机械强度最新期刊目录
竖向和横向地震载荷对某1.5 MW风力机塔筒裂尖应变场的影响及其对比————作者：杨杰;袁宏伟;郭国亮;崔巍;陈浩峰;
摘要：以含不同初始裂纹长度的某1.5 MW风力机塔筒为研究对象，对其分别施加竖向和横向地震载荷，每种地震载荷均包含4个地震烈度和3个实际地震震级。针对竖向和横向地震载荷对风力机塔筒裂尖应变场的影响进行研究与对比。结果表明，无论是在竖向还是在横向地震载荷下，随着地震烈度的增加，裂尖等效塑性应变面积均增加，但在横向地震载荷下，裂尖等效塑性应变面积增加更为快速。在Ⅵ和Ⅶ级地震烈度下，竖向地震载荷较横向地震载荷...
基于空间分解损伤变量法的碳纤维层合板褶皱缺陷演化的数值模拟研究————作者：郑皓成;周勃;李慧;王雅洁;孙宁;张雪岩;
摘要：为了研究含褶皱缺陷的碳纤维多向层合板的压缩损伤演化规律并准确预测损伤的萌生与扩展的力学行为，通过采用空间分解损伤变量法建立损伤本构，提出了一种通过减少材料参数个数以降低参数不确定性问题和简化空间变换计算流程的渐进损伤计算方法。首先，利用最大应力和Puck失效准则预测层内损伤的萌生，并结合混合模式损伤演化规律计算损伤变量。其次，基于损伤变量的物理意义在断裂面坐标系下进行空间分解，并代入损伤柔度矩阵推...
基于反演分析法探究残余压应力对叠层涂层拉伸性能的影响————作者：陈金湖;贾云飞;马天宇;张勇;张钰;杨俊;
摘要：涂层广泛应用于各类重要零部件表面以提升其使用寿命，研究涂层的力学性能是评价该项技术优劣程度的一个关键因素。采用真空离子镀膜技术在铝基复合材料表面制备TiAlN/Ti和TiN/Ti叠层涂层，并通过扫描电镜（Scanning Electron Microscopy, SEM）、X射线衍射仪（X-Ray Diffraction, XRD）和纳米压痕测试仪对涂层的微观结构、物相组成和力学性能进行表征和分析...
基于流体压力渗透的压裂泵V形组合柱塞密封性能分析————作者：赵明博;侯勇俊;唐瑞欢;李华川;刘有平;
摘要：压裂泵柱塞密封副长期在变载荷、往复摩擦及高压、酸性压裂液的环境下运行，是压裂泵液力端最容易失效的部件之一。为研究过盈量、介质压力等对V形密封圈密封性能的影响，采用自动收缩配合模拟V形密封圈的装配过程，基于流体压力渗透模拟V形密封圈的实际流体压力作业工况，建立了V形组合密封圈的有限元模型；分析了V形密封圈在准静态和动态密封下的最大Mises应力和接触压力的变化规律；提出了一种双级压差的柱塞密封结构，...
基于场路耦合的试验变压器短路冲击电流下结构随机可靠性————作者：陈志伟;吴雪峰;厉晓伟;潘仲达;吴胥阳;
摘要：短路工况下的冲击电流是影响试验变压器结构可靠性的关键因素。因此，提出了基于概率密度演化理论的变压器结构可靠性分析模型。首先，介绍了概率密度演化理论的基本原理，给出了磁-电耦合下短路工况绕组电磁力场分析方法。以此为基础，利用Abaqus软件有限元分析方法构建了变压器结构力学数值分析模型。以某AGF型20 kV试验变压器为例，对上述模型进行了论证，选取绕组纵向Mises应力为模型控制变量，给出了结构的...
基于场协同原理的燃气主机箱体散热分析及优化————作者：黄志强;张国旭;王智勇;王硕;王程;李涛;游正涛;
摘要：为保证燃气透平机组安全稳定运行，掌握主机箱体通风系统的换热机制，开展了燃气透平机组主机箱体通风散热研究。基于场协同原理，对主机箱体内部流场、温度场和关键设备的散热性能进行分析，并提出加装导流装置的优化方案。结果表明，主机箱体内高温区域体积占比达到7.6%，主要集中在燃气轮机轴部件附近，该部件为主机箱体内主要热源，外表面平均温度高达86.94℃；加装50°导流装置后，主机箱体高温区域体积占比减至5....
基于前桥动力学模型的前轴寿命评估方法————作者：冯金芝;桑武壮;张东东;李亮亮;刘新荣;赵礼辉;
摘要：针对车桥等零部件企业难以获取零部件耐久性试验规范的局限，提出一种前桥动力学模型驱动载荷构建方法，为前轴系统级台架试验与寿命验证奠定基础。基于整车动力学模型与实测道路载荷获取前轴寿命，以其过程及结果为参考，进行前桥模型驱动信号迭代。首先，对实测轮心六分力进行频带调整；其次，以前轴在各工况下的损伤/寿命与参考值差值最小为目标，结合响应面法与遗传算法对轮心三向力幅值调整系数进行优化，优化后的轮心三向力与...
基于多参数性能退化竞争失效的光电探测器储存寿命评估————作者：张也平;杨童博;李紫薇;
摘要：针对光电探测器的储存寿命评估问题，综合考虑样品关键性能参数有无变坏或者向好的趋势情况，提出了一种基于蒙特卡洛法的多参数竞争失效储存寿命评估新方法。首先，通过性能退化建模选择单一参数的最优退化模型，从而对于退化趋势递增的样品根据失效阈值计算其伪寿命，对于退化趋势递减的样品将其伪寿命看作右删失数据；然后，根据伪寿命数据结合最大期望（Expectation Maximization, EM）算法选择单一...
基于IPSO-PF算法的疲劳裂纹扩展预测————作者：靳婷;王晓磊;刘宇;袁建明;
摘要：传统Paris公式预测裂纹扩展时忽略了裂纹扩展过程中各种不确定因素的影响，导致预测的裂纹扩展过程与真实的裂纹扩展过程相差较大。为提高疲劳裂纹扩展预测的精度，提出了一种基于改进粒子群优化粒子滤波（Improved Particle Swarm Optimization-Particle Filtering, IPSO-PF）算法的疲劳裂纹扩展预测方法。首先，在粒子滤波（Particle Filter...
基于近场动力学理论的腐蚀疲劳裂纹扩展数值模拟————作者：卫少东;钱松荣;周诗云;郑鑫;侯怡;
摘要：为了模拟腐蚀疲劳的裂纹扩展，提出了一种近场动力学腐蚀-疲劳断裂耦合模型，并将该模型应用于A7N01PT4铝合金的裂纹扩展模拟分析。在该模型中，用氢和应力的交互作用体现腐蚀中阳极溶解和氢致开裂两种机制之间的协同作用，在量化材料因腐蚀产生断裂行为时，将腐蚀求解步骤和力学求解步骤进行耦合。由于氢使材料的塑性降低并发生脆性断裂，在研究中采用适合模拟各向同性脆性破坏的键型近场动力学理论，并使用准脆性材料的本...
PET芯层减材工艺处理对三明治结构力学性能的影响————作者：耿向明;羊森林;钟贤和;王锋;张豪;罗俊杰;
摘要：以聚对苯二甲酸乙二醇酯（Polyethylene Terephthalate, PET）泡沫芯层和铝合金面板制成的三明治结构为研究对象。首先，在制备三明治结构过程中，使用4类芯层，分别为未处理PET泡沫芯层，以及进行减材工艺处理（单向开槽、双向开槽、打孔）的PET泡沫芯层；然后，通过滚筒剥离试验测试铝合金面板与PET泡沫芯层的抗剥离性能，通过纯剪切试验测试减材工艺处理对三明治结构剪切性能的影响；最...
基于相对曲率控制的直齿轮设计及其应力、啮合刚度分析————作者：陈峙玮;刘雷;孔荣;
摘要：直齿轮啮合点的相对曲率是齿廓的关键几何参数之一，对齿轮应力分布和啮合刚度有着显著影响。从等相对曲率（Constant Relative Curvature, CRC）齿轮的相关研究出发，基于考虑齿轮时变啮合特性的相对曲率控制策略，构建了3种非渐开线直齿轮齿廓，并对其进行啮合仿真，分析了相对曲率控制对齿轮最大接触应力、最大弯曲应力及啮合刚度的影响，验证了控制策略的有效性，为基于相对曲率控制的直齿轮设...
基于仿生学的风力机叶片结构设计及性能分析————作者：朱海波;缪维跑;王海生;李春;范士杰;岳敏楠;
摘要：鉴于风力机叶片内部结构与植物叶片存在一定的相似性，基于仿生学方法将植物叶片中轴形态应用于5 MW风力机叶片，提出一种新型仿生叶脉结构分布，并提出完整的复合材料叶片铺层方案。通过流固耦合方法对新型仿生叶脉叶片进行模态分析与静力学分析。结果表明，仿生叶片前6阶固有频率相较于传统铺层叶片均有所提高且不易发生共振，其抗扭转特性也有所提高；在50 m/s的极端风载荷作用下，仿生叶片叶尖位移量明显小于传统叶片...
时变载荷作用下永磁直驱发电机外转子铁芯机械响应研究————作者：何玉灵;杨佳文;孙凯;吴学伟;朱晓光;罗浩然;
摘要：针对外转子直驱永磁发电机在时变磁拉力载荷作用下外转子铁芯机械响应进行理论解析、仿真计算和试验验证。首先，解析了外转子发电机转子铁芯磁拉力的来源及其随载荷变化规律，确定了转子磁拉力表达式以及时间阶次和空间阶次特征。同时分析了外转子铁芯基本振动模型，确定了外转子铁芯基本振动方程。然后，建立了外转子直驱发电机的仿真计算模型，得到了单位面积磁拉力的时空阶次特征和典型日下随时间变化规律。将电磁场得到的单位面...
基于深度神经网络的超声速民机机翼结构设计————作者：牛芳淦;马文圆;杨超;王宇;尹海莲;
摘要：目前对超声速民机机翼的研究主要侧重于低声爆设计技术和超声速减阻技术，针对机翼结构设计的研究相对较少。因此，提出了一种面向超声速民机初步设计阶段机翼结构设计的多级优化方法，包括机翼结构布局参数化建模、结构尺寸优化有限元模型的自动生成、深度神经网络代理模型的搭建与训练，以及基于深度神经网络代理模型进行优化求解。分析结果表明，提出的优化策略能够对超声速民机机翼结构进行良好的快速设计，深度神经网络模型相比...
基于时域同步平均的Circular图分析方法及齿轮故障智能诊断研究————作者：胥永刚;张翼飞;孙国栋;张坤;
摘要：齿轮Circular图是用于与时域同步平均（Time Synchronous Averaging, TSA）相结合的一种结果呈现方法，可以将TSA提取的齿轮啮合振动波形直观、清晰地展现出来。针对齿轮Circular图绘制参数设置和其缺少量化指标的问题，提出了用于波形边缘识别的Fi指标和基于Hu氏不变矩的Yi指标。首先，使用TSA算法提取出齿轮啮合振动信号，通过计算最小Fi指标确定振动信号波形的上、...
某型地铁车辆高速断路器接触头剩余寿命研究————作者：党海涛;翟好璟;杨大章;向南;奥妮;
摘要：【目的】地铁车辆高速断路器是保障列车电气线路安全的重要装置，断路器通过开闭动、静触头进而控制电路的接通与断开。接触头的剩余寿命是制定断路器运维策略的重要依据，然而当前尚无系统性的研究报道。因此，搭建了符合断路器运维条件的试验场景，并基于试验数据建立了断路器的剩余寿命模型。【方法】以成都地铁某线路的UM712V型高速断路器接触头为研究对象，采用有限元模拟与试验研究相结合的方法，开展了其在日常服役条件...
高阶分段拓扑修形面齿轮副啮合性能研究————作者：何沁怡;郭辉;阮宇航;周镇宇;刘李;侯智慧;梅向前;
摘要：【目的】为提高面齿轮传动的承载性能并降低对安装错位的敏感性，提出了一种基于预设接触路径的高阶分段拓扑修形方法。【方法】首先，分别设计了沿小齿轮预设接触路径与瞬时接触线方向上的2阶、4阶分段修形函数，根据曲面叠加方法建立了修形后齿面方程。然后，推导出考虑了安装误差的齿面接触分析方程，研究了在不同安装误差条件下预设接触路径角度、修形长度、修形曲线阶次及最大修形量等参数对面齿轮副接触特性的影响规律。最后...
局部腐蚀对多孔结构力学性能的影响————作者：邹俊岭;邓庆田;李新波;宋学力;
摘要：采取液滴法引入二氯甲烷溶液作为腐蚀介质，基于不同孔隙率的正四边形、正六边形和内凹形结构，分析了不同腐蚀周期和区域对聚乳酸（Polylactic Acid, PLA）多孔结构力学性能的影响，并结合有限元仿真结果进行对比分析。结果表明，内凹形多孔结构板受腐蚀周期的影响最小，其余两种结构受其影响有赖于孔隙率的大小；孔隙率72%的正六边形结构单胞元腐蚀缺陷承载能力最弱，内凹形结构的承载能力最强；孔隙率54...
基于半波机械整流器的双减速带馈能装置发电性能研究————作者：李竞;周贺;
摘要：为了消除含全波机械整流器减速带馈能装置的发电量和系统可靠性受到复位弹簧刚度的约束，提出了一种基于半波机械整流器的双减速带馈能装置（Dual-speed Bump Energy Harvester, DBEH）。该装置利用机械传动模块将两条减速带在车轮驱动下的向下线性运动转换成单个发电机轴的单向旋转运动，将机械能转换成电能。单向的运动转换降低了对复位弹簧载荷的要求。建立了车轮激励以及减速带动力学理论...
