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内凹角型负泊松比蜂窝结构力学性能研究
1
作者
郑战光
陈俊翔
+2 位作者
孙腾
谢昌吉
黄增
《机械强度》
北大核心
2025年第7期135-143,共9页
负泊松比结构由于具有优异的力学性能而广泛应用于各工程领域。将星形蜂窝结构与内凹结构相结合,提出了一种新型内凹角型负泊松比蜂窝结构。首先,基于对称性将胞元结构简化分析,利用能量法对该结构的泊松比和等效弹性模量解析式进行推...
负泊松比结构由于具有优异的力学性能而广泛应用于各工程领域。将星形蜂窝结构与内凹结构相结合,提出了一种新型内凹角型负泊松比蜂窝结构。首先,基于对称性将胞元结构简化分析,利用能量法对该结构的泊松比和等效弹性模量解析式进行推导。其次,采用Abaqus有限元软件对该结构竖直方向压缩力学性能进行研究,将数值模拟结果与理论计算结果比较分析,验证了解析表达式的准确性。最后,讨论了胞元结构的不同几何参数对结构等效泊松比和等效弹性模量变化的影响,并将该结构的等效力学性能与常规星形蜂窝结构进行了对比分析。结果表明,该结构具有良好的负泊松比特性,并且通过改变几何参数的大小,可以对结构的等效力学性能进行调整。研究结果可为新型负泊松比超材料的设计提供一定的参考。
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关键词
内凹角型蜂窝结构
能量法
胞元结构
力学性能
负泊松比
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职称材料
一种空间非对称2自由度并联机构设计与应用研究
被引量:
7
2
作者
王汝贵
袁吉伟
+2 位作者
孙家兴
黄慕华
蔡敢为
《机械设计》
CSCD
北大核心
2017年第8期85-91,共7页
以一种空间非对称2自由度并联机构为研究对象,通过机构方位特征集理论进行了自由度计算,运用矢量代数法进行正向运动学分析,由雅克比矩阵得到了机构全部奇异位置。基于空间模型理论,综合考虑机构几何尺寸及不同类型输入量取值范围等参数...
以一种空间非对称2自由度并联机构为研究对象,通过机构方位特征集理论进行了自由度计算,运用矢量代数法进行正向运动学分析,由雅克比矩阵得到了机构全部奇异位置。基于空间模型理论,综合考虑机构几何尺寸及不同类型输入量取值范围等参数,将上述参数无量纲化处理后作为坐标系,建立了此机构的空间模型。在模型中绘制了此机构奇异曲面,直观分析机构参数与机构奇异性之间的关系,并依据奇异曲面在空间模型中的分布状况,进行机构参数优化,实现减少机构奇异的目的,最后进行了机构工程应用举例。
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关键词
并联机构
位置正解
空间模型理论
奇异性
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职称材料
考虑应力梯度的缺口疲劳分散性研究
被引量:
1
3
作者
郑战光
谢羿吉
+2 位作者
孙腾
谢昌吉
黄增
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期223-230,共8页
针对缺口部位的微观结构及尺寸导致的疲劳分散差异较大的问题,为准确预测缺口件的疲劳分散性,以矩形截面缺口件为例,采用宏观Chaboche循环塑性本构模型与细观晶体循环塑性本构模型相结合的有限元子模型方法,并考虑缺口效应,提出了以应...
针对缺口部位的微观结构及尺寸导致的疲劳分散差异较大的问题,为准确预测缺口件的疲劳分散性,以矩形截面缺口件为例,采用宏观Chaboche循环塑性本构模型与细观晶体循环塑性本构模型相结合的有限元子模型方法,并考虑缺口效应,提出了以应力梯度影响因子、等效应力与纵向应变为变量的统计标准差作为疲劳指示因子FIP_(notch)。在不同位移载荷、位移载荷比和缺口直径大小情况下将疲劳指示因子FIP_(notch)与经典的Fatemi-Socie疲劳指示因子FIP FS进行疲劳分散性的比较与分析。结果表明:疲劳指示因子FIP_(notch)均能很好地预测不同位移载荷、位移载荷比和缺口直径下的缺口疲劳分散性,且比经典的FIP FS方法有更高的精度与适用性。
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关键词
疲劳分散性
晶体塑性
裂纹萌生驱动力
疲劳指示因子
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职称材料
纯铝、铁与钛薄板各向异性比较
4
作者
郑战光
袁冬
+2 位作者
孙腾
谢昌吉
黄增
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期181-189,共9页
为了明晰晶体结构对金属薄板塑性各向异性(r值)的影响,以3种典型晶体结构的高纯金属材料1A99纯铝、YT01纯铁和TA1纯钛为研究对象,采用数字图像相关技术并结合三阶多项式拟合法探究其r值演化规律。结果表明,在各向异性方面,纯铝与取样方...
为了明晰晶体结构对金属薄板塑性各向异性(r值)的影响,以3种典型晶体结构的高纯金属材料1A99纯铝、YT01纯铁和TA1纯钛为研究对象,采用数字图像相关技术并结合三阶多项式拟合法探究其r值演化规律。结果表明,在各向异性方面,纯铝与取样方向相关,这是取样方向与主滑移系之间的关系所致;而纯钛为各向同性,这仅与密排六方结构有关;而纯铁介于两者之间没有明显规律,这不仅与取样方向有关,还与BCC结构有关。在r值方面,纯铝不同方向的r值均小于1,而纯铁的r值稍大于1,纯钛的r值均大于1.68。说明在抗减薄能力上纯钛>纯铁>纯铝,这与晶体结构相一致。同时在取样90°时三者均有较优的抗减薄能力,这与取样方向偏离主滑移系最远有关。最后,在r值演化方面,纯铝在3个方向上差异巨大,而纯铁均先增大后减小,纯钛除取样0°几乎不变外均先减小后增大,这些复杂的现象可能与择优取向组织的体积分数和织构演化有关。
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关键词
晶体结构
金属薄板
各向异性
数字图像相关
三阶多项式拟合
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职称材料
高速绿篱修剪过程的ANSYS/LS-DYNA建模与仿真研究
被引量:
5
5
作者
王小纯
王俊阳
蒋连琼
《机械设计与制造》
北大核心
2015年第8期267-269,272,共4页
圆锯片锯切绿篱枝条属于高速侵彻过程,圆锯片受力复杂,圆锯片和枝条之间的相互作用不便观察和分析。ANSYS的LS-DYNA模块为锯切过程提供了研究的途径,可以对圆锯片锯切绿篱枝条的过程进行显示动力学模拟分析。现有的锯切研究对象主要以...
圆锯片锯切绿篱枝条属于高速侵彻过程,圆锯片受力复杂,圆锯片和枝条之间的相互作用不便观察和分析。ANSYS的LS-DYNA模块为锯切过程提供了研究的途径,可以对圆锯片锯切绿篱枝条的过程进行显示动力学模拟分析。现有的锯切研究对象主要以石材和干木材为主,与圆锯片锯切绿篱枝条相关的模型和研究很少,故模型是在不断探索和验证的过程中建立的。通过对圆锯片锯切枝条模型仿真求解的结果与实际锯切过程和实测数据进行对比,验证了所建模型的合理性与正确性,为以后此类问题的研究奠定了基础。
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关键词
ANSYS/LS-DYNA
圆锯片
绿篱枝条
锯切
建模研究
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职称材料
一种可自动装卸货物的翻斗车创新研究
被引量:
2
6
作者
王小纯
王俊阳
《机械设计与制造》
北大核心
2015年第12期45-47,共3页
设计了一种可自动翻转铲斗装卸物品的翻斗车,可应用在工地和分散垃圾废物的场所,改造简单,成本增加不多,操作方便,可极大地减轻劳动强度、节省用工成本。所设计的翻斗车可以在现有普通翻斗车的基础上进行改造,只需在原车上增加控制铲斗...
设计了一种可自动翻转铲斗装卸物品的翻斗车,可应用在工地和分散垃圾废物的场所,改造简单,成本增加不多,操作方便,可极大地减轻劳动强度、节省用工成本。所设计的翻斗车可以在现有普通翻斗车的基础上进行改造,只需在原车上增加控制铲斗的杆件机构和锁紧装置即可实现自动装卸的功能。通过Pro/E建立模型并在ADAMS中进行仿真分析,通过仿真分析结果验证了该方案的可行性,为所设计的翻斗车投入生产、缩短开发周期、减少成本,提供了借鉴和指导。
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关键词
翻斗车
自动装卸
ADAMS
创新研究
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职称材料
晶粒取向对过载下疲劳裂尖塑性区的影响
7
作者
郑战光
周滋
+2 位作者
孙腾
谢昌吉
黄增
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期194-202,共9页
为了厘清过载形式及裂尖晶体的晶粒取向对裂尖塑性区和疲劳性能的影响,采用基于晶体塑性有限元的子模型方法对裂尖塑性区进行了分析。首先,构建了具有随机微结构的多晶代表性体积单元模型并对其中的Chaboche模型与晶体塑性循环本构模型...
为了厘清过载形式及裂尖晶体的晶粒取向对裂尖塑性区和疲劳性能的影响,采用基于晶体塑性有限元的子模型方法对裂尖塑性区进行了分析。首先,构建了具有随机微结构的多晶代表性体积单元模型并对其中的Chaboche模型与晶体塑性循环本构模型参数进行了识别。然后,应用子模型方法对裂尖位置进行了不同特征的晶粒取向分析以总结不同滑移系下的累积剪切应变。最后,结合过载行为对比了不同晶粒取向下的裂尖过载效应。结果表明,在拉伸过载、拉伸-压缩过载与压缩-拉伸过载中,拉伸过载均对抑制裂纹起主导作用。此外,应力集中倾向于发生在“硬”晶粒内,而应变集中往往位于“软”晶粒内,其中应变集中的晶粒取向趋势主要集中在反极图中的[001]方向。当裂尖晶体的晶粒取向倾向于“软晶粒”时有利于进一步优化拉伸过载的裂纹延迟效应。
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关键词
裂尖
晶粒取向
累积剪切应变
裂纹延迟
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职称材料
题名
内凹角型负泊松比蜂窝结构力学性能研究
1
作者
郑战光
陈俊翔
孙腾
谢昌吉
黄增
机构
广西大学机械工程学院广西高校现代设计与先进制造重点实验室
北部湾
大学
机械
与船舶海洋
工程
学院
广西
机电职业技术
学院
先进
制造
技术
学院
出处
《机械强度》
北大核心
2025年第7期135-143,共9页
基金
国家自然科学基金项目(52265018,51675110)
广西自然科学基金项目(2021GXNSFAA220119)
柳州市科技计划项目(2022ABA0101)。
文摘
负泊松比结构由于具有优异的力学性能而广泛应用于各工程领域。将星形蜂窝结构与内凹结构相结合,提出了一种新型内凹角型负泊松比蜂窝结构。首先,基于对称性将胞元结构简化分析,利用能量法对该结构的泊松比和等效弹性模量解析式进行推导。其次,采用Abaqus有限元软件对该结构竖直方向压缩力学性能进行研究,将数值模拟结果与理论计算结果比较分析,验证了解析表达式的准确性。最后,讨论了胞元结构的不同几何参数对结构等效泊松比和等效弹性模量变化的影响,并将该结构的等效力学性能与常规星形蜂窝结构进行了对比分析。结果表明,该结构具有良好的负泊松比特性,并且通过改变几何参数的大小,可以对结构的等效力学性能进行调整。研究结果可为新型负泊松比超材料的设计提供一定的参考。
关键词
内凹角型蜂窝结构
能量法
胞元结构
力学性能
负泊松比
Keywords
Internal concave angle honeycomb structure
Energy method
Cellular structure
Mechanical property
Negative Poisson ratio
分类号
TB122 [理学—工程力学]
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职称材料
题名
一种空间非对称2自由度并联机构设计与应用研究
被引量:
7
2
作者
王汝贵
袁吉伟
孙家兴
黄慕华
蔡敢为
机构
广西大学机械工程学院广西高校现代设计与先进制造重点实验室
出处
《机械设计》
CSCD
北大核心
2017年第8期85-91,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(51265003
51365004)
+2 种基金
"广西高等学校优秀中青年骨干教师培养工程"专项资助项目
广西高校现代设计与先进制造重点实验室主任课题基金资助项目
广西自然科学基金资助项目(2014GXNSFDA118033)
文摘
以一种空间非对称2自由度并联机构为研究对象,通过机构方位特征集理论进行了自由度计算,运用矢量代数法进行正向运动学分析,由雅克比矩阵得到了机构全部奇异位置。基于空间模型理论,综合考虑机构几何尺寸及不同类型输入量取值范围等参数,将上述参数无量纲化处理后作为坐标系,建立了此机构的空间模型。在模型中绘制了此机构奇异曲面,直观分析机构参数与机构奇异性之间的关系,并依据奇异曲面在空间模型中的分布状况,进行机构参数优化,实现减少机构奇异的目的,最后进行了机构工程应用举例。
关键词
并联机构
位置正解
空间模型理论
奇异性
Keywords
parallel mechanism
position and orientation characteristics
position positive solution
spatial model theory
singularity
分类号
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
考虑应力梯度的缺口疲劳分散性研究
被引量:
1
3
作者
郑战光
谢羿吉
孙腾
谢昌吉
黄增
机构
广西大学机械工程学院广西高校现代设计与先进制造重点实验室
北部湾
大学
机械
与船舶海洋
工程
学院
广西
机电职业技术
学院
机械工程
学院
出处
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期223-230,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(52265018,51675110)
广西自然科学基金资助项目(2021GXNSFAA220119)
柳州市科技计划项目(2022ABA0101)。
文摘
针对缺口部位的微观结构及尺寸导致的疲劳分散差异较大的问题,为准确预测缺口件的疲劳分散性,以矩形截面缺口件为例,采用宏观Chaboche循环塑性本构模型与细观晶体循环塑性本构模型相结合的有限元子模型方法,并考虑缺口效应,提出了以应力梯度影响因子、等效应力与纵向应变为变量的统计标准差作为疲劳指示因子FIP_(notch)。在不同位移载荷、位移载荷比和缺口直径大小情况下将疲劳指示因子FIP_(notch)与经典的Fatemi-Socie疲劳指示因子FIP FS进行疲劳分散性的比较与分析。结果表明:疲劳指示因子FIP_(notch)均能很好地预测不同位移载荷、位移载荷比和缺口直径下的缺口疲劳分散性,且比经典的FIP FS方法有更高的精度与适用性。
关键词
疲劳分散性
晶体塑性
裂纹萌生驱动力
疲劳指示因子
Keywords
fatigue dispersion
crystal plasticity
crack sprouting driving force
fatigue indicator parameter
分类号
TH114 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
纯铝、铁与钛薄板各向异性比较
4
作者
郑战光
袁冬
孙腾
谢昌吉
黄增
机构
广西大学机械工程学院广西高校现代设计与先进制造重点实验室
北部湾
大学
机械
与船舶海洋
工程
学院
广西
机电职业技术
学院
机械工程
学院
出处
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期181-189,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(52265018,51675110)
广西自然科学基金资助项目(2021GXNSFAA220119)
柳州市科技计划项目(重大专项:2022ABA0101)。
文摘
为了明晰晶体结构对金属薄板塑性各向异性(r值)的影响,以3种典型晶体结构的高纯金属材料1A99纯铝、YT01纯铁和TA1纯钛为研究对象,采用数字图像相关技术并结合三阶多项式拟合法探究其r值演化规律。结果表明,在各向异性方面,纯铝与取样方向相关,这是取样方向与主滑移系之间的关系所致;而纯钛为各向同性,这仅与密排六方结构有关;而纯铁介于两者之间没有明显规律,这不仅与取样方向有关,还与BCC结构有关。在r值方面,纯铝不同方向的r值均小于1,而纯铁的r值稍大于1,纯钛的r值均大于1.68。说明在抗减薄能力上纯钛>纯铁>纯铝,这与晶体结构相一致。同时在取样90°时三者均有较优的抗减薄能力,这与取样方向偏离主滑移系最远有关。最后,在r值演化方面,纯铝在3个方向上差异巨大,而纯铁均先增大后减小,纯钛除取样0°几乎不变外均先减小后增大,这些复杂的现象可能与择优取向组织的体积分数和织构演化有关。
关键词
晶体结构
金属薄板
各向异性
数字图像相关
三阶多项式拟合
Keywords
crystal structure
sheet metal
anisotropy
digital image correlation
third-order polynomial fitting
分类号
TH114 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
高速绿篱修剪过程的ANSYS/LS-DYNA建模与仿真研究
被引量:
5
5
作者
王小纯
王俊阳
蒋连琼
机构
广西大学机械工程学院广西高校现代设计与先进制造重点实验室
武夷
学院
机电
工程
学院
出处
《机械设计与制造》
北大核心
2015年第8期267-269,272,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目(51365004)
科技部科技型中小企业技术创新基金项目(11C26214505595)
+1 种基金
广西自然科学基金资助项目(2014GXNSFDA11833)
广西高校现代设计与先进制造重点实验室(桂教科研[2014]14)
文摘
圆锯片锯切绿篱枝条属于高速侵彻过程,圆锯片受力复杂,圆锯片和枝条之间的相互作用不便观察和分析。ANSYS的LS-DYNA模块为锯切过程提供了研究的途径,可以对圆锯片锯切绿篱枝条的过程进行显示动力学模拟分析。现有的锯切研究对象主要以石材和干木材为主,与圆锯片锯切绿篱枝条相关的模型和研究很少,故模型是在不断探索和验证的过程中建立的。通过对圆锯片锯切枝条模型仿真求解的结果与实际锯切过程和实测数据进行对比,验证了所建模型的合理性与正确性,为以后此类问题的研究奠定了基础。
关键词
ANSYS/LS-DYNA
圆锯片
绿篱枝条
锯切
建模研究
Keywords
ANSYS/LS--DYNA
Circular Saw
Hedge Branches
Sawing
Modeling Research
分类号
TH16 [机械工程—机械制造及自动化]
N945.13 [自然科学总论—系统科学]
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职称材料
题名
一种可自动装卸货物的翻斗车创新研究
被引量:
2
6
作者
王小纯
王俊阳
机构
广西大学机械工程学院广西高校现代设计与先进制造重点实验室
出处
《机械设计与制造》
北大核心
2015年第12期45-47,共3页
基金
国家自然科学基金资助项目(51365004)
广西自然科学基金资助项目(2014GXNSFDA11833)
广西高校现代设计与先进制造重点实验室(桂教科研[2014]14)
文摘
设计了一种可自动翻转铲斗装卸物品的翻斗车,可应用在工地和分散垃圾废物的场所,改造简单,成本增加不多,操作方便,可极大地减轻劳动强度、节省用工成本。所设计的翻斗车可以在现有普通翻斗车的基础上进行改造,只需在原车上增加控制铲斗的杆件机构和锁紧装置即可实现自动装卸的功能。通过Pro/E建立模型并在ADAMS中进行仿真分析,通过仿真分析结果验证了该方案的可行性,为所设计的翻斗车投入生产、缩短开发周期、减少成本,提供了借鉴和指导。
关键词
翻斗车
自动装卸
ADAMS
创新研究
Keywords
Dumper
Automatic Loading and Unloading
ADAMS
Innovation Research
分类号
TH16 [机械工程—机械制造及自动化]
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
晶粒取向对过载下疲劳裂尖塑性区的影响
7
作者
郑战光
周滋
孙腾
谢昌吉
黄增
机构
广西大学机械工程学院广西高校现代设计与先进制造重点实验室
北部湾
大学
机械
与船舶海洋
工程
学院
广西
机电职业技术
学院
机械工程
学院
出处
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期194-202,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(52265018,51675110)
广西自然科学基金资助项目(2021GXNSFAA220119)
柳州市科技计划项目(2022ABA0101)。
文摘
为了厘清过载形式及裂尖晶体的晶粒取向对裂尖塑性区和疲劳性能的影响,采用基于晶体塑性有限元的子模型方法对裂尖塑性区进行了分析。首先,构建了具有随机微结构的多晶代表性体积单元模型并对其中的Chaboche模型与晶体塑性循环本构模型参数进行了识别。然后,应用子模型方法对裂尖位置进行了不同特征的晶粒取向分析以总结不同滑移系下的累积剪切应变。最后,结合过载行为对比了不同晶粒取向下的裂尖过载效应。结果表明,在拉伸过载、拉伸-压缩过载与压缩-拉伸过载中,拉伸过载均对抑制裂纹起主导作用。此外,应力集中倾向于发生在“硬”晶粒内,而应变集中往往位于“软”晶粒内,其中应变集中的晶粒取向趋势主要集中在反极图中的[001]方向。当裂尖晶体的晶粒取向倾向于“软晶粒”时有利于进一步优化拉伸过载的裂纹延迟效应。
关键词
裂尖
晶粒取向
累积剪切应变
裂纹延迟
Keywords
crack tip
grain orientation
cumulative shear strain
crack delay
分类号
TH114 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
内凹角型负泊松比蜂窝结构力学性能研究
郑战光
陈俊翔
孙腾
谢昌吉
黄增
《机械强度》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
一种空间非对称2自由度并联机构设计与应用研究
王汝贵
袁吉伟
孙家兴
黄慕华
蔡敢为
《机械设计》
CSCD
北大核心
2017
7
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职称材料
3
考虑应力梯度的缺口疲劳分散性研究
郑战光
谢羿吉
孙腾
谢昌吉
黄增
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
4
纯铝、铁与钛薄板各向异性比较
郑战光
袁冬
孙腾
谢昌吉
黄增
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
5
高速绿篱修剪过程的ANSYS/LS-DYNA建模与仿真研究
王小纯
王俊阳
蒋连琼
《机械设计与制造》
北大核心
2015
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
6
一种可自动装卸货物的翻斗车创新研究
王小纯
王俊阳
《机械设计与制造》
北大核心
2015
2
在线阅读
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职称材料
7
晶粒取向对过载下疲劳裂尖塑性区的影响
郑战光
周滋
孙腾
谢昌吉
黄增
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
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职称材料
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