弹性车轮刚度是车轮设计中的关键参数,其刚度大小直接影响车辆的运行安全性。为了解弹性车轮刚度特性,基于橡胶材料的Mooney-Rivlin模型,考虑橡胶元件的超弹性以及橡胶与金属元件的接触属性,建立了压剪复合型弹性车轮有限元模型,探究压装对弹性车轮刚度计算的影响,并通过改变V字型橡胶元件的结构参数和摩擦系数,研究弹性车轮刚度的变化规律,仿真结果显示在对弹性车轮刚度进行仿真计算时,不可省略车轮的压装过程,否则会使刚度仿真数值严重失真;橡胶元件的结构参数和摩擦系数会对弹性车轮刚度产生较大影响,其中径向刚度对参数的变化更为敏感,橡胶厚度增加,车轮的径向和轴向刚度随之降低;橡胶角度增加,车轮的径向刚度增加,轴向刚度减小;摩擦系数增加,车轮的径向和轴向刚度均随之增加。

弹性联轴器可实现隔离船舶主机与传动轴系间的振动传递。针对水下航行器艉部结构设备布置紧凑、安装空间有限的特点,设计了一种新型橡胶联轴器。采用有限元软件Abaqus建立其计算模型,其中,橡胶材料采用Mooney-Rivlin的超弹性本构模型;计算分析了楔块结构数量以及孔结构形式对联轴器结构强度和静态特性参数的影响,并与额定转矩相当的优质产品进行了性能综合对比。研究结果表明,该新型橡胶联轴器满足结构强度要求,性能优于同级产品,并且具有更小的安装空间要求,为其实现工程应用提供了参考依据。

实际工程中的非线性力学问题往往得不到精确的解析解,通常是用商业有限元软件来建模和数值仿真。基于ABAQUS求解非线性接触结构在冲击载荷作用下的力学特性,首先介绍了一种结构在受冲击载荷作用下求解力学响应的显式积分方法;然后用三维实体单元对结构进行有限元建模,并对模型中所涉及到的超弹性材料与脆性材料力学特性进行了研究;最后通过仿真计算,给出了所有部件的应力、应变结果,并对玻璃的脆性破坏过程作了演示。

该文采用基于赫兹理论的非线性阻尼弹簧接触模型,分别模拟特殊形状和材料的两构件间弹性、超弹性和弹塑性冲击接触过程,数值计算结果仅为有限元结果的50%。根据有限元计算结果对非线性弹簧阻尼模型进行修正,得到两构件弹性、超弹性和弹塑性冲击接触的接触力、最大变形量和冲击作用时间修正表达式。结果显示,修正模型与有限元模型的误差小于5%,采用修正模型能够方便地得到冲击过程中的相关参数,该模型可作为描述两构件冲击过程的数值计算手段。

叙述了高压水压试管机轴向预压紧密封的工作原理,给出了轴向预压紧密封变形过程超弹性有限元列式.基于ANSYS平台,对高压水压试管机轴向预压紧密封压紧过程进行了有限元模拟和分析,获得了轴向预压紧密封压紧过程的位移场、应变场、应力场以及接触分布情况,对高压水压试管机轴向预压紧密封的设计起到了重要的指导作用.

主要研究具有形状记忆合金（shape memory alloy,SMA）层的梁结构的动力响应特性，重点分析了应力诱发马氏体相变的影响。首先采用SMA超弹性分段线性的应力－应变模型表示SMA的超弹性本构特征；其次借助有关粘弹性材料结构动力学分析的复模量方法，推出简谐激励作用下SMA层的面内变形和应力之间的关系，提出具有SMA表层的简支梁横向稳态频率响应求解的数学模型。SMA超弹性非线性的影响使得结构产生复杂的动力学特征，如存在多值稳态解、跳跃性、周期3响应等。上述现象的发生与激振力幅值、温度的变化密切相关。

本文在对形状记忆合金(SMA)的力学性能研究的基础上,设计和制造出一种性能良好的SMA阻尼器,介绍了其工作原理及有关试验结果,将该阻尼器安装在斜拉桥模型上,进行了斜拉桥模型振动试验.试验结果表明该阻尼器的耗能效果明显,在工程结构振动控制方面具有比较好的应用前景.

首先讨论了一种NiTi形状记忆合金(SMA)丝超弹性耗能原理,然后分析了SMA丝耗能能力与预应变之间的关系.本文还设计了一种用于框架结构振动控制的SMA超弹性阻尼器,并将该种阻尼器安装在2层框架结构模型上,进行了框架结构振动控制实验,实验结果表明该种阻尼器的耗能效果明显,可以显著提高框架结构的振动衰减速率.同时,在地震波强迫振动条件下,对该框架结构进行了动力响应有限元法模拟,计算结果显示安装了SMA阻尼器后,框架的振动响应幅度大幅降低,振动衰减速度大幅提高.

利用形状记忆合金(SMA,Shape Memory Alloys)的超弹性特性,借鉴拟橡胶金属阻尼材料的制作工艺,研制了超弹性SMA拟橡胶金属阻尼元件;在此基础上,设计了SMA减振器.试验表明:引入SMA后,拟橡胶金属减振器的可恢复变形,阻尼特性都有很大的提高;而拟橡胶金属的构造方式,又使得减振器具有很大的承载能力.上述特性使得该减振器对于宽频带随机载荷有很好的减振效果.

利用有限元软件对某固体发动机O形橡胶密封圈装配过程进行仿真分析。研究了装配过程中密封圈材料参数、密封圈与发动机壳体摩擦系数、轴向装配速度和结构参数对密封圈剪应力的影响。结果表明,材料参数、摩擦系数以及装配速度是影响密封圈最大剪应力的主要因素。