摘要：为探究可重复使用火箭发动机设计参数对推力室身部在工作过程中热棘轮现象的影响,采用经典的液体火箭发动机设计方法设计了不同室压、推力及混合比的推力室,通过准二维传热计算方法、非线性有限元热-结构耦合分析方法和局部应变法对比了不同设计参数的推力室在工作过程中的棘轮应变及其发展情况。计算结果表明,相同的热试时间,循环工作的发动机推力室比单次工作的发动机推力室产生的应变更大;设计参数对棘轮应变的影响是通过改变推力室热环境来实现的;其他设计参数不变,室压更高、推力更小或混合比更高的推力室的棘轮应变更大;高室压、大推力或高混合比的推力室棘轮应变随循环次数的增加而减小。

摘要：目的获得不同加载条件下关节软骨的棘轮应变,建立预测棘轮应变的理论模型,并对软骨的棘轮应变进行预测。方法将猪股骨远端滑车部的新鲜关节软骨作为研究对象,采用非接触式数字图像技术,测试循环压缩载荷下关节软骨的棘轮应变;建立预测棘轮应变的理论模型,对不同应力幅值和加载率下软骨的棘轮应变进行预测,并比较预测结果与实验结果。结果随循环圈数的增加,软骨的棘轮应变先快速增长然后趋于稳定;定加载率下,软骨的棘轮应变随应力幅值的增大而增大;定应力幅值下,棘轮应变随加载率的增大而减小。实验结果与建立的理论模型预测结果吻合良好。结论关节软骨的棘轮应变与应力幅值成正比,与加载率成反比。建立的理论模型可以预测软骨的棘轮行为,同时为组织工程软骨的构造提供指导。

摘要：弯管在流体压力、热载荷及振动载荷作用下,处于复杂应力状态,其棘轮应变分析很难通过解析计算的方法实现。本文利用有限元法对压力弯管进行多轴棘轮应变分析,采用基于Chaboche模型基础上的非线性随动强化定律,更新弹塑性有限元计算所采用的本构关系,通过一典型的弯管实例进行了数值分析,预测其棘轮应变,考察其塑性应变行为,为结构设计提供依据。

摘要：目的通过金属表面纳米化试验机制备出梯度结构纯铜,提升纯铜材料的疲劳寿命,并揭示其背后的机理。方法通过系统的宏观力学性能测试、微观组织表征以及本构模拟探究了表面机械研磨处理(Surface Mechanical Attrition Treatment,SMAT)对T2纯铜棘轮行为的影响。结果循环变形试验结果表明SMAT纯铜样品的循环失效圈数明显多于未处理纯铜样品的循环圈数,且SMAT纯铜样品在循环过程中的累积塑性变形明显小于未处理纯铜样品的累积塑性变形,即棘轮应变明显小于未处理纯铜样品的棘轮应变。电子背散射衍射(Electron Back Scattered Diffraction,EBSD)和X射线衍射分析(X-Ray Diffraction,XRD)表征发现:经过SMAT后,材料的晶粒尺寸均呈现由处理表面到材料芯部逐渐减小的梯度分布。且SMAT时间越长,样品的总位错密度越大。此外,基于应变梯度塑性理论模型对SMAT前后纯铜的单拉及循环变形响应进行了有限元模拟,模拟结果显示累积塑性应变沿深度方向(SMAT冲击方向)呈梯度分布,最大几何必需位错密度以及最大等效应力均出现在模型的次表层。同时,当模拟的循环圈数相同时,代表SMAT样品的梯度结构模型的棘轮应变明显低于代表未处理样品的均匀模型的棘轮应变。结论循环变形试验结果表明SMAT对于T2纯铜的棘轮应变有抑制作用,有限元模拟进一步揭示了SMAT对于棘轮应变的抑制效应以及背后的机理。

摘要：为明晰充气天线反射面膜材的低温循环拉伸力学性能,对25μm厚的Kapton膜材进行了低温(20、0、-10、-40、-70℃)下的单轴循环拉伸试验,通过分析不同循环次数和温度下的应力-应变曲线,阐释了低温循环荷载作用下材料的受力机理与性能表征,分别建立了弹性模量与循环次数和温度的关系式,并获得了参量对棘轮应变以及滞回环面积的影响规律.试验结果表明:随着循环次数的增加,弹性模量逐步增大,滞回环面积减小;低温使得弹性模量显著提高,而滞回环面积减小;以最后一次循环加载后的结果来看,温度对膜材垂直方向的棘轮应变影响更大.研究所得结论可为极端温度场下的充气可展结构设计及在轨交变高低温测试提供参考.

摘要：以25μm厚充气可展结构膜材Kapton(聚酰亚胺膜)为研究对象,选取6种温度工况(20,50,80,110,140,170℃)对其进行高温下单轴循环拉伸试验.通过分析不同循环次数和温度下的应力-应变数据,阐释了高温循环荷载作用下材料的受力机理与性能表征,分别建立了循环弹性模量与循环次数和温度的关系式,并获得了对棘轮应变以及滞回环面积等力学性能参数的影响规律.试验和分析结果表明:随着循环次数的增加,弹性模量逐步增大,滞回环面积减小;高温使得弹性模量显著降低,而滞回环面积增大;以最后一次循环加载后的结果来看,温度对TD(垂直膜材长度方向)的棘轮应变影响更大.研究所得结论可为极端温度场下的充气可展结构设计及在轨交变高低温测试提供参考.

摘要：棘轮应变累积广泛存在于压力容器和管道、轮轨接触疲劳、紧固连接和密封技术等工程问题中,是工程设计中必须考虑的重要因素.棘轮可以表现为单轴棘轮效应或多轴棘轮效应,材料的棘轮效应或结构的棘轮效应.本文介绍近年来棘轮效应的最新研究进展,对近年提出的描述材料棘轮效应的循环本构理论作了较详细的评述,对模型的预测能力和存在的问题进行了讨论,并对今后的工作提出了建议.

摘要：用纬向弓曲率描述全新飞艇蒙皮膜材OP11-1000的编织情况,并将样本分成两个研究区域.通过单轴拉伸试验,得到各区域经、纬向试件强力以及3个应力阶段的弹性模量,讨论了纬向弓曲率对经、纬向试件不同力学参数的影响.通过低周单轴循环拉伸试验,得到不同周期下各区域经、纬向试件的弹性模量、棘轮应变和滞回环面积.分析结果表明,各循环力学参数均在第2次循环的变化最大,在3次循环加载后趋于稳定.两个区域经向试件的各参数一致,纬向试件的各参数因纬向弓曲率不同而差异明显.研究结果对飞艇结构设计分析、蒙皮裁切和制作工艺具有重要参考价值.

摘要：背景:国内外学者对关节软骨在不同力学环境及循环压缩载荷下的受力情况做了不少研究,但均集中在循环压缩载荷对软骨的作用,有关软骨年龄因素对软骨力学特性影响的研究和软骨在复杂受力环境下的特性研究不深入。目的:研究不同滚压载荷条件对成年和幼年关节软骨棘轮行为的影响。方法:以成年猪股骨软骨和幼年猪股骨软骨为实验对象,在不同实验条件下(压缩量:10%,20%,30%;滚压速率:1.66,3.44,6.68 mm/s;缺损宽度:1,2,4 mm)采用滚压加载装置施加载荷,同时使用非接触数字相关技术对加载过程中的试样进行图像采集,通过分析处理图像,研究循环滚压载荷作用下成年及幼年关节软骨的棘轮行为。结果与结论:(1)在滚压载荷下,随着滚压循环载荷的进行,成年软骨和幼年软骨的棘轮应变都呈现先快速增加后缓慢增加的趋势;(2)随着压缩量的增加,成年软骨和幼年软骨的棘轮应变都增加;在相同压缩量下,幼年软骨的棘轮应变大于成年软骨,并且他们的棘轮应变沿着软骨深度从表层到深层逐渐降低;(3)随着滚压速率的增加,成年软骨和幼年软骨的棘轮应变减小;(4)1 mm微型缺损关节软骨的棘轮应变数值和趋势与完整无缺损软骨大致相同。在2,4 mm缺损状态下,缺损软骨的棘轮应变值均比同样条件下完整软骨的棘轮应变值要高。

摘要：基于T225NG钛合金的单轴常温棘轮试验,本文研究了峰值棘轮应力对T225NG钛合金棘轮应变的影响。试验结果表明,常温单轴应力循环条件下材料棘轮应变随峰值棘轮应力的变化关系为一簇类线性的变化曲线,存在常值棘轮应力门槛值,峰值棘轮应力与该门槛值的关系可决定材料是否产生棘轮变形。由此,建立了一套一元应力参量控制的T225NG钛合金棘轮应变演化模型。该模型建模容易,适合棘轮应变预测的工程应用。