赵新
,
王凯
,
卢桂章
,
谭宜勇
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2006.04.015
虚拟运行是MEMS器件运行规律的图形化展示,虚拟运行的基础是器件动态模型.首先分析了微泵的静态模型.以有限元分析数据为起点,获得了膜片静态模型.随后给出了阀片的静态模型,得到变形解析表达式且只包含压力变化量.然后以静态模型为基础,从分析微泵运行机制入手,从并不充分的实验数据中得到微泵的动态运行规律.最后基于上述动态模型实现了微泵的虚拟运行,对照实测实验结果,它具有较高的精度.在虚拟环境中可以在线看到虚拟运行状态的相应变化,最终达到了在设计参数和器件运行之间建立直接联系的目标.
关键词:
MEMS
,
微泵
,
动态模型
,
有限元计算
,
曲线拟合
,
参数辨识
,
虚拟运行
张强勇
,
张宁
,
王圣来
,
刘德军
功能材料
在人工生长大尺寸KDP(磷酸二氢钾,KH2PO4)晶体过程中晶体会发生开裂现象,尤其是晶体生长到400mm左右时晶帽下端容易出现裂纹.为了研究KDP晶体的生长过程中的开裂机制,采用有限元方法模拟该晶体的生长过程,重点分析了晶体在不同生长尺寸的应力场分布规律,结果表明生长过程中晶体内部应力分布存在明显的尺度效应.当KDP晶体生长达到400mm时,晶帽下部受力逐渐由受压状态转变为受拉状态,根据KDP晶体材料抗拉不抗压的性质,此时开裂的机率增大.这一发现为下一步深入研究晶体生长开裂的损伤力学机制和寻找KDP晶体生长中的防裂措施奠定了基础.
关键词:
磷酸二氢钾
,
生长开裂
,
有限元计算
,
尺度效应
董平
,
李瑞文
稀有金属材料与工程
为了评估应力作用下铍试样裂纹尖端的微观断裂特性,设计了平面应变状态下铍的紧凑拉伸试样,采用X3000应力分析仪测试了不同载荷下铍试样裂纹尖端的应力分布,并对加载过程中铍试样内的应力应变进行了有限元计算.结果表明,离铍试样裂尖较远区域,有限元计算和实测值吻合较好,靠近裂尖区域,有限元计算高于实测值.根据铍试样拉伸时裂纹扩展的临界载荷,计算获得了铍试样裂纹尖端的最大应力、塑性区半径以及断裂强度因子.
关键词:
铍
,
裂纹尖端
,
X射线应力测试
,
有限元计算
陈斌
,
罗吉
,
孙士涛
,
范镜泓
稀有金属材料与工程
假设在铸造镁合金材料中的微孔洞具有圆柱形的形状,然后隔离一个圆柱形微孔洞,建立圆柱形微孔洞体胞模型,在基体不可压条件下,得到圆柱形微孔洞的演化方程.根据圆柱形微孔洞体胞模型的速度场得到其应变场,进而基于材料内时本构理论,定义与材料孔洞弱化相关的内蕴时间,得到考虑变形强化和孔洞长大弱化的材料弹塑性本构方程.发展相应的有限元分析程序及数值算法,用其描述铸造镁合金试件在拉伸载荷作用下的应力与应变、塑性变形与材料孔隙率的关系以及试件缺口前缘孔隙率的变化,分析结果与实验结果有较好的一致性.
关键词:
铸造镁合金
,
圆柱形孔洞模型
,
孔洞演化方程
,
本构方程
,
有限元计算
李雷
,
曹继敏
,
肖松涛
,
曹睿
,
张继
,
陈剑虹
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2011.03.025
通过力学性能测试、扫描电镜观察以及有限元模拟计算的方法,研究了全层组织γ-TiAL基合金在压缩状态下的变形及损伤机制.结果表明:较小的加载卸载应力作用下,材料的压缩性能没有受到影响,直至卸载应力超过最大压缩应力之后,由于材料内部损伤的积累程度增大,在材料内部形成主裂纹,使得有效承载面积下降,后续再加载过程中材料的断裂应力整体下降.压缩状态下:首先,随着变形程度的增加,晶粒周围出现大量的滑移线及挤出脊,滑移线和挤出脊处出现较大的裂纹,试样表面产生平行于压缩轴方向的裂纹并迅速扩展,表面裂纹面密度明显增加,45°方向上的沿层裂纹扩展程度较大,但裂纹长度仅限于晶粒尺寸的大小(100～300μm).其次在压缩加载过程中,材料在较小的正应力作用下,观察得到表面萌生以下4种裂纹:平行于压缩轴方向的纵向沿层裂纹;与压缩轴方向成较小角度的纵向沿层裂纹;与压缩轴方向成较小角度的纵向穿层裂纹;纵向的穿晶裂纹.
关键词:
TiAl基合金
,
压缩
,
有限元计算
,
变形及损伤
柳爱国
,
王军荣
,
闵敬春
,
宋耀祖
工程热物理学报
为降低高能量光泵浦下板状激光放大介质内的热效应,提出了复合介质的方案.利用有限元方法,计算并比较了侧面存在强迫对流换热条件下,单一介质与复合介质内的温度分布和热应力分布.分析了复合介质尺寸对介质内最高温度及最大热应力的影响,给出了复合介质的最佳尺寸.
关键词:
高能量光泵浦
,
复合介质
,
热特性
,
有限元计算
万红
,
斯永敏
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2004.07.008
以TbDyFe磁致伸缩薄膜悬臂梁为研究对象,采用有限元分析方法(FEM)对薄膜厚度及薄膜与衬底材料的弹性模量比对悬臂梁最大挠度值的影响规律进行了研究.通过FEM计算发现:当薄膜厚度小于衬底厚度的十分之一时,最大挠度值随薄膜厚度线性增加,计算结果与文献的理论计算结果吻合很好;当薄膜厚度为衬底厚度的一半时,悬臂梁的自由端挠度值达到最大.磁性薄膜与衬底材料有效弹性膜量比值的增加可以显著地提高悬臂梁的挠度值,同时挠度最大值向薄膜/衬底厚度比减少的方向移动.
关键词:
磁致伸缩薄膜
,
悬臂梁
,
有限元计算
,
挠度
张爱琴
材料开发与应用
文章列举了烟机入口管线铰链型膨胀节失效的典型案例,分析了膨胀节产生失效的原因,通过有限元传热分析和现场温度分布实测结果对比,确定了高温烟道膨胀节主要受力结构件的设计温度;考虑高温蠕变的影响,对膨胀节立板和筒节焊接接头强度设计的许用应力进行了修正,并对膨胀节的设计结构提出了改进措施.
关键词:
催化裂化装置
,
膨胀节
,
焊接接头
,
失效分析
,
有限元计算
,
结构改进
郭洪宝
,
王波
,
甄文强
,
杨成鹏
,
矫桂琼
复合材料学报
对2D-C/SiC复合材料开孔试件最小净截面图像进行观测,获得试件材料内部宏观孔洞的分布形态及密度分布梯度.通过对2D-C/SiC复合材料拉伸应力-应变行为进行非线性拟合,并利用理论模型计算与实验验证相结合的方法得到了材料密度与其拉伸模量和强度的关系,描述了不同密度2D-C/SiC复合材料的拉伸应力-应变行为.在此基础上,将制备工艺造成的试件材料密度分布的非均匀性和材料拉伸应力-应变行为的非线性引入到有限元模型中,进行开孔试件拉伸剩余强度模拟计算,预测结果与实验结果吻合较好.
关键词:
2D-C/SiC复合材料
,
开孔
,
孔洞
,
拉伸强度
,
有限元计算
