超弹性NiTi记忆合金螺栓紧固件自松弛创成机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51405371
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0504.机械结构强度学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The accumulation of the unrecoverable deformation at the screw root due to the transformation ratcheting can be thought as the important factor for the loss of the super elasticity and the self-loosening of smart memory alloy (SMA) bolt. In order to maintain the good performance of SMA bolt in the engineering application, this project aims to break through the technical limitations of the traditional studies for the bolt loosening based on the elastic-plastic ratcheting, and plans to research the self-loosening of NiTi shape memory alloy bolt by considering both the single factor effect of the transformation ratcheting and the coupling influences of the ratcheting, the creep and the self-rotation of the nut. The self-loosening simulation of bolt are undertaken by considering the constitutive model of the transformation ratcheting, the coupling constitutive model of both the transformation ratcheting and the creep for NiTi shape memory alloy, and the coupling model based on the three kinds of factors. The experiment for the mechanic characters about the NiTi shape memory alloy is carried out to obtain the necessary parameters for simulation. The loss rule of the super elasticity and the self-loosening rule of the NiTi shape memory alloy bolt are disclosed in this research by considering the effects of temperature, the preload of bolt and the alternate loading model. The constructed knowledge system has the capability of directing the reliability design of the NiTi shape memory alloy bolt joint, and has important significance and broad prospects in the fields of aerospace, and protecting against and mitigating earthquake disasters.
形状记忆合金(SMA)螺栓由于相变棘轮效应导致螺纹根部应力集中区域不可恢复变形的累积是其超弹性丧失及自松弛的重要诱因。为了维护SMA螺栓的工程使用价值,本项目拟突破传统的螺栓弹塑性棘轮效应自松弛研究的技术局限,围绕相变棘轮效应单因素作用,及棘轮效应、蠕变、螺母自旋多因素耦合作用下的超弹性NiTi记忆合金螺栓自松弛问题展开研究。构建NiTi记忆合金相变棘轮效应本构模型、棘轮效应与蠕变耦合作用本构模型,求解一致性切线模量,构建多因素耦合数值模型进行螺栓自松弛仿真。开展NiTi记忆合金力学性能实验,获取所需的仿真参数。搭建螺栓自松弛实验平台,对仿真结果进行验证,观察螺栓相变及弹塑性区域对自松弛的影响。考虑温度、预紧力及交变载荷模式因素的影响,揭示NiTi螺栓超弹性丧失及自松弛规律。所构建的知识体系不仅可指导NiTi记忆合金螺栓可靠性设计,在航空航天、防震减灾等领域将具有重要意义和广泛前景。

结项摘要

形状记忆合金(SMA)螺栓联接以其独特的超弹性,在土木工程等特殊场合的减振吸能与被动控制方面具有无可比拟的优势,而材料棘轮效应与蠕变的耦合作用导致SMA螺栓联接的服役性能恶化。因此,亟需研究SMA螺栓联接材料服役的性能衰退机理,进一步提升其工程应用价值。本项目以具有功能结构一体化特征的SMA螺栓联接的预紧力自松弛机理揭示为研究对象,构建全面考虑马氏体相变与塑性行为耦合作用,且易于有限元实现的SMA本构模型,并进一步应用于SMA螺栓连接的应力状态分析。针对SMA螺栓相变棘轮效应、马氏体塑性与蠕变耦合作用下的预紧力自松弛有限元模型构建难题,项目结合SMA螺栓联接的受载模式以及被连接件刚度模型,构建了多因素耦合作用下的一维杆单元SMA螺栓联接有限元模型,在确保求解计算精度的基础上,极大地提高了SMA螺栓预紧力自松弛分析的计算效率,验证了本项目所构建模型的工程适用性。在此基础上,通过基于力模式与位移模式的不同外载荷约束下的有限元数值分析,揭示了SMA螺栓在多因素耦合作用下的预紧力自松弛机理。同时,开展了SMA螺栓联接在循环载荷下的自松弛实验,验证了建模方法的准确性。此外,以循环载荷下的力与变形回滞曲线数据为依据,以SMA螺栓联接结构的最大能耗为目标,明确了不同规格SMA螺栓联接的最佳预紧力。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
FINITE ELEMENT ANALYSIS OF A SUPERELASTIC SHAPE MEMORY ALLOY CONSIDERING THE EFFECT OF PLASTICITY
考虑塑性影响的超弹性形状记忆合金有限元分析
  • DOI:
    10.15632/jtam-pl.55.4.1355
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Theoretical and Applied Mechanics
  • 影响因子:
    0.7
  • 作者:
    Jiang Xiangjun;Li Baotong
  • 通讯作者:
    Li Baotong
Frictionless contact of an elastic punch subject to the normal load and bending moment
弹性冲头在法向载荷和弯矩作用下的无摩擦接触
  • DOI:
    10.1134/s0021894416020206
  • 发表时间:
    2016-06
  • 期刊:
    Journal of Applied Mechanics and Technical Physics
  • 影响因子:
    0.6
  • 作者:
    Jiang X.;Shao G.;Zhu L.
  • 通讯作者:
    Zhu L.
Finite element modeling and simulation for screw fastener in coupling and its experimental analysis
联轴器螺钉紧固件有限元建模仿真及实验分析
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1001-3881.2016.06.007
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    机床与液压
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邹爱成;蒋翔俊
  • 通讯作者:
    蒋翔俊
Stiffness Analysis of Curvic Coupling in Tightening by Considering the Different Bolt Structures
考虑不同螺栓结构的拧紧曲线联轴器刚度分析
  • DOI:
    10.1061/(asce)as.1943-5525.0000503
  • 发表时间:
    2016-05-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF AEROSPACE ENGINEERING
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Jiang, Xiangjun;Zhu, Yongsheng;Zhu, Linbo
  • 通讯作者:
    Zhu, Linbo
A FLAT ASYMPTOTIC FRICTIONLESS CONTACT SUBJECT TO NORMAL LOAD AND BENDING MOMENT
法向载荷和弯矩下的平面渐近无摩擦接触
  • DOI:
    10.1017/jmech.2014.74
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    JOURNAL OF MECHANICS
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Shao G. -Q.;Hong J.;Jiang X-J;Zhu L. -B.;Chen X.;Zhu Y-S
  • 通讯作者:
    Zhu Y-S

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

弹性元件对大型可倾瓦轴承静动特性的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    交通运输工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    席文奎;韩强辉;黄天虎;徐建宁;蒋翔俊
  • 通讯作者:
    蒋翔俊
端面齿联轴器螺栓初期自松弛行为研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    华中科技大学学报(自然科学版)科技大学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蒋翔俊;朱永生;翟强;洪军
  • 通讯作者:
    洪军
形状记忆索网结构型面精度优化设计
  • DOI:
    10.3901/jme.2020.09.001
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    机械工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    潘逢群;蒋翔俊;范叶森;李智;巴静静
  • 通讯作者:
    巴静静
联轴器螺栓紧固件循环载荷作用下的应力分布
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    南京航空航天大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邹爱成;蒋翔俊;刘忠;宋小辉
  • 通讯作者:
    宋小辉
一种应力诱发相变的超弹性NiTi记忆合金本构模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    润滑与密封
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    席文奎;蒋翔俊;徐建宁
  • 通讯作者:
    徐建宁

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码