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综掘面风流控尘—两级集尘协同降尘方案研究
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作者 龚晓燕 裴晓泽 +6 位作者 陈龙 康哲 付浩然 孙海鑫 贺子纶 王新雨 薛河 《金属矿山》 北大核心 2026年第3期24-33,共10页
为解决目前综掘面风流无法有效将粉尘控制在掘进机前方、抽风口无法高效地将粉尘收集到除尘风机中导致的控尘集尘效果不理想、粉尘污染严重等问题,提出了一种风流控尘与两级集尘协同降尘新思路。通过风流控尘装置与集尘装置高效配合,使... 为解决目前综掘面风流无法有效将粉尘控制在掘进机前方、抽风口无法高效地将粉尘收集到除尘风机中导致的控尘集尘效果不理想、粉尘污染严重等问题,提出了一种风流控尘与两级集尘协同降尘新思路。通过风流控尘装置与集尘装置高效配合,使尽可能多的粉尘进入到一级集尘装置中,未被一级集尘装置捕集到的粉尘随着风流进入到二级集尘装置中。以陕北某矿综掘面为例,设计了风流控尘—两级集尘系统,并建立了该系统的粉尘场有限元计算模型,模拟分析了控尘与两级集尘单参数变化下隐患位置处的粉尘分布规律,确定了各参数的合理取值范围。为获取最佳控尘—两级集尘协同降尘方案,基于Box-Behnken原则设计了系统各参数综合变化下的试验方案,提取了各方案数值模拟结果作为样本数据,以出风口右偏角度、出风口口径、一级集尘口距端头距离、二级集尘口距端头距离4个参数为自变量,基于Pareto最优法建立了以司机位置粉尘浓度及回风侧行人呼吸带平均粉尘浓度为因变量的优化模型,并采用NSGA-Ⅱ算法进行了模型求解,得到不同工况下最佳控尘—两级集尘协同降尘方案。为验证降尘方案的有效性,设计并搭建了控尘—两级集尘系统试验平台并进行了测试验证。结果表明:在出风口距端头最远距离(10 m)工况下,协同作用后,司机位置粉尘浓度由303.19 mg/m^(3)降低至163.28 mg/m^(3),降低了46.1%;行人呼吸带平均粉尘浓度由359.68 mg/m^(3)降低至76.33 mg/m^(3),降低了78.8%,降尘效果显著。 展开更多
关键词 综掘面 风流控尘 两级集尘 粉尘浓度 降尘方案
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基于拉伸试验的DF断裂模型参数标定方法研究 被引量:1
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作者 薛河 张嘉庆 +4 位作者 张顺 张雨彪 朱佳珺 王帅 张建龙 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第1期235-241,共7页
现存DF断裂模型参数标定方法所需的试验数量较多,为减少其参数标定过程中所需的试验数量,提出了一种新的DF断裂模型参数标定方法。该方法选取304不锈钢为试验材料,利用平板拉伸试验结合有限元分析法构建模型,并通过单边缺口平板拉伸试... 现存DF断裂模型参数标定方法所需的试验数量较多,为减少其参数标定过程中所需的试验数量,提出了一种新的DF断裂模型参数标定方法。该方法选取304不锈钢为试验材料,利用平板拉伸试验结合有限元分析法构建模型,并通过单边缺口平板拉伸试验对其准确性进行了验证。利用ABAQUS自开发子程序VUMAT和单元删除技术实现了拉伸试验有限元断裂模拟,并对网格敏感性进行了分析。结果表明,使用新的参数标定方法校准后的DF断裂模型能够准确预测拉伸试样的载荷-位移曲线和断后形貌。有限元断裂模拟网格尺寸应与参数标定所用网格尺寸相同。此方法有助于工程结构断裂分析。 展开更多
关键词 304不锈钢 有限元分析 DF断裂模型 参数标定
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基于压入响应的异种金属焊接接头材料力学性能计算方法 被引量:1
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作者 薛河 杨超 +4 位作者 张雨彪 宁硕 张嘉庆 朱佳珺 张建龙 《机械工程材料》 北大核心 2025年第3期121-127,共7页
通过ABAQUS有限元分析软件模拟压入试验并结合控制单一变量法,在Hollomon本构模型的基础上,分析了不同材料力学性能参数(屈服应力和应变硬化指数)与载荷-位移曲线加载段压入响应参数(加载曲率和加载指数)的关系,建立由加载段压入响应参... 通过ABAQUS有限元分析软件模拟压入试验并结合控制单一变量法,在Hollomon本构模型的基础上,分析了不同材料力学性能参数(屈服应力和应变硬化指数)与载荷-位移曲线加载段压入响应参数(加载曲率和加载指数)的关系,建立由加载段压入响应参数反求材料力学性能参数的预测公式,以有限元分析时输入的屈服应力和应变硬化指数作为约定真值,验证预测方法的准确性;通过该预测方法获得SA508钢/52M合金堆焊层/52M合金对接焊缝/316L钢异种金属焊接接头的材料力学性能参数分布。结果表明:预测公式计算得到屈服应力和应变硬化指数的最大相对误差绝对值分别为10.5%,6.29%,所建立的公式可以较为准确地预测异种金属焊接接头局部区域的材料力学性能参数。计算得到异种金属焊接接头两侧热影响区的屈服应力和应变硬化指数变化明显,随着距熔合线距离的增加,屈服应力减小,而应变硬化指数增大;母材以及52M合金堆焊层和对接焊缝的屈服应力和应变硬化指数分布相对稳定。 展开更多
关键词 异种金属焊接接头 载荷-位移曲线 压入响应参数 力学性能参数
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仪器化压入技术获取金属材料单轴力学性能的试验研究
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作者 薛河 耿苗 +2 位作者 张雨彪 武军 王荣鑫 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第7期114-126,共13页
对已纳入国标的单次压入试验方法(GB/T 37782—2019)、工程中广泛使用的自动球压入方法以及基于有限元反演的力学性能获取方法进行了研究,重点探讨了这3种方法在表征单轴力学性能方面的可靠性。选取工程中常见的4种金属材料(304不锈钢、... 对已纳入国标的单次压入试验方法(GB/T 37782—2019)、工程中广泛使用的自动球压入方法以及基于有限元反演的力学性能获取方法进行了研究,重点探讨了这3种方法在表征单轴力学性能方面的可靠性。选取工程中常见的4种金属材料(304不锈钢、316L不锈钢、SA508低合金钢和42CrMo结构钢)分别进行了单轴拉伸试验和压入试验,并对每种方法的误差来源进行了分析。研究结果表明,尽管国标方法涵盖了更广泛的材料,但其预测准确性有限。自动球压入方法对幂硬化材料的强度预测准确性较好,且在改善线硬化材料的预测精度方面也取得了一定效果,但修正因子的使用可能导致预测结果偏离实际值。相比之下,有限元反演法表现出更高的精度,但目前在预测线硬化材料方面的研究仍存在不足。 展开更多
关键词 仪器化压入技术 单轴力学性能 自动球压入技术 有限元反演法 国标法
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残余应力对压痕硬度的影响分析
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作者 薛河 贾宇磊 +1 位作者 路景智 王双 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第1期95-98,共4页
为了探究残余应力对压痕硬度的影响,本研究基于压痕硬度与残余应力的相关性,对不同拉伸和压缩应力状态下的316L奥氏体不锈钢进行了有限元模拟压入试验。结果表明:在(-200~200)MPa范围内,与无残余应力相比,残余拉应力状态下压痕硬度降低... 为了探究残余应力对压痕硬度的影响,本研究基于压痕硬度与残余应力的相关性,对不同拉伸和压缩应力状态下的316L奥氏体不锈钢进行了有限元模拟压入试验。结果表明:在(-200~200)MPa范围内,与无残余应力相比,残余拉应力状态下压痕硬度降低了17%,残余压应力状态下压痕硬度升高了6%。相对于残余压应力,压痕硬度对残余拉应力更为敏感。为验证数值模拟结果的准确性,对(0~200)MPa状态下残余拉应力对压痕硬度的影响进行了物理试验,结果在误差允许范围内。 展开更多
关键词 残余应力 压痕硬度 316L奥氏体不锈钢 有限元模拟 压入试验
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采煤机进口扭矩轴力学特性分析
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作者 贾永军 薛河 +1 位作者 张雨彪 武军 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第5期941-953,共13页
针对进口采煤机扭矩轴材料参数未知导致的国产化瓶颈问题,运用压入试验与有限元数值模拟相结合的方法,测定材料的核心力学性能参数,进而模拟静载与动载工况下,SL-750采煤机进口扭矩轴材料的应力应变,并与国产42CrMo材料的力学性能进行... 针对进口采煤机扭矩轴材料参数未知导致的国产化瓶颈问题,运用压入试验与有限元数值模拟相结合的方法,测定材料的核心力学性能参数,进而模拟静载与动载工况下,SL-750采煤机进口扭矩轴材料的应力应变,并与国产42CrMo材料的力学性能进行了对比研究。结果表明:正常工况下,42CrMo材料比SL-750材料产生的应力更大、更易变形;过载工况下,42CrMo材料的应变与剪应变均小于SL-750材料,其中,过载130%的工况下,SL-750材料发生塑性变形;过载160%工况下,42CrMo材料发生塑性变形;过载275%工况时,SL-750材料应力与剪应力均超过极限值,材料发生断裂,扭矩轴被剪断。另外,正常工况下,2种材料在卸荷槽处的应力应变分布规律一致,在弹塑性阶段的力学性能相近,在关键区域的弹塑性响应一致;过载工况下,SL-750材料在同等载荷下其屈服载荷、断裂载荷均低于42CrMo材料的极限值,呈现“高延展性-低强度”的特征。通过对采煤机扭矩轴力学性能及受载断裂机理研究,为破解进口关键零部件材料提供新方法,对提升矿山装备国产自主保障能力具有重要工程价值。 展开更多
关键词 采煤机扭矩轴 压入试验 力学性能 应力 应变
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镍基合金材料塑性对应力腐蚀裂纹尖端应力应变场影响的研究 被引量:6
7
作者 薛河 赵丹 +3 位作者 彭群家 唐伟 方秀荣 龚晓燕 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期17-20,25,共5页
为了解材料塑性对高温水环境下核电关键结构材料应力腐蚀裂纹扩展的影响,利用大型非线性有限元软件,对镍基合金中由氧化膜和基体金属构成的应力腐蚀裂纹尖端应力应变场进行了分析,得出了材料屈服应力对应力腐蚀裂纹尖端应力应变场的影... 为了解材料塑性对高温水环境下核电关键结构材料应力腐蚀裂纹扩展的影响,利用大型非线性有限元软件,对镍基合金中由氧化膜和基体金属构成的应力腐蚀裂纹尖端应力应变场进行了分析,得出了材料屈服应力对应力腐蚀裂纹尖端应力应变场的影响规律。结果表明:在同样的外载条件下,随着材料屈服应力的增大,裂尖基体金属的应力增大而塑性应变减小;而氧化膜区的应力和塑性应变却同时减小。 展开更多
关键词 镍基合金 应力腐蚀裂纹 屈服应力 氧化膜 应力应变 有限元
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结构材料维氏硬度与屈服应力的关系分析 被引量:11
8
作者 薛河 庄泽城 +3 位作者 曹婷 郭瑞 崔英浩 龚晓燕 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2017年第2期274-279,共6页
利用传统力学试验方式直接获取实际工程结构的(如焊接接头)材料力学性能有时相当困难,而准确的材料力学参数是分析实际工程结构完整性的重要基础依据。鉴于获取材料表面维氏硬度相对容易,文中利用维氏硬度试验和ABAQUS有限元分析相结合... 利用传统力学试验方式直接获取实际工程结构的(如焊接接头)材料力学性能有时相当困难,而准确的材料力学参数是分析实际工程结构完整性的重要基础依据。鉴于获取材料表面维氏硬度相对容易,文中利用维氏硬度试验和ABAQUS有限元分析相结合的方式,分析了304奥氏体不锈钢维氏硬度与材料屈服应力的相关性,为复杂工程结构的材料力学参数确定提供了一条新的途径。 展开更多
关键词 304奥氏体不锈钢 材料力学参数 维氏硬度 ABAQUS
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低温及应变率对矿用圆环链冲击性能的影响 被引量:17
9
作者 薛河 刘莲 +2 位作者 杨芝苗 石原智也 樋口宏 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2011年第3期343-346,362,共5页
为了了解回采工作面刮板输送机圆环链在卡链状态下力学性能,文中利用ANSYS/LS-DYNA软件,对含有V型缺口圆环链进行数值模拟冲击实验分析,特别是就低温和应变率等因素对圆环链冲击性能的影响进行了比较详细的研究和讨论。研究结果表明温... 为了了解回采工作面刮板输送机圆环链在卡链状态下力学性能,文中利用ANSYS/LS-DYNA软件,对含有V型缺口圆环链进行数值模拟冲击实验分析,特别是就低温和应变率等因素对圆环链冲击性能的影响进行了比较详细的研究和讨论。研究结果表明温度降低会导致矿用受冲击圆环链破断时吸收能量减小和缩短初始破断时间,另外,应变率(加载速率)也会使破断应力增大和缩短初始破断时间。 展开更多
关键词 低温 应变率 ANSYS/LS-DYNA V型缺口 矿用圆环链
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压水堆一回路环境中304不锈钢的蠕变特性分析 被引量:7
10
作者 薛河 崔英浩 +2 位作者 赵凌燕 唐伟 倪陈强 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2018年第1期156-161,共6页
裂尖结构蠕变应变是核电结构材料应力腐蚀裂纹扩展的主要驱动力之一,为了了解核电结构材料在核电高温水环境下的蠕变特性,本文利用高压釜模拟核电一回路高温高压水环境,对核电结构材料304不锈钢进行了不同应力下的单轴拉伸蠕变实验,基... 裂尖结构蠕变应变是核电结构材料应力腐蚀裂纹扩展的主要驱动力之一,为了了解核电结构材料在核电高温水环境下的蠕变特性,本文利用高压釜模拟核电一回路高温高压水环境,对核电结构材料304不锈钢进行了不同应力下的单轴拉伸蠕变实验,基于时间硬化本构模型得出了其在320℃下的蠕变本构方程,并结合ABAQUS有限元分析软件建立了高应力下获取蠕变的数值模拟方法。结果表明,应力和时间对蠕变变形有着很大的影响,蠕变速率在初期很大,随着蠕变时间的延长,由于合金加工硬化现象的产生,导致蠕变速率逐渐减少并趋于稳定;温度一定时,蠕变变形和蠕变速率同样随着应力的增大而增大。利用ABAQUS可以有效获取高应力下蠕变规律的数值模拟方法,研究结果为核电结构材料安全性评定提供了一定的参考作用。 展开更多
关键词 304不锈钢 高应力蠕变 本构方程 蠕变行为
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焊接接头强度不等组配试样的三点弯曲试验 被引量:6
11
作者 薛河 吕涛 史耀武 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第11期108-110,共3页
利用模拟焊接接头试样三点弯曲试验的方式,就焊接接头强度组配对其断裂性能的影响进行了研究,结果发现:焊接接头强度组配的不同对其断裂韧性和裂纹扩展驱动力都有不同程度的影响.
关键词 裂纹扩展 断裂韧性 焊接接头 强度 三点弯曲试验
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冷加工过程中316L奥氏体不锈钢硬度压痕尺寸效应分析 被引量:8
12
作者 薛河 李凯 +1 位作者 王帅 赵宽 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期105-112,共8页
通过理论结合试验的方法对冷加工过程中316L奥氏体不锈钢硬度压痕尺寸效应(ISE)进行了分析,并将根据理论模型得到的真实硬度与测试硬度进行了对比。结果表明:不同伸长率下316L奥氏体不锈钢呈现正ISE现象。通过对三种常见的理论模型分析... 通过理论结合试验的方法对冷加工过程中316L奥氏体不锈钢硬度压痕尺寸效应(ISE)进行了分析,并将根据理论模型得到的真实硬度与测试硬度进行了对比。结果表明:不同伸长率下316L奥氏体不锈钢呈现正ISE现象。通过对三种常见的理论模型分析发现,修正比例试样阻力(MPSR)模型能更准确地描述冷加工下316L奥氏体不锈钢的ISE现象,并通过此模型得到了伸长率为0、15%、30%、40%下真实硬度值分别为159.16MPa、228.07MPa、259.72MPa、282.54MPa,且验证得出各伸长率下的真实硬度与屈服强度之间存在线性关系,随后结合材料的真实硬度值发现,在9.8N压头载荷下测出经不同静态单轴拉伸后的316L不锈钢维氏硬度几乎不存在ISE现象。 展开更多
关键词 冷加工 奥氏体不锈钢 压痕尺寸效应 硬度
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燕尾槽结构尺寸对大型锻锤锤头受力影响分析 被引量:3
13
作者 薛河 马颖化 +1 位作者 方秀荣 唐伟 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2013年第19期85-87,共3页
燕尾槽结构的大型锻锤锤头因疲劳裂纹扩展导致锤头寿命急剧降低。利用ABAQUS有限元软件,采用弹塑性方法对无裂纹和有裂纹两种状态的锻锤锤头燕尾槽处的应力应变进行了分析研究,为工程实际中大吨位锻锤结构尺寸的设计提供一定的技术支持。
关键词 锻锤锤头 燕尾槽 裂纹 应力应变
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力学性能不均匀性对焊接接头三点弯曲试样塑性区发展规律的影响 被引量:5
14
作者 薛河 史耀武 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 1999年第4期281-284,共4页
利用弹塑性有限元方法对焊接接头试样在三点弯曲试验中塑性区的发展情况进行了计算。分析了不同的裂纹深度、强度组配、焊缝宽度以及不同位置裂纹的焊接接头试样对塑性区形状发展的影响规律。分析结果显示,不同强度组配和几何特征的焊... 利用弹塑性有限元方法对焊接接头试样在三点弯曲试验中塑性区的发展情况进行了计算。分析了不同的裂纹深度、强度组配、焊缝宽度以及不同位置裂纹的焊接接头试样对塑性区形状发展的影响规律。分析结果显示,不同强度组配和几何特征的焊接接头试样对裂纹尖端塑性区的发展规律有较大的影响。由于裂纹尖端拘束程度的不同会造成塑性区的形状和尺寸的改变,因此在做焊接接头试样三点弯曲试验时,可能会得出与均质材料试样不同的驱动力曲线和材料韧度。 展开更多
关键词 焊接接头 强度组配 三点弯曲 塑性区 焊接
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焊接接头强度组配对CTOD的影响 被引量:2
15
作者 薛河 赵海燕 史耀武 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期290-294,共5页
利用模拟焊接接头试样三点弯曲试验的方法,就焊接接头强度组配对其断裂性能的影响进行了研究。发现不同的焊接接头强度组配对其断裂韧性和裂纹扩展驱动力有不同程度的影响,在考虑强度组配对焊接接头的断裂性能的影响时,必须从材料的... 利用模拟焊接接头试样三点弯曲试验的方法,就焊接接头强度组配对其断裂性能的影响进行了研究。发现不同的焊接接头强度组配对其断裂韧性和裂纹扩展驱动力有不同程度的影响,在考虑强度组配对焊接接头的断裂性能的影响时,必须从材料的断裂韧性变化和裂纹扩展驱动力变化的两个方面来考虑。 展开更多
关键词 CTOD 三点弯曲 强度组配 焊接接头 裂纹
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矿井局部通风系统可靠性定额的确定 被引量:13
16
作者 薛河 龚晓燕 《煤炭工程师》 北大核心 1996年第5期25-28,共4页
文章以矿井局部通风系统为研究对象,采用安全系统工程学理论对矿井局部通风系统的可靠性额定定额值进行了探讨。
关键词 局部通风系统 定额值 可靠性 故障率 矿井
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基于直流电位降法的裂纹监测仪器系统设计 被引量:4
17
作者 薛河 苟思育 +2 位作者 倪陈强 张亮 赵有俊 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第11期85-88,共4页
在模拟核电高温环境的高压釜中实时监测裂纹扩展速率的手段相对较少,设计了一种基于直流电位降(DCPD)法的裂纹监测系统,旨在实时、准确、平稳地监测裂纹生长情况。以STM32系列为主控制器,结合微弱信号放大与抗干扰技术,将裂纹增长的模... 在模拟核电高温环境的高压釜中实时监测裂纹扩展速率的手段相对较少,设计了一种基于直流电位降(DCPD)法的裂纹监测系统,旨在实时、准确、平稳地监测裂纹生长情况。以STM32系列为主控制器,结合微弱信号放大与抗干扰技术,将裂纹增长的模拟信号转换为电压信号并在Lab Windows/CVI软件界面上显示。该系统已应用于裂纹监测仪器,并在高压釜环境中进行了裂纹监测实验,结果表明所设计的实时监测系统具有较高的精度和可靠性。 展开更多
关键词 核电 裂纹扩展 实时监测 直流电位降法 微弱信号处理
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不同屈服强度匹配下焊接接头裂纹尖端微观区域的研究 被引量:3
18
作者 薛河 孙剑伟 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2016年第21期239-241,245,共4页
异种金属焊接接头已成为严重影响核电关键焊接结构环境致裂的主要问题之一。本文针对异种金属安全端焊接接头材料的力学性能不均匀性,通过建立安全端焊接接头有限元模型,得到了焊接材料屈服强度失配对裂纹裂尖微观区域应力应变的影响规律。
关键词 异种金属焊接接头 屈服强度失配 应力应变 有限元
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紧凑拉伸试样参比电位差接线点布局的优化方法 被引量:2
19
作者 薛河 苟思育 倪陈强 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1396-1402,共7页
紧凑拉伸试样参比电位差接线点布局多凭经验,本文提出了一种基于遗传算法对紧促拉伸试样参比电位差接线点寻优的方法.采用有限元法对拉伸试样的电位场分析,构建遗传算法的参比电位差模型,寻求最佳参比电位差值,得到紧凑拉伸试样最佳接... 紧凑拉伸试样参比电位差接线点布局多凭经验,本文提出了一种基于遗传算法对紧促拉伸试样参比电位差接线点寻优的方法.采用有限元法对拉伸试样的电位场分析,构建遗传算法的参比电位差模型,寻求最佳参比电位差值,得到紧凑拉伸试样最佳接线点位置.结果表明,两个参比电位差接线点之间的距离对参比电位差影响较大,靠近电流输入端与拉伸试样右上端内侧区域为最佳接线点位置. 展开更多
关键词 紧凑拉伸试样 遗传算法 参比电位差 最佳接线点 有限元法 裂纹监测
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考虑材料应变硬化效应的CTOD设计曲线 被引量:1
20
作者 薛河 龚晓燕 史耀武 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第7期820-824,共5页
利用宽板拉伸试样裂纹尖端张开位移CTOD驱动力曲线的分析方法,对符合Ramberg-Osgood应力应变关系的材料,通过推导分析得出了一种CTOD设计曲线表达形式。该设计曲线的主要特点是将材料的幂硬化指数n、材料常数... 利用宽板拉伸试样裂纹尖端张开位移CTOD驱动力曲线的分析方法,对符合Ramberg-Osgood应力应变关系的材料,通过推导分析得出了一种CTOD设计曲线表达形式。该设计曲线的主要特点是将材料的幂硬化指数n、材料常数α与结构的厚度因素引入了设计曲线,并将焊接接头力学不均匀性因素从CTOD设计曲线中分离出来,改变了现有设计曲线安全系数不确定的问题,为利用CTOD方法较为准确地分析实际工程材料的弹塑性断裂问题提供了一种新的设计曲线。 展开更多
关键词 断裂力学 CTOD 设计曲线 应变硬化 拉伸试验
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