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双材料管类零件界面端应力奇异性研究

发布时间:2018-03-02 09:32

  本文关键词: 双材料管 界面端应力奇异性 有限元分析 计算方法 应力实验 出处:《合肥工业大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:双材料管类零件是一种具有优良综合性能的高效管件,被广泛应用于电子、电器、机械和生活用具等领域。由于界面端两侧材料的物性不连续,双材料圆管承受载荷时,其界面端可能存在应力奇异性,容易在界面端形成严重的应力集中,从而引起界面裂纹或脱粘,进一步导致双材料圆管的破环。本文利用有限元分析平面双材料圆环界面的应力分布情况,探索平面双材料圆环结构产生的界面端应力奇异性现象。基于多重应力奇异性数值分析方法,结合有限元分析,总结提出平面双材料圆环界面应力奇异性特征值的计算方法。在此基础上,提出分析计算双材料圆管界面端奇异应力场的一般性方法。通过分析不同材料组合双材料圆管的?-?图,得出双材料圆管的材料组合应满足的配对条件,以达到减小或消除应力奇异性的目的。通过实验研究,测量分析双材料圆管界面端的应力场,分别与理论分析结果和有限元仿真模拟相对比,结果表明,实验所得结论与两者均相符合,进一步验证了本文提出的理论方法的合理性与可行性。通过本文研究,为解决双材料圆管界面端应力奇异性问题提供理论和实验方法,并进一步为典型的双材料圆环结构在工业上的应用提供了理论依据。
[Abstract]:Bimaterial pipe parts are a kind of high efficiency pipe fittings with excellent comprehensive properties. They are widely used in the fields of electronics, electrical appliances, machinery and household appliances. Due to the discontinuity of the physical properties of the materials on both sides of the interface, the bimaterial pipe is subjected to load. The stress singularity may exist at the interface end, and it is easy to form serious stress concentration at the interface end, thus causing the interface crack or debonding. In this paper, the stress distribution of plane bimaterial annular interface is analyzed by finite element method. In this paper, the stress singularity at the interface end of planar double material annular structure is explored. Based on the numerical analysis method of multi-stress singularity, the finite element analysis is combined with the finite element analysis. A method for calculating the stress singularity at the interface of a planar bimaterial ring is presented. On this basis, a general method for analyzing and calculating the singular stress field at the interface end of a bimaterial pipe is proposed. -? In order to reduce or eliminate the stress singularity, the stress field at the interface end of the bimaterial tube is measured and analyzed by experimental study. Compared with the theoretical analysis results and the finite element simulation results, the results show that the experimental results are consistent with the two results, and further verify the rationality and feasibility of the theoretical methods proposed in this paper. It provides a theoretical and experimental method for solving the stress singularity at the interface of bimaterial pipe and provides a theoretical basis for the application of typical bimaterial annular structure in industry.
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB33

【参考文献】

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本文编号:1555961

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