应变分布

摘要： 【目的】旨在深入研究水分对定向刨花板(oriented strand board, OSB)力学性能的影响规律。【方法】选取13和19 mm共2种厚度的OSB为研究对象,调整试件含水率及对试件进行吸放水循环处理,使用万能力学试验机压缩试件,同步使用数字散斑相关分析技术记录试件的面内应变分布。【结果】含水率和吸放水循环次数增加,均会增加试件厚度和压缩变形。压缩载荷作用下,压缩和剪切应变均多始于OSB试件厚度方向上的中心区域。吸放水循环会释放OSB表层内应力,造成试件表层区域结构疏松和载荷作用下表层压缩应变集中。含水率为20%时,试件压缩变形增加70%,且面内应变分布规律改变,具体表现为试件中心区域应变集中现象弱化。吸放水循环使试件面内应变增加,但对应变分布规律影响较小。8次吸放水循环后,试件压缩变形增加约30%。【结论】含水率和吸放水循环次数的增加均使OSB的抗压强度下降和厚度方向上的应变增加,含水率增加会造成应变分布改变但吸放水循环对应变分布影响不明显。

摘要： 目的研究带有初始曲率的整体壁板在压展过程中的变形回弹规律,以确定压展模具的型面曲率半径。方法针对壁板压展回弹过程,用初始、加载和卸载3个典型状态来描述材料在截面圆周方向上的变形情况,推导应变和应力分布规律以及卸载后的力学平衡条件,从而得到壁板初始曲率半径、加载曲率半径以及卸载回弹后曲率半径之间的关系。再利用有限元仿真和试验,对理论推导的结果进行验证。结果通过数值计算,对比了理论计算中采用不同材料模型所得到的结果,表明材料模型的准确性对计算结果有较大的影响。得到了给定回弹后曲率半径情况下初始曲率半径与加载曲率半径之间的数值关系,以及给定初始曲率半径情况下加载曲率半径与回弹后曲率半径之间的数值关系,有限元仿真和试验结果验证了后者的准确性。结论通过对整体壁板压展过程进行理论推导,得到的结果能够较准确地描述曲率半径的变化规律,可作为压展模具型面设计的依据。

摘要： 对Q235B钢、45钢、T8钢进行室温准静态拉伸试验,基于三维数字图像相关(3D-DIC)法测定拉伸过程中颈缩处的应变和半径以及应变分布,并与力-位移传感器测试结果和ABAQUS有限元模拟结果进行对比。结果表明:3D-DIC法测试得到拉伸过程中3种碳钢的应变和颈缩处半径均呈先慢后快的变化趋势,与碳钢的拉伸变形行为相符,并且应变的变化规律与有限元模拟结果一致,平均相对误差小于2.35%;3D-DIC法与力-位移传感器测试得到的应变的平均相对误差为0.003%,说明3D-DIC法较准确。3D-DIC法测试得到的应变在x轴和y轴方向的分布与有限元模拟结果较吻合,但有限元模拟结果更精细,对于xy平面上的应变分布,这两种方法所得结果差异较大。

摘要： 为研究不同形状的孔洞边缘区域应变分布规律,将三维光学全场应变测量系统与试验机同步,实时获取在拉伸荷载作用下孔洞边缘区域的变形图像。运用三维数字图像相关法计算不同形状的孔洞边缘区域全场应变分布。结果表明,孔洞的高宽比越小,应变越集中;菱形和椭圆形孔洞高宽比相同时,菱形孔洞应变更加集中。

摘要： 在平面三维多裂缝扩展模型基础上,构建了压裂监测井光纤应变与应变率的计算模型,提出了水平井压裂多裂缝扩展诱发光纤应变正演计算方法。基于该方法,开展了水平井压裂多裂缝扩展诱发光纤应变与应变率数值模拟分析,结果表明,裂缝扩展诱发光纤应变演化可分为应变增强、收缩汇聚和直线状汇聚3个阶段;应变率演化可分为应变率增强、收缩汇聚、直线状汇聚、停泵应变率反转4个阶段。光纤应变停泵后不变,但应变率会出现反转,光纤应变率反转可反映注入动态;根据分布式光纤应变与应变率的直线状汇聚带,可判断裂缝扩展至光纤的时刻与井间压窜,同时可依据各簇裂缝扩展到光纤监测井的时刻识别多裂缝非均匀扩展现象,评价裂缝非均匀扩展程度;光纤监测井水平段位于裂缝高度范围内时,可识别裂缝延伸至光纤的时刻,而光纤监测井水平段位于裂缝高度以外时,汇聚条带不明显;多段压裂施工中,受上一压裂段应力干扰的影响,后续压裂段的光纤应变可能不再出现压裂初期的张应变区域,但光纤应变率动态可有效呈现每一段压裂裂缝的扩展动态,单段压裂的光纤应变率演化规律适用于多段压裂。

摘要： 【目的】定向刨花板通过大片刨花的定向铺装和胶合热压制成,是一种重要的工程材料。深入研究应用环境对OSB抗弯性能的影响,可以为优化OSB加工工艺和应用方式提供必要的理论支撑。【方法】选取13 mm厚的OSB为研究对象,调整试件含水率,采用三点弯曲静力法对OSB循环加载,同步使用数字散斑相关分析技术记录应变分布,评价其挠度并揭示其发生原因。【结果】环境湿度升高会使OSB含水率和厚度增加,刨花间空隙和刨花裂隙扩大。OSB在相对湿度(95±3)%下陈放后,其挠度显著增加,继续在相对湿度(65±3)%下陈放后,其挠度仍大于初始挠度。OSB在相对湿度(95±3)%下陈放后不施加载荷,继续在相对湿度(65±3)%下陈放后,其挠度与初始挠度接近。仅在相对湿度(65±3)%下陈放,循环次数对OSB挠度影响不明显。OSB含水率出现波动后,第1次循环加载的挠度明显增加,之后的循环次数增加对挠度影响不明显。载荷状态下,仅在相对湿度(65±3)%下陈放的OSB应变分布均匀,空气湿度变化会造成OSB出现应变集中。含水率增加会降低OSB内部应变迁移效率,主要表现为板子上下表面的弯曲应变集中和两个相反方向的剪切应变分布明显。【结论】系统地探索了环境湿度和循环加载对OSB抗弯性能的影响,并基于应变分布揭示了发生原因,研究结果对OSB加工工艺优化和应用范围拓展具有一定指导意义。

摘要： [目的]在船舶双向曲率板的自动化成型研究中,板材的面内应变和面外应变分布计算方法是一个重要问题。针对现有应变计算方法存在的局限性,提出一种提高船舶双向曲率板应变分布计算精度的方法。[方法]以圆形平板为研究对象,在有限元软件中进行子程序的二次开发,逐步施加位移场载荷,提高应变分布的计算精度;考虑到实际加工过程是弹塑性变形的过程,因此讨论材料非线性对应变分布的影响;从计算精度和计算效率的角度,讨论各种计算方法的适用性。[结果]子程序计算方法解决了现有方法计算精度不足、建模复杂和计算效率低下的问题;考虑到计算效率,建议使用弹性大变形有限元方法来计算应变;针对不同曲率半径的目标形状,对计算方法的选取给出了合理的建议。[结论]研究成果可为船舶双向曲率板的自动化成型系统提供准确的应变分布,具有实际的工程应用价值。

摘要： 使用碳纤维增强复合材料(CFRP)和铝合金在常温下制备不同搭接长度的单、双搭接胶接试验件,探究不同搭接长度下接头拉伸破坏特点与失效形貌。首先,利用电子万能试验机、数字图像相关(DIC)技术和扫描电子显微镜(SEM)进行拉伸试验,获得胶接接头载荷-位移曲线、表面应变分布和破坏形貌。其次,依据试验数据,利用仿真软件建立试验件模型,使用3D Hashin和内聚力模型(CZM)模拟复合材料与胶层的损伤,将仿真结果与试验结果对比,验证仿真模型的有效性,获得胶层和前三层树脂层的破坏形貌。最后,分析试验和仿真结果,对比单、双搭接接头应变分布特点与破坏过程,探究不同搭接长度下单、双搭接接头的失效机理。结果表明:单、双搭接接头应变分布差异较大,单搭接接头因受到剪切与剥离载荷的耦合作用而发生损坏,双搭接接头则受到纯剪切破坏。由于单、双搭接接头在拉伸载荷作用下的应变分布不同,两者的裂纹扩展路径有较大差异。

摘要： 凹痕缺陷是造成长输油气管道失效的一个常见原因,目前大多通过应变评估来判断其严重性,但尚无精确的分析方法确定实际管道凹痕处的应变。为此,在对内压作用下的油气管道凹痕缺陷进行准确应变分析的基础上,建立了含约束型和非约束型凹痕缺陷的有压管道非线性有限元模型,分析了管道内外壁等效塑性应变分布规律,通过对凹痕变形区域进行三维插值生成定义凹痕表面的位移函数,采用以应变张量形式分析凹痕区域应变的解析模型,建立了考虑剪切应变的管道凹痕区域应变计算模型,并利用该解析模型预测的应变分布与非线性有限元法预测的应变分布进行了对比。研究结果表明:(1)凹痕区域最大应变总是处于管道内表面,且约束凹痕的应变大于同等条件下的非约束凹痕;(2)解析模型可用来求解管道凹痕区域的应变,且能很好地预测凹痕管道的最大应变值和峰值位置;(3)通过考虑和不考虑剪切应变的等效塑性应变求解可知,尽管剪切应变对凹痕区域等效塑性应变的峰值影响较小,但剪切应变会影响凹痕区域范围的应变分布。结论认为,考虑剪切应变的计算新方法能够更为准确、全面地反映管道凹痕区域的应变分布,为评估含凹痕缺陷管道的适用性提供重要参考,并有助于现有的基于应变的凹痕评价体系的改进和完善。

摘要： 采用数值模拟的方法,建立了大型厚壁筒形件辗扩工艺模型,分析了辊系尺寸、筒形件尺寸和芯辊进给速度对?712 mm/308 mm×902 mm筒件辗扩接触弧长和变形区应变分布规律的影响.结果表明,驱动辊半径为500 mm,芯辊半径为130 mm,筒形件内半径为164 mm(壁厚192 mm)时,筒件局部加载时的内外接触弧长之比最小,变形区应变分布的对称性好,变形穿透壁厚所需的压下量最小.驱动辊和芯辊半径分别为500 mm和130 mm条件下,芯辊进给速度为1.5 mm/s时,整个连续辗扩过程中筒件发生壁厚方向均匀的整体变形.辗扩结束后,筒形件中部大部分区域的应变平均值达到1.69.

摘要： 为了掌握T梁跨中横隔板对梁底应变分布的影响,提高T梁静载试验检测结果的准确性,采用ANSYS有限元软件建立了有横隔板和无横隔板的T梁模型,分析横隔板对梁底应变分布的影响,得到横隔板对梁底应变的影响范围为横隔板宽度的2倍,影响量为6.5％.此外,选取了9片40mT梁进行静载试验,将理论分析结果和试验测试结果进行对比分析,试验得到的横隔板影响范围与理论分析结果存在较大偏差,试验得到的横隔板影响量也大于理论分析结果.对T梁应变测点的布置提出了建议.

摘要： 在双向曲率板线加热成型及滚压成型的工艺设计研究中,一项十分重要的工作就是依据所需目标形状计算应变分布并以此确定加工路径和工艺参数,因此应变分布计算的精度直接影响到加工路径和工艺参数的准确性.本文介绍了一种基于力学方法的应变分布计算方法,首先对平板施加节点位移场进行弹塑性计算,由于存在回弹现象,需对节点位移场进行反变形修正,本文将得到的形状与目标进行对比后,再利用两者偏差对位移场进行迭代修正,直到两者偏差满足精度要求,最后将得到的应变场以初应变的形式输入到平板模型上,用初应变法的结果对应变的计算方法进行验证,证明了该方法的精度,为后续加工路径和工艺参数的准确确定提供了基础.

摘要： 为研究土工格栅在拉伸过程中肋部受力变形规律,开展了不同加载速率条件下的拉伸性能试验,分析了土工格栅在不同拉伸速率下水平方向纵肋、竖直方向纵肋中点处的局部应变分布情况.结果表明,竖直方向纵肋中点处应变在拉伸速率为1mm/min时呈非均匀分布,且两端肋部变形较中间部分肋大,随着拉伸速率增大各肋部中点应变分布逐渐均匀.水平方向纵肋应变分布呈两侧小中间大,并且随着拉伸速率增大各肋部应变差距逐渐减小.在不同的拉伸速率下,水平方向纵肋和竖直方向纵肋的应变分布都趋向于二次多项式曲线.

摘要： 本文以2219铝合金为研究材料,基于多层线圈对板料电磁翻边过程进行数值模拟以及实验分析.通过数值模拟,研究多层线圈在不同放电电压条件下,电磁翻边过程中板料成形质量、板料上电磁力及应变分布规律.结果表明:放电电压过小,板料塑性变形不足;电压过高,板料与模具发生碰撞造成反弹,同时,凸缘区减薄严重.板料孔边缘是电磁力以及等效应变最大的区域,产生的塑性变形量最大.通过实验验证了该数值模型的可靠性,为电磁翻边的实际生产和应用提供依据与参考.

摘要： 用于桥梁减震隔震的积层橡胶基座暴露在空气中,在外部荷载的作用下常年受到温度和臭氧等环境劣化因子的影响,会产生裂痕从而降低了力学性能,缩短了使用寿命.本研究首先依据有限元软件ABAQUS建立积层橡胶基座的力学模型,探明积层橡胶基座在外部荷载作用下的内部应变分布情况.再对变形后的积层橡胶基座进行环境加速老化实验,加速它的腐蚀劣化,直至得到相应的裂痕.根据裂痕的分布情况和尺寸,来探究臭氧,温度对积层橡胶基座的腐蚀情况以及应变对裂痕产生的影响.结果表明在高温40°C和高浓度臭氧100pphm的实验条件组合下,裂痕最早出现,并且主要分布在应变最大的区域.

摘要： 以单一粒径密排颗粒样本为标准,提出了一种适用于颗粒材料的非均匀性度量方法;基于此方法考查了颗粒样本的应变分布及演化与初始非均匀度之间的关系,验证了非均匀性与应变分布的一致性;探究了样本整体非均匀度与加载过程中首次屈服点的关系,得出对尺寸相同的颗粒样本,非均匀度与首次屈服点之间满足线性关系;考查了颗粒偶应力三阶张量的二次不变量及其体积平均的变化规律,建议了分析颗粒样本偶应力效应的临界表征尺寸.

摘要： 网格应变分析技术是板料成形技术中研究零件表面应变分布和建立成形极限图的重要方法.本文以GMAS网格测量系统为例,研究了双目视觉网格测量系统使用过程中网格大小、相机水平夹角、俯仰角、焦距等因素对测量精度的影响.试验发现主应变、次应变测量误差随着网格大小、相机水平夹角、相机俯仰角和相机焦距的变化表现为一定的规律性.合理控制上述因素,对于减小应变测量误差,提高成形极限图的准确性有很重要的意义.

摘要： 针对车用传动轴传统热锻工艺成形力大,模具寿命低且易产生表面缺陷的问题,本文提出闭塞锻造的精密成形方案,利用Deform-3D对三种不同成形方案进行有限元模拟.通过分析与比较锻造过程中的金属流线、模具载荷以及应变分布,表明闭塞锻造有利于改善传动轴类零件的充填性,同时使工作载荷显著降低.

摘要： 运用SolidWorks三维建模软件建立了半挂车平衡悬架前支架的有限元模型,对模型的刚度和强度特性进行了有限元分析,获得了前支架的应力应变分布情况,找到了前支架的应力集中部位,优化前支架的设计.

摘要： 凹陷是油气管道最常见的缺陷之一,对管道的安全运行产生很大影响.如何对含凹陷管道进行合理的完整性评价和有针对性的修复成为亟待解决的问题.目前大部分工业标准对于凹陷的评价主要是基于深度、位置和与其他特征相关性的筛选,并不能对凹陷的失效风险进行合理排序.基于应变的评价方法能够反映凹陷的应变集中程度,但尚未成熟.本文采用有限元方法模拟了管道在承受外部岩石挤压时的应变分布,讨论了凹陷深度、管道壁厚和挤压体大小等参数对应变的影响.本文的分析方法和结论可用于改进凹陷评价方法和凹陷风险排序.

摘要： 一种光纤光栅分布式应变传感器及其应变监测方法，特点是：在光纤衰荡腔中加入掺铒光纤放大器形成有源衰荡腔，得到光脉冲衰荡序列，可以实现亚毫米量级的空间长度测量定位精度；使用线性啁啾光纤光栅或者均匀光纤光栅作为传感器件，将可调谐激光器的波长与光纤光栅布拉格反射空间定位数据一一对应起来，根据定位局部的布拉格反射波长的变化量，解调出相应的局部应变量，实现分布式应变传感。本发明采用了直接时域测量的方法，将空间分辨率提高到亚毫米量级，且结构紧凑，算法简单，可实时在线监测，可组网使用，因此在光纤传感领域中将有很大的应用空间。

摘要： 一种光纤光栅分布式应变传感器及其应变监测方法，特点是：在光纤衰荡腔中加入掺铒光纤放大器形成有源衰荡腔，得到光脉冲衰荡序列，可以实现亚毫米量级的空间长度测量定位精度；使用线性啁啾光纤光栅或者均匀光纤光栅作为传感器件，将可调谐激光器的波长与光纤光栅布拉格反射空间定位数据一一对应起来，根据定位局部的布拉格反射波长的变化量，解调出相应的局部应变量，实现分布式应变传感。本发明采用了直接时域测量的方法，将空间分辨率提高到亚毫米量级，且结构紧凑，算法简单，可实时在线监测，可组网使用，因此在光纤传感领域中将有很大的应用空间。

摘要： 本实用新型涉及一种用于结构表面应变监测的分布式应变光缆，包括一个用于测量应变的应变光纤和测量温度的温度光纤，二者构成圆形扁平状，其中温度光纤放置于金属螺旋管内，金属螺旋管是采用钢带绕制而成的管状结构；应变光纤外设有加强筋用于保护，金属螺旋管和温度光纤外设置有外护套。本实用新型有益的效果：该光缆可用于结构表面的分布式应变监测，可以良好的消除温度光纤产生残余应变的影响，并且提高应变光纤的抗拉和抗压能力，提高了光缆的生存能力和光缆结构的柔韧性，使的光缆可以沿弯曲不平的结构表面进行铺设，良好的感受结构表面的应变变化。该光缆设计结构简单，稳定可靠，成本低，具有工程实用价。

摘要： 本发明公开一种基于结构应变分布反推载荷分布的方法，包括构建设计载荷工况库；基于结构应变分布，构造工况库中每个工况的应变向量，创建应变空间；基于结构载荷分布，构造工况库中每个工况的载荷向量，创建载荷空间；采用施密特正交化方法，从设计载荷工况中分别筛选出应变空间的参考工况和载荷空间的参考工况；判断应变参考工况是否包含载荷参考工况，如果否，则扩展结构应变分布，构造新的应变空间，否则根据应变参考工况下的应变向量和载荷向量，通过矩阵运算，对任意工况下应变分布所对应的载荷分布进行反推计算。本发明可可从大量设计载荷工况中筛选出参考工况，解决基于结构应变分布反推载荷分布的难题，为地面试验工况的选取提供了指导。

摘要： 本发明涉及一种基于分布式光纤监测和主梁全长应变分布的桥梁状态检测与评估方法，属于结构健康监测技术领域。所述方法包括将分布式传感光纤沿顺桥向布设在桥梁主梁上，分布式传感光纤覆盖主梁全长，对桥梁进行车辆荷载试验，使用长距离高空间分辨率分布式光纤解调仪测量主梁全长的应变分布；通过对比主梁全长范围内各位置的实测应变值与设计容许应变值，检测覆盖桥梁全长的结构应变异常位置；通过对比桥梁实测应变分布模式与设计应变分布模式的匹配程度，检测桥梁结构体系的应变分布模式异常；综合应变响应值和分布模式对桥梁状态进行安全评估。本发明提出的方法解决了桥梁检测与评估存在安全隐患的问题并且有效提升了桥梁安全检测水平。

摘要： 本发明提供一种应变分布测量系统及应变分布测量方法。本发明的课题为减少材料试验机的用以测定试验片的应变分布的用户工时。应变分布测量系统(100)包括：拉伸试验机(1)，使试验片(TP)变形来测定试验片(TP)的材料的机械特性；以及应变分布测量装置(200)，测量试验片(TP)的应变分布，并且应变分布测量装置(200)基于试验片(TP)的主面(MF)的反射率及偏光特性中的至少任一者的分布，来测量试验片(TP)的应变分布。

摘要： 本发明公开了一种基于应变片的应变分布测量电路，包括：应变片阵列，应变片阵列包括N行M列矩阵式排布的N*M个应变片；N个第一电阻、第二电阻、M个第三电阻和多路开关，每一应变片通过多路开关与至少一个第一电阻、第二电阻和至少要一个第三电阻形成电桥电路。本发明实施例的应变分布测量电路，通过设置应变片阵列并配套相应的采集电路，既降低了复杂度及功耗，又减少了布线线缆。

摘要： 本发明公开一种基于结构应变分布反推载荷分布的方法，包括构建设计载荷工况库；基于结构应变分布，构造工况库中每个工况的应变向量，创建应变空间；基于结构载荷分布，构造工况库中每个工况的载荷向量，创建载荷空间；采用施密特正交化方法，从设计载荷工况中分别筛选出应变空间的参考工况和载荷空间的参考工况；判断应变参考工况是否包含载荷参考工况，如果否，则扩展结构应变分布，构造新的应变空间，否则根据应变参考工况下的应变向量和载荷向量，通过矩阵运算，对任意工况下应变分布所对应的载荷分布进行反推计算。本发明可可从大量设计载荷工况中筛选出参考工况，解决基于结构应变分布反推载荷分布的难题，为地面试验工况的选取提供了指导。

摘要： 本实用新型公开了一种基于应变片的应变分布测量电路，包括：应变片阵列，应变片阵列包括N行M列矩阵式排布的N*M个应变片；N个第一电阻、第二电阻、M个第三电阻和多路开关，每一应变片通过多路开关与至少一个第一电阻、第二电阻和至少一个第三电阻形成电桥电路。本实用新型实施例的应变分布测量电路，通过设置应变片阵列并配套相应的采集电路，既降低了复杂度及功耗，又减少了布线线缆。

摘要： 本实用新型提供的基于分布式光纤传感的井下应变分布监测系统，把铠装光缆捆绑在垂直井、斜井或水平井的套管外侧并用固井水泥永久性固定，把铠装光缆用金属卡子捆绑在连续油管外侧固定，构建了一个对油气生产井、注水井和监测或观察井的长期应变监测传感单元，加上井口附近的分布式应变传感和分布式温度传感(DSS/DTS)复合调制解调仪器，共同组成基于分布式光纤传感的井下应变分布变化动态监测系统，有效地保证油气生产井、注水井和监测或观察井的长期稳定安全可靠的工作，为油气藏科学管理和提高采收率提供不可缺少的手段、系统和方法。