低；由于应力波在端部的反射，使临界载荷进一步下降．这个结果就解释了实验中的一些现象．     

钢筋混凝土屋面悬挑屋檐结构的有限元分析

结合工程实际,在钢筋混凝土屋面飘板结构设计中,对其悬挑屋檐方案安全问题采用有限元方法进行计算和分析,结果显示,悬挑屋檐板的最大跨度应取4.8m,梁按变截面设计并不增加悬挑屋檐板的最大位移,在悬挑屋檐板端部内增设几道钢筋,可使悬挑屋檐板的端部位移和应力均匀.     

预应力管桩（PHC）钢筋应力计埋设与计算实例

预应力管桩的桩身轴向力测试采用桩端封闭管桩,将钢筋应力计与钢筋焊接并置于管桩空腹中,随即浇筑砼封填,并利用沉桩的最后锤击振动使封填的砼密实。该方法施工方便、操作简单、应力计成活率高,每级加载微应变增量稳定,轴力变化清晰。     

基于ANSYS的枕式包装机端封机构的低速轴有限元分析

以某型号枕式包装机端封机构的输出端低速轴为研究对象,用solidworks对轴进行三维实体建模,将轴的三维实体模型导入ANSYS中建立有限元模型。在此基础上,对低速轴进行结构静力分析,得出应力应变分布云图,为轴的强度和刚度判断提供了依据,并合理地提出轴的改进方案,大大提高了设计方案的可靠性以及设计效率。     

拱梁组合体系拱桥关键节点有限元分析

以某主跨85m钢管混凝土拱桥为研究对象,采用ANSYS建立局部精细化模型,对拱座进行受力分析。研究表明:拱梁组合体系拱桥拱座的结构刚度比较大,在拱脚最大弯矩工况下,最大变形出现在哑铃型拱肋加载截面下缘,变形值仅为4.3mm;拱座整体应力分析表明,结构受力以纵桥向受压为主,整体应力值不大,拱肋与拱座节点交界面因刚度突变出现了较大的应力变化,存在不大于1MPa的主拉应力;除了端横梁预应力锚固处压应力在10MPa左右,其他部位应力绝对值均在1MPa以下,满足要求;为了进一步优化结构受力,避免局部应力集中,应在结构中增加加腋、倒角等。     

船舶推进轴系扭转振动的仿真与试验研究

将船舶推进轴系简化为分支轴系系统,建立了系统的传递矩阵和频率方程,通过非线性齐次方程求根的Newton-Raphson方法,分析计算推进轴系的振型、共振转速和共振频率。建立扭振测试系统对联轴器输出端法兰处进行测试,以确定各轴段扭振应力是否低于规范限制值或确定转速禁区。测试结果显示,各简谐振动频率与相应的计算值最大误差值仅为1.7%,说明了计算模型的正确性,同时按扭振计算结果核算各轴段的扭振附加应力和扭矩,证实最大扭振附加应力出现在曲轴处,为8.75 MPa,小于规定的持续运转许用应力。     

十次对称二维准晶悬臂梁弯曲问题

本文基于十次对称二维准晶平面弹性问题的最终控制方程,发展了在自由端受集中力作用下悬臂梁弯曲问题的逆解法.通过引入满足基本方程的试探应力函数,结合声子场和相位子场的应力边界条件,获得了声子场和相位子场位移的解析表达式.讨论了施加载荷对声子场与相位子场位移的影响.     

铝金属空心球型泡沫材料的动态力学性能分析

采用有限元法分析铝金属空心球型闭孔泡沫材料的动态力学性能,研究了冲击速度、相对密度、基体材料的应变强化以及功能梯度对泡沫材料的平台应力和密实化应变能的影响。结果表明：泡沫材料的平台应力和密实化应变能均随着冲击速度、相对密度和应变强化的增加而增强;功能梯度模型在能量吸收方面表现出明显的优越性,即密度最大的一层作为冲击端、密度最小的一层作为固定端的梯度配置泡沫模型的能量吸收最大。     

某型号飞机发动机拆装车有限元仿真分析

以自主设计的某型号飞机发动机拆装车为研究对象,分析其在各种工况下的刚度和强度能否满足设计要求。建立发动机拆装车的有限元模型,运用HyperMesh软件中的RADIOSS求解器,对发动机拆装车各种工况下的极限位置处的最大载荷进行校核。研究结果表明:飞机发动机拆装车在各种工况下的最大应力为185.5MPa,各工况下最大应力位置为拆装车升降机构承载侧的支撑板位置;拆装车最大位移量约为14mm,拆装车承载侧的端部为最大位移处位置,且发动机拆装车的最大应力值和最大位移量均小于材料的许用值。     

《材料力学》自我检查题(五)

第五部分.压杆稳定问题与疲劳强度问题一、检查题1.理论推导题(1)试建立欧拉临界应力公式,并说明该公式的应用条件。(2)图1所示细长压杆,两端固定,试建立其临界载荷公式。P为     

鱼塘水电站溢洪道闸室三维有限元分析

通过建立三维模型，应用ANSYS分析软件，对鱼塘水电站溢洪道闸室进行三维有限元计算，重点分析了预应力锚固端和牛腿部位的应力和应变，为鱼塘水电站溢洪道闸室的设计提供了依据，也为今后的实际工程提供了有意义的参考。     

地表堆载下端承桩承载性状的有限元分析

主要介绍了有限元通用软件ANSYS在地表堆载作用下端承桩结构中的应用问题.介绍了大面积地面堆载作用下桩-土结构应力及变位的计算原理,并采用ANSYS软件进行二维有限元实体模拟,分析并总结了桩侧土体模量E0、桩端岩层模量Eb、以及嵌岩深度h对端承桩承载性状的影响规律.     

新型全装配式剪力墙结构水平接缝试验验证(英文)

为了研究新型全装配式剪力墙结构体系中水平接缝的可行性及抗震性能,制作了2个试件并分别进行单调加载试验与低周反复加载试验.在试验的基础上研究了该全装配式剪力墙的荷载-位移曲线、承载能力、延性性能、抗侧刚度、钢筋应变、连接钢框的应变分布以及连接钢框与内嵌边框之间的相对滑移等.试验结果表明:试件具有较好的承载能力及延性,位移延性系数达3.7以上;在整个试验过程中,除受压端外,连接钢框中的正应力及剪应力远小于其屈服强度;试件受压端内嵌边框与连接钢框之间发生了一定的相对滑移,达1.13 mm,而受拉端二者之间未发生明显的相对滑移.该全装配式剪力墙结构体系的水平接缝安全可靠,抗震性能良好,方案可行.     

某自锚式悬索桥主缆锚固区力学性能

为研究自锚式悬索桥主缆锚固区的应力分布及传力机制,以烟台夹河大桥为例,在桥梁体系转换过程中对锚固区布置测点进行应力监测。随后基于多尺度有限元方法,分别从宏观和局部尺度建立全桥杆系模型和锚固区局部精细模型,依据平截面假定在模型界面处建立控制方程,形成多尺度模型耦合。将关键工况下的测点监测结果与多尺度模型和局部精细模型的计算结果进行对比,并将多尺度模型用于主缆锚固区力学性能分析。结果表明：多尺度模型可有效改善局部模型边界的圣维南效应,与实测值更为相符;锚固区整体以受压为主,主要受力构件纵桥向应力自锚固端向跨中方向呈增大趋势;压重混凝土与钢结构共同受力,使锚固区相应构件的应力分布更加均匀;主缆力首先传递至腹板F1、F2,然后逐步传递至底板,最终各构件受力达到稳定状态。     

带肋圆柱壳结构的强度分析和过渡段设计研究

带肋圆柱壳结构广泛应用于许多工程实践之中,用有限元分析方法对不同封端的带肋圆柱壳结构进行了研究,结果表明实体模型封端的变化只影响到带肋圆柱壳结构离封端较近处壳体的应力,当封端为平板时,只影响到附近3跨,当封端为半球面时,只影响到附近1跨,其他各跨的等效应力值基本相等,即封端为平扳时的过渡段长度大于封端为半球面时的过渡段长度。建议在进行带肋圆柱壳结构试验时优先选用半球面封端,这样可以使实体模型的长度减少,同样可以获得带肋圆柱壳典型跨的强度数据。     

Ti60合金镦锻过程的有限元模拟

采用刚塑性有限元法,对Ti60合金锭坯镦粗过程进行了有限元模拟,重点分析了锭坯各部分应力、应变的分布变化规律.结果表明:锻锤对锭坯端面的温降有较大的影响,应尽量避免长时间接触,以免端表面塑性严重下降,产生裂纹,间断镦锻有利于改善镦粗效果;端面、表面是高应力区,是加工缺陷的多发区,尤其是端面与表面交界处同时又是高应变区,极易出现缺陷,倒角处理有缓解作用;端面附近存在较大的变形死区,需要在后续工艺改善该区变形量,换向镦拔可以提高锭坯整体的变形均匀度,有利于成品的综合性能.本文模拟结果可以为钛合金镦粗工艺设计提供参考.     

悬臂箱形截面梁的负剪力滞效应

为了研究考虑负剪力滞效应的混凝土悬臂箱梁承受均布荷载作用的力学响应问题,利用能量变分法的最小势能原理得到了箱梁纵向应力分布和负剪力滞变号位置。结果表明:作用均布荷载在悬臂箱梁顶板引起负剪力滞效应;距离固定端约l/4为负剪力滞效应的起点,为了提高悬臂箱梁承受均布荷载下整体稳定,设计中应充分考虑负剪力滞效应。