给大家分享10篇关于力学性能的计算机专业论文

今天分享的是关于力学性能的10篇计算机毕业论文范文, 如果你的论文涉及到力学性能等主题,本文能够帮助到你

海洋管缆疲劳试验机主体框架优化及其力学性能分析

这是一篇关于动态疲劳试验机,主体框架,渐进均匀化方法,数值仿真,优化设计,力学性能的论文, 主要内容为随着我国“海洋强国”战略提出,海洋能源开发所需配套装备的自主研发愈显重要。对于海洋开发所需的海洋管缆,出厂前需要在动态疲劳试验机上进行疲劳力学性能测试。然而海洋管缆疲劳试验机设计复杂,制造成本较高,并且现有试验机主体框架设计较为保守,对部分没有受力区域造成了材料浪费。为了可以更好的向深海领域挺进,本文针对某设计中的海洋管缆疲劳试验机主体框架,采用渐进均匀化方法对主体框架进行快速优化设计,为疲劳试验机设计提供科学依据,对海洋管缆的检测和使用有着重要的理论价值和工程意义。本文采用渐进均匀化方法对不同主体框架结构的单胞构型进行构型及选型布置设计,分别采用单目标和多目标优化方法对主体框架的单胞结构和主体框架子结构进行了优化设计,并对优化后的主体框架整体结构进行力学性能分析,主要研究工作如下:(1)主体框架单胞结构的构型选型及选型布置设计。采用渐进均匀化方法建立6种不同形式的单胞构型,通过分析等效弹性模量EH与杆件数量的规律确定单胞构型。通过对精确模型和等效模型进行有限元分析,对比结果验证渐进均匀化方法的正确性。在此基础上对单胞构型进行选型布置设计。(2)主体框架单胞杆件截面尺寸的单目标优化设计研究。对于横截面为矩形的单胞杆件,采用单目标优化方法,分别以结构应变能和等效弹性模量分量E11为目标函数进行优化设计,并给出结构敏度信息确定优化方向的正确性,综合考虑两种优化结果确定主体框架最终构型,并与未优化的构型进行比较,证明优化方法的可行性和有效性。(3)主体框架子结构截面尺寸的多目标优化设计研究。对于横截面为H型杆件,采用多目标优化方法,分别以三维子结构最小质量和最小总变形、以及最小总变形和最大基频为目标函数,采用响应面优化方法对子结构杆件的截面尺寸进行优化设计,考虑H型钢的强、弱轴之分,重新进行合理布置,确定最终的主体框架子结构模型。通过静力分析结果与初始方案进行比较,证明优化后的设计方案较为合理。(4)针对优化设计后的主体框架整体研究,采用有限元方法对优化后的主体框架进行稳定性能、动力性能和疲劳性能分析。通过分析可以充分验证动态疲劳试验机主体框架的力学性能。本文的研究成果为海洋管缆动态疲劳试验机的设计和实际建造提供了一定的研究方法,有一定的指导作用和参考价值。

基于激光近净成形技术的TC4/Inconel 625功能梯度材料的增材制造与力学性能研究

这是一篇关于Inconel 625,TC4,增材制造,激光近净成形技术,功能梯度材料,力学性能的论文, 主要内容为近年来,随着航空航天,国防和军事工业的不断发展,特别是关键领域的一些关键部件,对材料的要求越来越高。Inconel 625在1000℃的高温下仍具有高强度和强耐腐蚀性。但Inconel 625比强度较低,密度较大。TC4具有轻质高强和耐腐蚀的显著优点,广泛应用于航空机械,生物医疗等关键领域,但其应用也有局限性,这是因为TC4适用温度有限制。温度过高其力学性能大大减小,不能用于高温服役条件。可见单一均匀的传统材料无法满足现有复杂的服役环境,因此需要发展异质材料,结合多种材料优势。由于TC4与Inconel 625两者的密度、热膨胀系数等物理性能差异较大,直接连接两种材料会产生较大的应力,容易导致开裂等缺陷,导致成形困难。而TC4与Inconel 625合金的梯度材料有利于改善直接连接时产生大的应力,使其能够同时具有耐高温和轻量化的多重优点,满足特殊服役环境应用需求。因此,本文的研究目标为通过激光近净成形技术(LENS)制备致密的TC4/Inconel 625梯度材料,并研究其物相组成、微观结构和力学性能。本研究首先探索了激光近净成形技术中激光功率、扫描速度和送粉速率等成形工艺参数对Inconel 625和TC4合金成形质量的影响。在最佳工艺参数下打印了Inconel 625和TC4块体,探究不同建造方向对Inconel 625和TC4合金微观结构、物相组成和力学性能的影响。然后使用激光近净成形技术制备了不同比例的TC4/Inconel 625复合材料,分析不同含量的TC4/Inconel 625复合材料的物相组成、微观结构以及力学性能,优选出梯度材料的成分组成。最后,制备了TC4/Inconel 625梯度材料,并对其微观结构和力学性能进行了研究。结果表明,打印Inconel 625的最佳工艺参数为激光功率350 W,扫描速率900 mm/min,送粉速率为4 g/min,打印TC4的最佳工艺参数为激光功率350 W,扫描速率800 mm/min,送粉速率为3 g/min。LENS技术制备的Inconel 625和TC4合金均在力学性能上有各向异性,即均在XY方向具有更高的强度,XZ方向具有更高的延伸率。Inconel 625样品具有高延展性,在XZ方向达到43.45%,抗拉强度为834.74 MPa。TC4钛合金样品在XY方向上的屈服强度和抗拉强度分别为963.24 MPa和1053.46 MPa,延伸率为9.40%。复合材料研究结果表明,当Inconel 625含量过高时,易产生脆性金属间化合物导致开裂等缺陷,为打印致密的TC4/Inconel 625梯度材料奠定基础。我们采用激光近净成形技术制备了从100%TC4到90%TC4/10%Inconel 625、80%TC4/20%Inconel 625、70%TC4/30%Inconel 625、60%TC4/40%Inconel 625和50%TC4/50%Inconel 625的梯度材料。通过对梯度材料的微观结构进行研究,我们获得了组成成分和晶粒尺寸均呈现梯度变化的组成与结构双梯度的材料。随着TC4含量的减小,梯度材料的硬度呈上升趋势。当成分达到50%Inconel625/50%TC4沉积层时,硬度达到最大值,为695 HV。获得的TC4/Inconel 625梯度材料的抗拉强度为701.88 MPa,屈服强度为517.16 MPa,均匀延伸率为14.07%。

半固态过共晶铝硅合金流变挤压铸造活塞工艺研究

这是一篇关于ZL117铝合金,半固态挤压铸造,初生Si,细化,工艺参数,力学性能,显微组织的论文, 主要内容为半固态流变成形是目前国内外金属半固态成形研究的热点，将半固态流变成形技术与挤压铸造技术相结合是一种生产活塞的新工艺，具有流程短、材料利用率高、能耗低等显著的优点。本论文系统进行了相关工艺的基础研究，并选用过共晶ZL117合金生产活塞，用以替代普通共晶铝硅合金金属型活塞，对半固态技术的发展和活塞新产品的开发都具有重要意义。论文通过各种工艺参数对铸件组织和力学性能的影响，制定出一套完善的工艺参数。本论文设计和加工了一套半固态挤压铸造用活塞模具。试验表明，该模具可以进行连续生产，并能制得外观质量好、内部组织致密和力学性能高的活塞铸件。采用单因素试验的方法较系统地研究了比压、保压时间和模具温度三种挤压铸造工艺对活塞铸件组织和力学性能的影响。结果表明：随着比压的增加，铸件的组织越来越致密，力学性能得到提高，当比压达到140MPa后，力学性能增加不明显；随着保压时间的延长，力学性能得到提高，当保压时间达到75s后，力学性能增加不明显；随着模具预热温度的提高，铸件的强度、硬度降低，塑性提高，模温高于150-170℃后，力学性能变化不大。所以，对于ZL117铝合金半固态挤压铸造活塞而言，其挤压铸造的优化工艺为：比压140MPa，保压时间75s，模温150-170℃，开始加压时间5～7s，挤压速度0.1m／s。最佳挤压工艺参数下活塞铸件的力学性能：σb=254.95Mpa，δs=0.484％，HBS=128。论文分析了半固态挤压铸造强韧化机理。凸模加强了型腔内半固态浆料中液体的流动，冲刷已结晶的壳层，枝晶的形态得到改变，使铸件多向受力，有利于压力传递，强化了补缩效果，从而大大减少ZL117合金的缩松缺陷；压力下结晶，细化和改善组织，减轻了比重偏析，使力学性能显著提高；半固态浆料的独特优良的特点及合金化；压力阻止了气体析出和气泡的形成。

高速冲击下内脏钝性损伤测试用人体胸部仿生技术研究

这是一篇关于高速冲击,胸部仿生模块,内脏器官,力学性能,钝性损伤的论文, 主要内容为枪弹击中带防护人体后,会对人体形成类似钝器猛击造成的钝击伤,开展防弹衣后内脏钝性损伤研究,有助于揭露人体内脏钝性冲击致伤机理,增强防弹衣防护能力,更好保护人体。明胶靶标的力学性能与人体肌肉相近,在国内外终点效应研究中被广泛采用,但明胶靶标一般采用均质靶标,不能很好的模拟弹道冲击过程中人体内脏损伤,且常温下无法保存。本文开发了一种新型胸部仿生模块,含有心、肝、肺、胃、脾几大内脏,可以在各种环境温度下进行弹道冲击等典型高速冲击下的内脏钝性损伤研究。本文的主要研究工作总结如下:1、研究了猪内脏器官的准静态拉伸压缩力学性能,并以此作为内脏仿生材料的开发依据。选取新鲜宰杀的猪内脏组织,在应变率0.01 s-1和0.1 s-1下对猪心、猪肝进行了准静态拉伸测试,对猪心、猪肝、猪肺进行了准静态压缩测试,得到了两种应变率下各内脏组织的拉伸压缩应力应变关系,结果表明猪内脏器官具有粘弹性特性和应变率效应,相同应变时应变率大的受到的应力越大。2、从结构和材料两个方面,开发了简易的仿生内脏器官。从人体内脏器官解剖学结构出发,以中国人体有限元模型为基础,设计了一套简易仿生内脏器官结构。以PVC为主体材料,开发了和猪心、猪肝、猪肺、猪脾静态拉伸压缩力学性能相匹配的内脏仿生材料。3、生产制备了PVC仿生内脏器官,组装获得了人体胸部仿生模块。进行了仿生内脏器官和猪内脏器官的准静态压缩试验对比,结果表明开发的仿生内脏器官在器官层面上符合压缩力学性能响应要求。进行了胸部仿生模块的准静态压缩试验,结果表明该胸部仿生模块压缩力和位移响应和人类尸体胸部压缩力和位移响应基本一致,说明该胸部仿生模块可以代替人体胸部进行相关力学性能测试。4、采用该胸部仿生模块进行了高速弹道冲击试验,对心脏、左肺和胃部位分别进行射击,测得心、肝、左肺、右肺、胃和脾表面峰值压力在几十到几百千帕之间,心、肝、左肺、右肺位置的峰值加速度在几百到几千g之间,与前人进行的高速弹道冲击仿真试验结果较为一致,说明该内脏钝性损伤测试方案可行,该胸部仿生模块仿生性较好,可以用于高速冲击下人体内脏钝性损伤研究。本文研究可为人体胸部仿生模块设计提供参考,有助于弹道冲击等典型高速冲击下的内脏钝性损伤研究。

基于激光近净成形技术的TC4/Inconel 625功能梯度材料的增材制造与力学性能研究

海洋管缆疲劳试验机主体框架优化及其力学性能分析

掺珊瑚砂和珊瑚微粉的水泥基材料收缩和微观结构性能研究

这是一篇关于珊瑚粉,珊瑚砂,水泥基材料,力学性能,收缩性能的论文, 主要内容为在远离大陆的岛屿上,混凝土生产的原材料往往更难获得,因此将岛屿建设过程中产生的珊瑚废弃物转化为制备混凝土的原材料不失为一种环保策略。本试验选取0.45与0.30两组水胶比,首先利用珊瑚粉(Coral powder,CP)等质量(10%、15%、20%)取代净浆中的水泥,通过抗压强度测试得出CP最优取代率。其次在此基础上利用珊瑚砂(Coral sand,CS)等质量(10%、20%、30%、40%)取代砂浆中标准砂的试验制备珊瑚砂浆,并对其力学性能与收缩性能进行测试。最后,利用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、热重分析仪(Thermogravimetric,TG)、氮吸附、扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)和纳米压痕技术等多种微、纳观测试手段对珊瑚水泥基材料微、纳观结构进行分析。通过XRD-TG来判定水泥基材料中的矿物相的构成与含量;通过氮吸附来测定水泥基材料的孔隙结构与孔分布;通过SEM来表征含水泥基材料基体及界面过渡区(Interface transition zone,ITZ)的微观形貌;通过纳米压痕技术分析含CS水泥基材料基体及ITZ的纳米力学性能,分析计算各水化产物的体积分数,进一步解释含CP、CS水泥基材料的宏观性能。主要研究及结论如下:(1)0.30与0.45水胶比下,珊瑚净浆在CP取代量为10%具有较好的力学性能。0.45水胶比下,珊瑚净浆抗压强度随CP掺量的增加呈先增大后减小的规律;0.30水胶比下,其抗压强度随CP掺量的增加而减小。其原因在于高水胶比下,CP的吸水性降低了浆体中的有效水胶比,且高细度的CP具有较好的微集料填充效应与晶核效应,在一定程度上优化孔隙结构,从而降低浆体的孔隙率,提高了浆体的密实度。而低水胶比下,基准组本身具有较高密实度,CP的掺入吸收了一定的水分,使得体系内存在大量未水化水泥颗粒,水泥浆体内部不紧密,从而导致浆体强度下降。(2)0.30与0.45水胶比下,珊瑚砂浆的力学性能随CS掺量的增加呈先增大后减小的规律。28天龄期时,0.45水胶比下,当CS取代量为30%时,28d时其抗压强度较基准组增加了28%;0.30水胶比下,CS取代量为30%的珊瑚砂浆试件的抗压强度较基准组试件增加了30%。其原因在于,0.45水胶比下,CS对于珊瑚砂浆的优化作用主要体现在其表面粗糙与不规则性上,水泥浆体与骨料黏结更为紧密;而0.30水胶比下,CS对于珊瑚砂浆的优化作用主要体现在内养护作用上,促进未水化水泥颗粒的二次水化,从而提高其水化产物含量。(3)0.30与0.45水胶比下,珊瑚水泥基材料的自收缩应变随CP、CS掺量的增加而减小。而干燥收缩应变随CP、CS的增加呈先减小后增加的趋势。珊瑚水泥基材料的收缩应变在早龄期时增长速度较快,后龄期阶段增长速度减慢并逐渐趋于平缓。主要原因在于CP在高水胶比下起到了吸水作用,而在低水胶比下发挥了填充效应和成核效应,填充了水泥基材料内部孔隙。CS主要起到内养护作用,在水化后期放出水分,促进水泥水化,提高了基体密实度,减缓了水泥浆体内部的水分散失,从而降低了水泥基材料的收缩应变值。(4)10%CP掺量对于水泥净浆的微观结构有较好的改善作用。对于水化产物,CP的加入并未导致水化产物中生成新的矿物相,Ca(OH)2、C2S和C3S是主要晶相。对于孔隙结构,0.45水胶比下,CP能够较好的改善水泥浆体的孔隙结构,10%CP掺量下浆体具有较好的孔结构;而在0.30水胶比下,CP对于有害孔的改善效果较为明显,主要起到填充效应。对于微观形貌,28d时,10%CP取代水泥,能够填充水泥浆体中的孔隙并促进水化,而20%CP掺量下水泥浆体内部有一定的孔隙结构与微裂缝。(5)在10%CP掺量的基础上,掺30%CS对水泥砂浆的微、纳观结构有较好的改善作用。通过氮吸附试验得出,0.45水胶比下,CS对于水泥砂浆孔隙结构的改善效果并不明显,但降低了水泥砂浆的平均孔径。0.30水胶比下,CS对于水泥砂浆孔隙结构的改善主要体现在凝胶孔上,30%CS掺量的砂浆具有最优的孔隙结构。通过SEM与纳米压痕试验得出,标准砂与水泥基体之间存在明显的ITZ,而CS与水泥基体之间连接的更为紧密,无明显的ITZ。多孔CS的内部固化作用能够对薄弱的ITZ起改善作用。此外,通过纳米压痕试验得出,与基准组相比,CS的内养护作用使得未水化颗粒二次水化,C-S-H凝胶相含量增加了22%,其中HD C-S-H含量增幅明显,增加了18%,LD C-S-H也有小幅度的增加。此外,相较于基准组,未水化相的体积分数减少。这说明CS能够促进水泥水化,使得更多的水泥转换为C-S-H。

微生物水泥基材料力学与耐久性能研究

这是一篇关于微生物,矿化沉积作用,水泥基材料,微观分析,力学性能,耐久性的论文, 主要内容为土木工程材料是土木工程基础设施建设的物质基础,需要足够坚固耐用。而微生物可以进行生物矿化,诱导产生碳酸钙,加强和改善胶凝材料的性能。本研究从混凝土中提取到一株耐碱脲酶微生物——蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus),系统研究了该微生物掺入后对水泥净浆、砂浆、混凝土材料性能的影响,并分析了微生物对水泥基材料的作用机理。研究的主要内容如下:(1)在锥形瓶中模拟了微生物的生物矿化作用,对生物矿化产物进行检测分析。结果表明:该生物矿化产物为碳酸钙。模拟了微生物在碱性环境中存活性,发现微生物在p H为12.8的模拟水泥基材料孔隙溶液中可以存活。(2)研究了微生物掺量对微生物水泥净浆力学性能的影响,结果表明:OD值为1时,相较于空白对照组,28天抗压强度提高了13.7%,28天抗折强度提高了23.5%。尿素和乳酸钙共掺对微生物水泥净浆力学性能具有积极影响,最优掺量为:尿素掺量为0.3mol/L、乳酸钙掺量为0.075mol/L。(3)通过微观手段分析了微生物对水泥净浆的作用机理。首先通过水化热测试,发现微生物水泥净浆与复掺尿素和乳酸钙组微生物水泥净浆,水泥的早期水化均被促进,72小时水化放热量增多,并且3d红外光谱分析结果与水化热表现出一致性。然后通过流变测试,发现加入微生物及复掺尿素和乳酸钙,都会使水泥净浆的屈服应力和表观粘度增加。通过热重及XRD对28d水泥浆体行分析,发现掺入微生物后可增加碳酸钙及水化硅酸钙含量。(4)在掺入适量微生物后,砂浆及混凝土力学性能得到显著提高。当微生物悬浮液OD值为0.5,且复掺0.3mol/L尿素、0.075mol/L乳酸钙时,砂浆和混凝土的力学性能均为最优。砂浆28天抗压强度和抗折强度较空白对照组,分别提高了45.8%和36.8%;混凝土28天抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度较空白对照组,分别提高了32.2%,24.3%,32.2%。通过透射光学显微镜观察,发现微生物可吸附在砂浆颗粒表面,存活情况良好。通过扫描电镜观察发现,微生物矿化作用明显,使得混凝土更为密实。(5)适量添加微生物后混凝土内部和表面均更密实,致使其吸水率和渗透高度均得以降低。OD值为0.5和1的微生物混凝土组吸水率最低,比空白组下降了27.8%;当微生物悬浮液OD值为0.5,且复掺0.3mol/L尿素、0.075mol/L乳酸钙时,混凝土的吸水率,略高于OD值为0.5的混凝土组,比空白组下降了22.2%。同时,此组混凝土渗水高度最低,比空白对照组降低了29mm。微生物悬浮液的表面张力低于水的表面张力,使得使用微生物悬浮液拌制的混凝土的收缩减少。