摘要：声学超材料因其自然界不存在的奇特性能而展现良好的工程应用前景.本文借鉴自相似分形技术在仿生材料设计领域的成功经验,将Hilbert分形结构应用于亚波长空间盘绕型声学超材料设计.即采用Hilbert分形曲线设计卷曲的声波传播通道,以延长声波传播路径,获取超慢等效声速.能带结构及传递函数的分析结果表明,随着Hilbert分形阶数增加,第一阶带隙频率逐渐降低,且其标准频率远小于1.此外,随着Hilbert分形阶数增加,带隙数量逐渐增多,且总带隙宽度逐渐变大.因此,基于高阶Hilbert分形的空间盘绕型声学超材料为亚波长、多带隙声学滤波器的设计提供了新思路.

摘要：由复相钢CP800制造的汽车底盘结构件如扭力梁,其成形过程中产生的预弯曲变形对其疲劳寿命具有重要影响。然而预弯曲变形对CP800钢疲劳性能影响的相关研究尚未见报道,因此本工作通过冲压对复相钢CP800施加了预弯曲应变,并揭示了预弯曲应变对CP800复相钢疲劳性能的影响。研究发现,预弯曲明显缩短了CP800钢的疲劳寿命,且该效果随平均应力的减小更加显著。在相同应力条件下,CP800钢预弯曲后的总应变幅值范围低于原板料,表明CP800钢经过预弯曲后,其抵抗宏观循环变形的能力有所提高,这与在单调变形中残余应力所导致的变形抗力降低不同。最后,基于Basquin理论建立了无预弯曲及预弯曲试样的S-N曲线,并结合ABAQUS/Fe-safe软件验证了基于S-N曲线的疲劳寿命预测模型的准确性。本工作为复相钢在工业应用中的构件服役寿命设计和预测提供了研究基础。

摘要：论文基于无网格径向点插值法(RPIM)对连续体结构进行拓扑优化设计.以高斯点的相对密度为设计变量,以结构的柔度最小化为目标函数,利用带惩罚的各向同性固体材料模型(SIMP)和优化准则法,建立了设计变量的迭代格式.利用灵敏度过滤技术有效地消除了点状棋盘格现象.给出了相应的计算流程,并用Fortran程序语言实现其算法.算例证明,应用无网格径向点插值法能够有效地对连续体结构进行拓扑优化设计.

摘要：对CP800复相钢进行冲压成型,制备预弯曲试样,并利用EBSD、X射线残余应力分析仪、拉伸试验机、DIC技术等研究预弯曲变形对钢的微观组织、残余应力和力学性能的影响。结果表明:预弯曲后残余应力分布情况呈现为拉-压-拉-压交替分布,即内表面(压缩层)呈现拉应力而外表面(拉伸层)呈现压应力,这种特殊分布情况会导致预弯曲后材料的屈服应力降低16%。同时,由于冷变形导致的材料硬化和位错强化效果,预弯曲后材料伸长率降低25%而抗拉强度增大24%。此外,预弯曲后内表面由于存在拉伸残余应力而导致更大的塑性应变和损伤,并早于外表面发生断裂。

摘要：为回收涡轮增压内燃机排气(IC)能量,提出一种新型布雷顿循环系统:在增压系统耦合1个高速电机作为布雷顿循环负载,回收涡轮功率;将内燃机视为布雷顿循环的燃烧器,通过改变其运行参数来调节布雷顿循环工质状态和参数。以某增压柴油机为研究对象,根据试验数据建立并标定循环系统的GT-Power仿真模型。研究不同转速下涡轮旁通阀开度、进气压力和循环喷油量对布雷顿循环性能参数的影响。研究结果表明:该布雷顿循环可以有效回收排气能量;涡前流量、压力和温度与布雷顿循环输出功率及热效率呈正相关;随进气压力增大,布雷顿循环功率和效率先增大后减小;循环喷油量增大,布雷顿循环输出功率和效率均增大,但系统总效率下降;当转速为3400r/min时,最大输出功率为18.30kW,最大循环热效率为9.51%;系统总热效率相对于原机提高5.74%。

摘要：为了提高汽车覆盖件拉延模具调试过程中的研合率、缩短模面研配周期,提出了一种模具型面的精确构建方法.在冲压仿真的基础上,结合网格映射、形函数插值、节点偏移等方法,调整凸凹模工具网格使二者之间的间隙与冲压后零件厚度分布一致,构建出适应零件厚度分布的精确模面网格模型;并以调整好的工具网格为基准,根据网格节点的偏移量,对模具型面相应的曲面面片及其剪裁线的控制顶点进行相应的偏移,实现曲面随网格模型的变化而自动形变,进一步构建出适应零件厚度变化的模具精确型面.实例研究表明,该精确模面构建方法有效,在模具设计阶段实现了模具型面的研合率.

摘要：针对汽车覆盖件这种具有复杂曲面特征的零件,在传统的全型面拉延成形方法基础上提出一种新的凸型面拉延成形方法。该方法根据拉延成形过程中凸、凹模工作型面上只有凸型面接触板料的特点,通过成形仿真获得全型面拉延的成形极限图(Forming limit diagram,FLD)和凸、凹模与板料的接触区域分布。然后将板料相对凸、凹模工作型面上的起皱区域及双面接触区域所对应的单元剔除,将单面接触区域中面积较小且形态狭长的单面接触区域合并转化为双面接触区域,同时将未转化的单面接触区域外周节点拟合成曲线后导入到CAD中对凸、凹模工作型面进行分割获得所需的凸型面。算例表明该方法在保证拉延成形质量的前提下可以有效地减小凸、凹模工作型面的面积,降低拉延模具的生产成本。

摘要：针对汽车用6xxx铝合金薄壁件,采用准静态拉伸实验获得材料的真实应力—应变曲线,通过线性回归拟合的方法得到6061和6063材料的Johnson-Cook本构参数A、B、n值分别为90 MPa、422.58 MPa、0.5234和60 MPa、323.57 MPa、0.428。为了准确地预测铝合金变形过程中的开裂行为,将Crockroft-Latham韧性断裂准则引入到数值模拟中,计算出6061和6063铝合金材料的韧性断裂常数分别为334.09 MPa和309.79 MPa。对铝合金缺口试样拉伸实验和汽车铝合金薄壁件压缩实验进行数值模拟和实验验证,发现试样的力和位移曲线以及断裂位置与仿真预测结果吻合度较高,该方法能够方便、准确地预测两种铝合金材料薄壁件的开裂行为。在实际的工程应用中,该方法成为判断材料的断裂失效的一种有效的方法。

摘要：基于人体模型THUMS中的膝韧带模型,改进了材料参数和单元属性。采用近年较新的生物力学实验数据,逐个验证韧带模型在不同应变率下的生物逼真度。结果表明,膝韧带ACL、PCL、MCL和LCL在不同应变率下的拉力与位移关系曲线与试验结果吻合较好,说明模型具有较好的生物逼真度,能较准确地模拟韧带的损伤和拉伸响应。

摘要：针对汽车覆盖件拉延冲压效应所带来的厚度变化,提出一种新的考虑料厚变化的材料利用率计算方法。该方法应用冲压仿真计算获取零件成形后各个区域不同的料厚值,结合仿真模型的单元数量计算出零件网格模型的重量,并通过单元总面积和数模总面积对比修正,使得基于仿真计算的零件重量基本接近实际零件重量。同时以拉延筋外边界线对拉延件外轮廓曲线进行限定,结合一步法和冲压仿真迭代计算获得最小坯料轮廓线。计算出修正的网格模型重量和最小毛坯重量的比值后,即可获得非常接近实际情况的材料利用率。