摘要：纳米多孔金属因其显著的表面效应和优异的机械性能而获得广泛认可.受限于理论复杂性,以往对纳米多孔金属的研究往往依赖于简化二维模型.然而,这些简化模型无法准确地刻画纳米多孔金属力学性能,也未能充分捕捉表面效应影响,特别是纳米表面曲率依赖性.因此,该研究采用最小能量原理,基于Steigmann-Ogden表面理论,设计了综合考虑纳米多孔材料表面效应的有限元表面单元.利用这种新型表面单元,我们构建不同纳米多孔金属模型,并对其进行单轴拉伸和压缩模拟.研究结果表明,表面弯曲刚度导致材料应变能密度显著增加,从而影响能量吸收率变化趋势.此外,与表面Lamé常数相反,纳米多孔金属杨氏模量受到表面残余应力、表面弯曲模量和加载方向等因素显著影响.所开发的有限元模型为准确预测纳米多孔金属力学性能提供了一种稳健而令人信服的科学方法.

摘要：为提高缓冲器的能量吸收率,发明了一种TPEE与带动板的楔形机构组合式缓冲器,根据TPEE元件缓冲器的静压实验获得力和位移关系曲线,应用运动学基本原理,对这种新型缓冲器主要元件的受力、位移、摩擦损耗和作功进行分析,在此基础上给出缓冲器吸收率的计算方法和主要公式,并针对某一应用工况给出算例。结果表明,新型组合式缓冲器的效率和能量吸收率等的计算公式正确,组合式缓冲器能量吸收率比TPEE缓冲器的能量吸收率有明显提高,为这种新型缓冲器的设计制造和应用提供参考。

摘要：本文从仿生学的角度提出了一种仿人体心脏器官以及血管管道的液气缓冲器,它含有类人体心脏器官的各大油腔和类人体血管循环的橡胶管道,设计出了它的基本结构,分析了它的工作原理,建立了其简单数学模型,并计算出了它的能量吸收率,为液气缓冲器的发展提供了一条新思路并奠定了一定的理论基础。

摘要：该文提出一种多弧段曲边内凹可调泊松比新型胞元。通过调整弧角,可以设计得到正泊松比、零泊松比和负泊松比的胞元结构。利用能量法求得结构的等效泊松比与等效弹性模量解析表达式,所得结果与有限元结果吻合较好。基于提出的新型胞元构建多胞蜂窝结构,利用数值方法讨论了低速和高速冲击作用下,正泊松比、零泊松比和负泊松比结构的冲击变形失效行为与单位质量能量吸收率。研究发现:低速冲击时,三种泊松比(正/零/负)结构的局部变形不同;高速冲击时,惯性效应使局部变形集中在冲击端,三种泊松比(正/零/负)结构的胞元变形模式不同。不论低速还是高速冲击,负泊松比结构都表现出优异的吸能效果。随着壁厚的增加,结构的吸能效果显著增强。

摘要：设计一种新型密封式波浪能俘获装置,浮体随波浪进行摆动,驱动浮体内摆体旋转,将波浪能转换成机械能;通过选取4种摆体的形状进行对比,选出最佳的摆体形状,并建构摆体的数学模型;利用Matlab软件对摆体在不同波浪条件下进行数值求解,之后在水动力测试平台进行模型试验。结果表明:球体是最佳的摆体形状,其装置俘获效率较高,且结构简单、成本较低,可为下一步定量优化装置提供有效的理论依据。

摘要：目的探讨环境温度对陶瓷-金属多层涂层冲击损伤的影响,获得不同温度条件下涂层的冲击损伤特征,揭示陶瓷-金属涂层在温度与循环冲击共同作用下的失效机理,为多层涂层的设计和使用提供参考。方法首先使用可调温度的速度控制型单颗粒循环冲击设备,对陶瓷-金属多层涂层在不同温度(35、200、350、500℃)下进行垂直冲击试验。采用白光干涉仪、光学显微镜和扫描电镜观察冲击坑的形貌和微观结构,结合不同温度时涂层纳米硬度和弹性模量来分析其损伤机理。结果温度较低(35、200℃)时,圆周裂纹是涂层的主要损伤形式,涂层冲击坑深度在达到稳定后增长缓慢;温度较高(350、500℃)时,涂层损伤特征由圆周裂纹向径向裂纹和剥落转化,冲击坑深度的增长速度较快。当温度从35℃提高到500℃时,涂层纳米硬度从31.22 GPa下降到11.18 GPa,H^(3)/E^(2)从38.38×10^(‒2) GPa下降到2.85×10^(‒2) GPa,涂层的峰值冲击力和能量吸收率分别从167.8 N和72.44%增长到184.6 N和82.37%,加剧涂层的损伤,使涂层冲击坑深度从4.74μm增长到11.58μm。结论陶瓷-金属多层涂层的冲击损伤特征和性能受温度影响,温度升高使得涂层的纳米硬度和韧性H^(3)/E^(2)同时降低,循环冲击条件下的峰值冲击力和能量吸收率均增大,相同循环次数时,将增大涂层的冲击损伤深度。

摘要：基于偏心旋转原理,提出一种新型摆式波能装置,并对其进行动力学分析,同时设计物理模型试验,观察其在波浪作用下的运动状态,通过改变装置内部摆锤质量及负载大小,量化二者对装置平均输出功率及一级能量捕获效率的影响。试验结果表明:通过调整摆锤质量和负载可获得平均输出功率最大值。

摘要：在新型冲击微动磨损试验机上对304不锈钢薄壁管进行冲击微动磨损试验,研究了支撑结构(角度)和管长对薄壁管冲击微动损伤行为的影响,并对其界面响应和磨损机制进行分析。研究结果表明:当管长相同时,随着支撑结构角度的增大,薄壁管的变形量和冲击接触时间增大,而冲击接触峰值力、能量吸收率和磨损程度降低。当支撑结构角度相同时,管长的增加会导致变形量和冲击接触时间的减小,接触峰值力、能量吸收率和磨损程度的增大。通过对磨痕分析,304不锈钢薄壁管的冲击微动磨损的损伤机制主要是材料表面的疲劳剥落。

摘要：利用带围压装置的霍普金森压杆设备对砂岩在不同围压等级、不同应变率下的动态力学性能进行试验研究,分析了砂岩在冲击荷载循环作用下的累积比能量吸收值,损伤度与围压等参量之间的关系。研究结果表明:在围压作用下,砂岩的应力-应变曲线出现较明显的屈服平台,具有明显的脆性-延性转化特征。随着冲击荷载循环作用次数的增加,材料的弹性模量变小,试样的屈服应力降低,屈服应变有所增加。在冲击荷载作用下,砂岩的能量吸收率随着应变率的增加而提高,随围压的增加而减小。此外,岩石循环冲击损伤演化过程存在围压效应,当围压逐渐增大时,砂岩损伤度的增加随累计比能量吸收值增加的趋势变缓,其抗冲击损伤的能力增强,即围压越高,试件达到相同损伤度所需要耗散的能量越多。得到了损伤度随累积比能量吸收值和围压变化的关系式。

摘要：发泡材料在缓冲包装领域的应用十分广泛,研究表征其缓冲性能的方法对于指导缓冲包装设计具有重要意义。本文综述了缓冲曲线、能量吸收率,能量吸收图,应力-能量表征发泡材料缓冲性能的方法。