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机械强度

机械强度 机械强度
  • ISSN:1001-9669
  • CN:41-1134/TH
  • 主管单位：中国机械工业联合会
  • 主办单位：中国机械总院集团郑州机
  •      械研究所有限公司;
  •      中国机械工程学会
  • 出版周期：月刊
  • 电话：0371-67710821
  • 地址：郑州市科学大道149号
  • E-mail：jxqd1975@foxmail.com
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Volume 47 期 7，2025 2025年47卷第7期

  • ·疲劳·损伤·断裂·失效分析·

    李聪, 肖欣悦, 陈荐

    DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.07.001
    摘要：多孔金属因其优异的力学性能，在过滤、催化、吸附和传热等领域得到广泛应用。然而，蠕变失效是多孔金属零部件在高温和恒应力条件下失效的主要方式之一。从孔结构、棱结构、微观缺陷以及蠕变寿命预测4个方面总结了多孔金属材料抗蠕变性能研究进展，阐述了孔隙率、孔形、孔径等孔结构对多孔金属应力指数、抗蠕变性能和变形机制的影响；分析了空心棱、实心棱两种结构在不同应力条件下的抗蠕变性能，揭示了棱宽变化对多孔金属蠕变速率的影响规律；揭示了多孔金属中常见的微观缺陷对其蠕变机制的影响；介绍了目前常用的多孔金属蠕变寿命预测本构模型。以期为多孔金属结构的长寿命服役和稳定可靠运行提供较为科学的指导。  
    关键词：多孔金属;蠕变强度;孔隙率;棱结构;微观缺陷   
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    更新时间：2025-07-10

    赵礼辉, 潘羽, 冯金芝, 郑松林, 张东东

    DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.07.002
    摘要：针对电动汽车电池箱的振动疲劳问题，以实车试验场测试载荷为基础，基于单轴和多轴（顺序加载、耦合加载）振动载荷，对比分析电池箱疲劳性能。首先，在试验场采集电池箱上敏感点处的三向加速度载荷，对不同测点载荷同一方向的功率谱密度分别进行拟合与对比分析，并通过频域损伤等效方法对功率谱密度进行加速处理，获得试验场规范下的随机振动三向加速度功率谱密度分布特征。其次，基于随机振动疲劳分析理论，构建了电池箱的多轴顺序激励、多轴耦合激励；基于疲劳损伤等效，构建了单轴强化谱激励。最后，数值仿真对比分析了三种激励下电池箱的疲劳损伤。结果表明，三种激励下电池箱的损伤位置一致，多轴耦合激励损伤大于多轴顺序激励，单轴强化谱对多轴耦合损伤的复现效果较好。这可为基于单轴强化载荷谱开展电池箱的振动疲劳快速试验提供指导。  
    关键词：强化载荷谱;多轴耦合;加速试验;疲劳损伤;电池箱   
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    更新时间：2025-07-10

    沈金屹, 胡卫鑫, 张天宇, 胡俊山, 廖文和, 田威, 沈烨

    DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.07.003
    摘要：为研究编织型复合材料胶螺混合连接接头的力学性能，构建基于三维渐进损伤模型和内聚力模型的胶螺混合连接接头力学失效模型，模拟连接接头的力学行为与损伤演化。基于Abaqus有限元软件，建立编织型复合材料胶螺混合连接有限元仿真模型，通过三维Linde准则判断复合材料的损伤萌生与扩展，采用内聚力模型模拟胶层的损伤失效过程，在试验验证模型准确性的基础上，分析不同拧紧力矩下连接结构强度和损伤失效过程。试验结果与仿真模拟结果表明，随着拧紧力矩的增加，胶层损伤扩展得到有效抑制，而胶螺混合连接结构的胶层剪切强度先增加后减小。这是因为增大拧紧力矩可以减小连接结构中胶层的剥离应力，但过大的拧紧力矩会增大胶层孔周应力，导致胶层剪切强度减小，降低了连接结构的强度。数值模拟的载荷-位移曲线与试验结果吻合，所预测的胶层断裂载荷与试验结果相当；同时层合板上的纤维损伤、基体损伤以及分层损伤在数值模型中也能很好地体现，与连接件试验后的损伤形式相近，验证了损伤预测模型的有效性。  
    关键词：复合材料;胶螺混合连接;有限元分析;胶层剪切强度;损伤演化   
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    更新时间：2025-07-10

    冯德荣, 郭绕龙, 余维林, 李超, 李召, 黄张东, 夏进启, 万强

    DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.07.004
    摘要：高锁钛合金螺栓偏心安装（螺栓头部与紧固板存在装配角度）会带来过早失效问题，严重影响航天飞行器的安全运行。而现有试验研究又难以获得螺栓断裂过程，继而影响断裂原因分析。同时，试验研究无法获得连续安装角度下螺栓断裂强度变化值。因此，针对偏心安装下高锁螺栓提前断裂的问题，通过有限元分析方法，结合试验对模型验证，利用有限元模型实现偏心安装下螺栓断裂过程可视化与不同角度偏心安装下螺栓抗拉强度预测。研究结果表明，有限元分析获得的安装角度0°与3°螺栓的抗拉强度和断裂位置与试验结果的一致性好，说明有限元模型具有较好的准确性；随安装角度的增大，螺栓头与螺纹均受到偏心载荷，产生的弯矩加剧了这两个区域的应力集中；角度<3°时螺纹处应力较大，角度≥3°时头部应力较大；有限元模型成功实现1°、2°、4°下的螺栓抗拉强度预测。研究结果有效揭示了偏心载荷作用下高锁钛螺栓的断裂机制，同时仿真模型可实现不同安装角度下螺栓抗拉强度预测，为偏心螺栓服役提供技术说明。  
    关键词：高锁螺栓;有限元仿真;装配角度;断裂机制;抗拉强度预测   
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    更新时间：2025-07-10
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