摘要：铝合金淬火处理是一个受众多因素影响而极为复杂的过程,难以通过试验方法准确测量。数值模拟技术可以为淬火工艺的改进提供指导,避免了无谓的工作与成本的浪费。为此通过综述数值模拟技术在国内外的发展情况,从表面换热系数、温度场、应力场三方面介绍了数值模拟技术在铝合金淬火过程中的应用,并提出了今后一段时间内淬火过程数值模拟技术的发展方向。

摘要：采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了完整、含Mg原子空位及Pd原子掺杂三种MgH2(110)表面的氢脱附行为及其动力学,并从电子结构角度给出了表面空位/掺杂两类缺陷对其脱氢动力学的影响机制。结果显示:MgH2(110)表面六重配位的Mg原子位置是形成Mg空位或Pd掺杂的优先位置;相对于完整表面而言,Mg空位或Pd掺杂均极大地降低了MgH2(110)表面的氢脱附能垒,在一定程度上解释了MgH2纳米结构调制与催化掺杂可明显改善体系脱氢动力学的实验现象;电子结构分析发现,表面空位/掺杂缺陷的存在致使MgH2表面在费米能级附近能隙变窄、低能级区成键电子数减少,进而导致近表面的原子层稳定性降低,从而使得表面Mg-H间相互作用减弱。

摘要：针对传统经验式设计的电动轮自卸车车架结构存在刚度不足、焊缝开裂、重量冗余,以及自身固有频率与非簧载质量激励频率接近而可能发生共振等问题,开展车架结构性能多目标优化设计的研究。首先,基于变密度法和SIMP插值模型对原始车架结构进行了考虑疲劳寿命约束的多目标拓扑优化设计,得到了满足静态多工况下柔度最小和多阶低阶固有频率最大的拓扑优化结构。再次,基于Kriging近似模型的抗疲劳轻量化设计,利用非支配排序多目标遗传算法进行全局寻优,优化后的车架结构质量比原始车架结构质量减少4.24%,且车架结构在同样载荷作用下的应力分布更加均匀,车架强度、刚度、动态特性和疲劳寿命等性能均得到改善。

摘要：为提高薄壁吸能管的耐撞性,该文设计了一种复合材料仿竹薄壁管。将钢材、铝材及复合材料运用于仿竹薄壁管,利用有限元法模拟薄壁管的轴向碰撞,对比分析了三类材料薄壁管的耐撞吸能效果,得出玻璃纤维/环氧树脂基复合材料仿竹薄壁管耐撞吸能效果最佳。为进一步提高薄壁管的耐撞性和可靠性,将试验设计、响应面模型、可靠性理论和优化算法相结合,求出仿竹薄壁管的最优结构。研究表明,仿生设计、复合材料运用、可靠性理论及优化算法相结合的研究方法可提高薄壁管的耐撞性能。

摘要：针对复杂载荷作用下焊接结构应力应变响应出现非完全封闭而交叉的现象,考虑封闭环以外的塑性应变能密度,提出了一种改进的应变能密度计算方法。通过设计制作对接接头试验试件,开展了焊接接头机械性能和疲劳试验研究,获取了Ramberg-Osgood方程参量并构建了基于总应变能密度的疲劳损伤模型。建立了电动轮自卸车车架有限元模型,开展了车架焊缝多载荷步非线性有限元分析。结合新方法和数值模拟得到的应力应变响应计算危险点各应变能密度,依据拟合的疲劳损伤模型进行寿命预测,计算结果与实际失效位置和开裂时间吻合较好。

摘要：提出了一种车身前纵梁帽形结构拼焊板的安全性设计方法。该方法拼焊板前纵梁的材料和厚度为离散变量,定义了考虑约束的目标特征函数。灵活运用正交试验设计,在迭代过程中并不断更新三水平正交表,进行拼焊板前纵梁离散变量的优化。设计过程中迭代调用有限元模型的次数明显减少,降低了计算成本并提高了计算效率,设计结果提升了拼焊板前纵梁的安全性能。与传统方法相比,该离散设计方法计算成本较低,且适用于多变量多水平的拼焊板结构设计。

摘要：为了提高某客车在正面碰撞过程中的安全性,参照我国CMVDR294法规,采用有限元法建立了该大型客车前碰撞有限元仿真模型。针对其安全性不足的问题,提出对车身骨架结构进行改进设计,并在车身前端安装"田"字形吸能结构。考虑到设计制造过程中的误差会影响客车碰撞安全的可靠性,将有限元法与试验设计、响应面法结合起来对"田"字形吸能结构进行可靠性优化设计,并分析了与确定性优化设计所得结果的差别。结果表明,对车身骨架结构进行改进设计,在车身前端安装"田"字形吸能结构能显著提升客车在正面碰撞过程中的安全性,且可靠性优化设计与确定性优化设计都能进一步提高其正面碰撞安全性能;而当设计变量取值发生变动时,可靠性优化设计使吸能量的可靠度从原来的64.5%提高到了97.8%,更好地满足了大型客车碰撞安全性的要求。

摘要：为了提高国内某量产全承载式客车在正面碰撞过程中的安全性,采用有限元法并参考该客车的材料属性要求建立其正面碰撞有限元仿真模型.提出在该客车车身前部安装八边形吸能结构,且将有限元法、试验设计、响应面法、可靠性理论和优化算法相结合,对八边形吸能结构进行可靠性优化设计,并与确定性优化设计所得结果进行对比.结果表明:在客车车身前部安装八边形吸能结构能显著提高该客车在正面碰撞过程中的安全性,且2种优化方法都能进一步提高其正碰安全性能;2种优化方法相比,可靠性优化虽然使得吸能量相对确定性优化减少4.3%,但是使得加速度减少16.05%,且可靠度提升了19.33%,故对八边形吸能结构进行可靠性优化设计能更好地满足该客车在正面碰撞过程中的安全性要求.

摘要：为了研究车门部件对汽车侧面碰撞安全性的影响,以实际交通事故中的碰撞角度和碰撞速度为随机变量,选取车门的内板、外板和防撞杆的材料和尺寸作为设计变量,将试验设计、响应面模型、可靠性理论和优化算法相结合,构建了基于产品质量工程的汽车车门可靠性优化设计模型。分析了确定优化、可靠性优化和初始设计对汽车侧面碰撞影响的差异。结果表明:确定性优化和可靠性优化都能提高汽车的侧面碰撞耐撞性能,且与传统的确定性优化相比,虽然可靠性优化使得质量略有增加,但是侵入量和侵入速度却都有所减少且远离约束边界,它们的可靠度分别为0.957和0.963,满足可靠性设计要求。因此,可靠性优化结果不仅较好地满足汽车车门的耐撞性要求,同时也能使车门的使用可靠性显著提高。

摘要：采用机械球磨技术制备了MgH2-10%Al2O3(质量分数)储氢复合体系,通过XRD、SEM、DSC-TG等检测手段考查了微量Al2O3陶瓷颗粒掺杂对MgH2体系组织结构及解氢性能的影响,并对其相关机理进行了分析。结果表明:机械球磨可有效细化MgH2颗粒;在微量Al2O3陶瓷颗粒与机械球磨的协同作用下,MgH2颗粒的细化效果更为显著;相对于纯MgH2球磨体系而言,微量Al2O3的掺杂有效降低了MgH2体系的解氢温度(降低近50℃),且其解氢速率也有所提高;MgH2-Al2O3储氢复合体系解氢性能的改善主要源于Al2O3陶瓷颗粒对MgH2体系的组织细化效应。