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基于不同梁理论的功能梯度悬臂梁自由振动分析 被引量：6
1
作者 伏培林 牛国浩 +2 位作者 胡冰晖 秦明浩 阚前华 《四川理工学院学报（自然科学版）》 CAS 2019年第6期27-33,共7页
基于欧拉-伯努利梁、瑞利梁和铁木辛柯梁理论,研究了功能梯度悬臂梁的自由振动问题。在理论分析中采用分离变量法推导出了不同梁理论下功能梯度悬臂梁自由振动的解析解,进而给出了不同跨深比和材料性能梯度变化的悬臂梁前三阶固有频率... 基于欧拉-伯努利梁、瑞利梁和铁木辛柯梁理论,研究了功能梯度悬臂梁的自由振动问题。在理论分析中采用分离变量法推导出了不同梁理论下功能梯度悬臂梁自由振动的解析解,进而给出了不同跨深比和材料性能梯度变化的悬臂梁前三阶固有频率。将计算结果与ABAQUS有限元模拟结果进行对比,验证了解析解的准确性,并讨论了不同梁理论在功能梯度悬臂梁自由振动分析时的适用范围。结果表明:对于跨深比大于10的细长梁,三种梁理论均适用;而对于跨深比介于5~10之间的短粗梁,铁木辛柯梁理论表现较好;梯度分布指数在0~5之间改变时,材料性质分布形式的变化非常显著,进而导致相应梁的固有频率发生较大变化,可采用改变材料性质梯度分布的方法调控固有频率来避免目标阶次的共振问题。 展开更多
关键词 功能梯度梁 固有频率 铁木辛柯梁 悬臂梁
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考虑材料温度相关性的二维轮轨弹塑性滑动接触温升分析 被引量：5
2
作者 伏培林 丁立 +3 位作者 赵吉中 张旭 阚前华 王平 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期1245-1254,I0001,共11页
轮轨滑动接触温升的准确预测对于轮轨的磨耗和疲劳研究均具有重要意义.目前的轮轨温升解析或半解析模型通常考虑Hertz弹性接触压力分布和单一材料属性的温度相关性,与实际的轮轨传热状态尚有一定偏差,因此在轮轨滑动温升计算模型中考虑... 轮轨滑动接触温升的准确预测对于轮轨的磨耗和疲劳研究均具有重要意义.目前的轮轨温升解析或半解析模型通常考虑Hertz弹性接触压力分布和单一材料属性的温度相关性,与实际的轮轨传热状态尚有一定偏差,因此在轮轨滑动温升计算模型中考虑接触压力的塑性修正和多种材料属性的温度相关性,有望提高温升预测结果的准确性.基于弹塑性接触理论,同时考虑热导率、比热容和摩擦系数的温度相关性,通过基尔霍夫变换方法以热导率温度相关性函数的积分作为待求量,将复杂的非线性Fourier导热方程转化成含单个变系数的简单偏微分方程形式,从而构建了一种不限制材料温度相关性函数形式的统一隐式差分求解格式,分别讨论了对流换热系数、法向载荷、蠕滑率以及行车速度对钢轨表面滑动温升的影响.结果表明,当列车高速行驶时,对流换热系数对轮轨滑动温升的影响甚微;蠕滑率和行车速度的增大,均会引起摩擦功率的增大,进而导致钢轨表面温度的升高;钢轨表面滑动温升的峰值随法向载荷的增大而近似线性上升.此外,在轮轨滑动温升计算模型中考虑材料属性的温度相关性可有效避免对滑动温升的过分高估,且摩擦系数的温度相关性对温升的影响要显著强于热导率和比热容. 展开更多
关键词 弹塑性接触 隐式差分法 轮轨滑动接触 摩擦温升 温度相关性
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一种求解三维弹塑性轮轨法向接触问题的新方法
3
作者 赵吉中 伏培林 +3 位作者 苗鸿臣 温泽峰 陈嵘 阚前华 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第9期126-140,共15页
提出了一种求解三维弹塑性轮轨法向接触问题的新方法,用于求解弹塑性轮轨接触下的接触斑和法向接触压力分布。首先,该方法通过矩形网格离散可能的接触区域;然后,采用共轭梯度法对每个矩形网格中的法向接触压力进行迭代求解,获取弹性情... 提出了一种求解三维弹塑性轮轨法向接触问题的新方法,用于求解弹塑性轮轨接触下的接触斑和法向接触压力分布。首先,该方法通过矩形网格离散可能的接触区域;然后,采用共轭梯度法对每个矩形网格中的法向接触压力进行迭代求解,获取弹性情况下的接触斑和法向接触压力分布;进而,通过提出的弹塑性修正方法,对每个矩形网格的尺寸和法向接触压力进行修正,得到弹塑性情况下的轮轨接触斑和法向接触压力分布;最后,基于不同横移量和法向合力下的有限元计算结果,对该方法进行验证.结果表明,该方法具有较高的计算精度和计算效率,可为轮轨接触问题的研究提供参考. 展开更多
关键词 轮轨接触 矩形网格 接触斑 共轭梯度法 三维弹塑性 接触压力分布 横移量 有限元计算
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激光冲击强化TC4钛合金强化层弹塑性本构参数反演分析
4
作者 王淑娜 伏培林 +2 位作者 李嘉伟 张旭 阚前华 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期411-421,共11页
目的 获取TC4钛合金激光冲击强化层的弹塑性本构模型参数,结合纳米压痕试验和有限元模拟技术,进行激光冲击强化TC4钛合金的材料参数反演计算。方法 首先,在TC4钛合金试样侧面沿强化层深度方向进行纳米压痕测试,获得距表面不同距离处的载... 目的 获取TC4钛合金激光冲击强化层的弹塑性本构模型参数,结合纳米压痕试验和有限元模拟技术,进行激光冲击强化TC4钛合金的材料参数反演计算。方法 首先,在TC4钛合金试样侧面沿强化层深度方向进行纳米压痕测试,获得距表面不同距离处的载荷-压入深度曲线。进而,基于幂律应变硬化模型,通过无量纲方程和有限元模拟反演得到激光冲击强化TC4钛合金梯度强化层的弹塑性参数。最后,将反演获得的弹塑性本构模型材料参数用于有限元模拟,将模拟结果与试验结果进行对比,验证参数反演结果的合理性。结果 强化层表面的弹性模量和纳米硬度较母材分别提高了11%和30%,强化层内的应变硬化指数和屈服强度沿深度方向分别递增和递减。模拟的载荷-压入深度曲线与试验曲线吻合较好,最大压入载荷、弹性模量和纳米硬度的模拟误差分别小于1%、7%和3%,证实了参数反演结果的合理性。结论 通过无量纲方程反演算法得到的强化层本构参数有较强的可信度。激光冲击强化可有效提升TC4钛合金的表面力学性能,强化层的本构参数呈梯度分布,表面的抗塑性变形能力大幅提升。 展开更多
关键词 TC4钛合金 激光冲击强化 纳米压痕 无量纲分析 反演分析 有限元模拟
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新型油气集输系统换热器设计
5
作者 郑方华 张瑞坤 +4 位作者 伏培林 齐韶文 韩俊 杨力 陈豪 《石化技术》 CAS 2017年第10期100-100,共1页
本文所述换热器是涉及石油工程技术领域的一种油气集输系统用换热器,它主要由耐压容器、保温填充材料、水平挡板、45°斜挡板、气体进口、气体出口、液体出口、液体进口和工型管组成,它结构简单、使用方便快捷。通过在耐压容器的内... 本文所述换热器是涉及石油工程技术领域的一种油气集输系统用换热器,它主要由耐压容器、保温填充材料、水平挡板、45°斜挡板、气体进口、气体出口、液体出口、液体进口和工型管组成,它结构简单、使用方便快捷。通过在耐压容器的内部填充保温材料,用于防止热量的损失;换热器内部换热管采用工型设计有效的提高换热效率。 展开更多
关键词 换热器 保温材料 耐压器
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一种新型石油管道过滤器设计研究
6
作者 伏培林 张瑞坤 +2 位作者 赵吉中 沈文平 齐韶文 《石化技术》 CAS 2017年第5期87-87,共1页
为了提高石油中机械杂质的过滤效果并增加过滤器的使用次数,设计了一种新型石油管道过滤器。该过滤器结构紧凑,易于维修,能够对石油进行多级过滤,且过滤效果显著,同时过滤后残余杂物能够取出,便于过滤器的循环使用。
关键词 石油 机械杂质 管道过滤器
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