网格重划在分析橡胶大变形中的应用-株洲时代新材料科技股份有限公司
显示积分在橡胶产品设计分析中的应用
周炜、黄友剑、张亚新
株洲时代新材科技股份有限公司技术中心，株洲，421007
摘要：用隐示积分对橡胶元件进行承载有限元分析过程中，因变形过大而产生严重的网格畸变，导致分析不能收敛。为使分析能够完成，可将橡胶变形过程看成一个准静态问题，采用显示积分进行求解，可以得到完整的载荷位移曲线。
关键词：橡胶，大变形，显示积分
橡胶弹性元件能够有效的衰减振动、隔离噪音，具有质量轻、易维护和保养等优点。目前广泛应用于铁路、城市轨道交通、汽车、工程机械、工业装备、军事、化工等行业。橡胶元件在承载过程中，往往会表现出大变形的承载效果。在对橡胶元件进行受力分析过程中，因橡胶变形过大，采用常规的隐示积分进行求解时，往往会因为橡胶单元发生了严重扭曲变形，从而使求解无法收敛。针对这一情况，一些文章中提出了网格重划方法[1、2]。但网格重划技术具有一定的局限性，只能用于结构及载荷均呈轴对称特点的分析，并且分析过程比较繁琐，往往需要经过多次网格重划过程才能得到较为理想的结果。对于一般结构的橡胶元件，网格重划方法不一定适用。为了有效解决橡胶元件大变形的分析问题，对于一般结构橡胶元件，可以采用显示积分进行分析。显示积分能够有效克服橡胶元件因大变形而导致的分析收
敛性差问题，使工程分析人员获得所需要的变形结果及整体的载荷、位移曲线。
隐式积分和显示积分是ABAQUS软件常用的两种求解方法，本文将以一种典型橡胶元件橡胶弹簧产品的大变形分析为例对
显示积分在橡胶产品设计分析中的应用进
行探讨。
1 求解方法
ABAQUS的隐式积分和显示积分求解器具有解决各类工程问题的能力。
隐式积分采用Newton－Raphson法、增量法和迭代法求解大型方程组，在每一个载荷增量步中都进行一系列迭代，并对计算结果逐步修正，直至满足平衡迭代。由于存在大量的平衡迭代，因此用隐式积分法进行分析求解存在收敛问题。
显示积分法采用中心差分法求解大型方程组，显示地对运动方程在时间上进行积分，利用上一个增量步地平衡方程动态地计算下一增量步地状态。显示积分法不需要迭代，因此不存在收敛问题。
一般而言，隐示积分法适用于结构静力分析、耦合分析、动态线性分析和热分析等。显示积分法适用于高速动力问题，复杂接触问题，材料磨损和失效问题等。对于一些运动速度和加载速度较小且对分析结果影响不大的准静态问题，也可以采用显示积分进行求解。结合橡胶元件的试验过程，可以将一部分橡胶元件的受力分析看成准静态分析问题，采用显示积分进行求解。
2. 橡胶元件的结构力学特征
橡胶元件的分析涉及到固体力学、摩擦学、高分子材料学以及计算方法等方面的理论知识，因此要对其进行精确研究在理论上
存在困难，难以全真模拟。现简单介绍橡胶元件中的三重非线性。 2.1 几何非线性
橡胶元件在承载过程中，往往会表现出大变形的承载效果。在一定的载荷作用下，尽管应变较小，未超过弹性极限，但位移较大，位移和变形关系已远远超出了线性理论的范畴。这时必须考虑变形对平衡的影响，即平衡条件应建立在变形后的位移上，同时应变表达式也应包括位移的二次项，因此平衡方程和几何关系都表现为复杂几何非线性[2,3]。
2.2 橡胶体超弹材料非线性
橡胶材料属超弹性材料，在变形过程中，应力是瞬时应变的非线性函数。这种应力应变关系需要通过应变能密度函数来描述。在分析软件中，应用最多的还是Moon ey-Rivlin 本构模型，通过单轴拉伸、平面剪切与等双轴拉伸等试验，来拟合出该模型。运用Mooney-Rivlin 本构模型描述的应变能函数.
2
201110)1(1
)3()3(-+-+-=el J D I C I C U
式中U 为应变能函数；10C 、01C 为材料参数，通过试验数据拟合确定；1I 、2I 为第1、2偏应变不变量；el
J 为弹性体积比；1D 为决定材料是否可压。
2.3 边界(状态)非线性
接触问题的复杂性是由于系统接触状态的改变造成的，故接触问题又被称为是广泛存在于工程实际的一个复杂的状态非线性问题。橡胶元件分析中广泛存在着变形接触。由于弹性元件受力变形后橡胶体和金属部件之间以及橡胶体之间的接触是不能事先判断准确的，这种接触问题只能运用面面接触的力学模型。ABAQUS 程序采用罚单元法描述接触问题。从变分角度看，是将结构的总势能π表达为应变势能W 、外力势能e W 和接触力势能Q 的和。即
Q W W e ++=π
通过罚单元给出Q 的表达式，从而可解
决接触面不被穿透的问题。
3 橡胶弹簧产品的分析实例
橡胶弹簧是一种结构较为复杂的橡胶元件，本文将以此为例进行分析。橡胶弹簧的主要承载为垂向持续动载，产品结构为纯橡胶的非轴对称结构。
图1：橡胶弹簧1/2模型初始网格结构
图1为橡胶弹簧承载前的1/2网格模型，上、下部分为金属试验工装，中间为橡胶体，橡胶高度176mm ，分析要求预测出承受105mm 压缩时的变形状态。 3.1 隐式积分求解
将橡胶弹簧的变形过程看成结构静力问题，采用隐式积分进行求解。
图2：橡胶体隐示积分的变形状态（位移64mm ）
利用Mooney-Rivlin 本构模型模拟橡胶
材料的变形特性，同时利用线弹性属性：弹
性模量及泊桑比来模拟金属的变形特性。在本文的模型中，共定义橡胶单元（C3D8H ）
17360个，缩减积分单元（C3D8R）2040个。在分析模拟过程中，分析进行到压缩为64mm（见图2）时，因部分网格变形太大而畸变，接触问题过于复杂，致使分析无法收敛。
3.2 显示积分求解
将橡胶弹簧的变形过程看成结构准静态问题，如果采用显示积分进行求解，可有效避免接触过于复杂，分析无法收敛问题。
图3：橡胶体显示积分的变形状态（位移105mm）
图4：橡胶体显示积分的变形状态（位移64mm）图4为用显示积分进行求解得到的橡胶弹簧橡胶体部分在64mm位移情况下的应力云图。与采用隐示积分求解得到的64mm 位移情况下的应力云图相比，Mises应力值基本相等，且应力分布情况基本一致。3.3 结果处理
橡胶产品的一个重要设计指标为满足要求的载荷位移特性曲线。采用隐示积分求解空心簧，由于分析不能收敛，不能得到完整的载荷位移曲线，如图5所示。利用分析结果采用数据拟合方式得到的载荷位移曲线与试验值相比误差较大，不能正确描述空心簧的非线性刚度特性。
采用显示积分计算可以得到完整的载荷位移曲线。曲线的前半段与隐示积分得到的载荷位移曲线基本一致，曲线的后半段与产品的实验数据基本一致，很好的描述了空心簧的非线性刚度特性。
图5：空心簧的载荷位移曲线
4、显示积分需要考虑的问题
显示积分是条件稳定的，在采用显示积分求解橡胶问题时需要考虑以下几个问题：（1）与隐示积分相比，显示积分每个增量的计算成本较低，但其需要的计算时间较长。通过质量缩放可以有效减少计算时间，但是分析模型质量的显著变化可能会改变问题的物理模型。如图6所示，空心簧质量放大4倍以后，其分析时间缩短2倍，而分析质量没有下降；质量放大25倍以后，分析时间缩短5倍，而其载荷位移曲线呈现出显著的振荡情况，这表明分析质量已不能满足要求。
（2）显示积分的稳定极限是与模型的最小单元尺寸成正比的。因此，在满足分析精度的前提下，模型应该采用尽可能大且均匀的单元尺寸。
（3）使用显示积分进行橡胶大变形分析时，施加的载荷应尽可能光滑。突然、急促的运动会产生应力波，导致分析结果出现振荡，分析质量下降。
图6 质量放大对分析结果的影响
5、结论
将橡胶元件的受力分析看成准静态问题，采用显示积分法进行求解，成功实现对橡胶弹簧产品垂向大变形的分析预测，可以得出以下几点结论：
●采用显示积分进行求解是解决橡胶大变
形分析问题的一个重要方法。
●使用显示积分进行橡胶大变形分析时，
分析的关键是要设置合适的加载方式、网格大小和质量缩放系数等模型参数，使结果尽量接近静态分析结果，判断是否属于准静态分析的一个重要标准是，分析过程中的动能一般不应超过内能的5％～10％[3]。（结论必须是自己的话，不能引用）●对于大变形，收敛困难的橡胶问题，用
显示积分求解可以得到完整的载荷位移
曲线，通过检测曲线是否存在明显的振
荡，以及比较其与用隐示积分求解出的
非完整载荷位移曲线的吻合程度，可以
判断显示积分的分析结果是否满足精度
要求。
6、参考文献
[1] 王永冠，黄友剑，卜继玲. Map Solution在橡胶
产品设计分析中的应用. Abaqus 年会 2008 [2] Abaqus example problems manual 1.3.1 upsetting
of a cylindrical billet: quasi-stastic analysis with mesh-to mesh solution mapping, ABAQUS manual, 2006
（参考文献至少要三个）
Mesh to Mesh Solution Mapping Capabilities used in the rubber FEA
Huang Youjian，Pan Shiwen Guo Hongfeng
Zhuzhou times new material technology Co., Ltd, ZhuZhou, 412007
用隐示积分对橡胶元件进行承载有限元分析过程中，因变形过大而产生严重的网格畸变，导致分析不能收敛。为使分析能够进行下去，可将橡胶变形过程看成一个准静态问题，采用显示积分进行求解，可以得到完整的载荷位移曲线。
Abstract:For implicit procedure, the strains of rubber products become so large in loading procedure that the elements are so severely distorted, so analysis can’t converge. In order to complete analysis, explicit procedure is used. Rubber deformation process can be regarded as a quasi-static problem, so a complete load displacement curve is received.
Key words: rubber; large strain; explicit procedure
网格重划在分析橡胶大变形中的应用-株洲时代新材料科技股份有限公司
显示积分在橡胶产品设计分析中的应用 周炜、黄友剑、张亚新 株洲时代新材科技股份有限公司技术中心，株洲，421007 摘要：用隐示积分对橡胶元件进行承载有限元分析过程中，因变形过大而产生严重的网格畸变，导致分析不能收敛。为使分析能够完成，可将橡胶变形过程看成一个准静态问题，采用显示积分进行求解，可以得到完整的载荷位移曲线。 关键词：橡胶，大变形，显示积分 橡胶弹性元件能够有效的衰减振动、隔离噪音，具有质量轻、易维护和保养等优点。目前广泛应用于铁路、城市轨道交通、汽车、工程机械、工业装备、军事、化工等行业。橡胶元件在承载过程中，往往会表现出大变形的承载效果。在对橡胶元件进行受力分析过程中，因橡胶变形过大，采用常规的隐示积分进行求解时，往往会因为橡胶单元发生了严重扭曲变形，从而使求解无法收敛。针对这一情况，一些文章中提出了网格重划方法[1、2]。但网格重划技术具有一定的局限性，只能用于结构及载荷均呈轴对称特点的分析，并且分析过程比较繁琐，往往需要经过多次网格重划过程才能得到较为理想的结果。对于一般结构的橡胶元件，网格重划方法不一定适用。为了有效解决橡胶元件大变形的分析问题，对于一般结构橡胶元件，可以采用显示积分进行分析。显示积分能够有效克服橡胶元件因大变形而导致的分析收 敛性差问题，使工程分析人员获得所需要的变形结果及整体的载荷、位移曲线。 隐式积分和显示积分是ABAQUS软件常用的两种求解方法，本文将以一种典型橡胶元件橡胶弹簧产品的大变形分析为例对 显示积分在橡胶产品设计分析中的应用进 行探讨。 1 求解方法 ABAQUS的隐式积分和显示积分求解器具有解决各类工程问题的能力。 隐式积分采用Newton－Raphson法、增量法和迭代法求解大型方程组，在每一个载荷增量步中都进行一系列迭代，并对计算结果逐步修正，直至满足平衡迭代。由于存在大量的平衡迭代，因此用隐式积分法进行分析求解存在收敛问题。 显示积分法采用中心差分法求解大型方程组，显示地对运动方程在时间上进行积分，利用上一个增量步地平衡方程动态地计算下一增量步地状态。显示积分法不需要迭代，因此不存在收敛问题。 一般而言，隐示积分法适用于结构静力分析、耦合分析、动态线性分析和热分析等。显示积分法适用于高速动力问题，复杂接触问题，材料磨损和失效问题等。对于一些运动速度和加载速度较小且对分析结果影响不大的准静态问题，也可以采用显示积分进行求解。结合橡胶元件的试验过程，可以将一部分橡胶元件的受力分析看成准静态分析问题，采用显示积分进行求解。 2. 橡胶元件的结构力学特征 橡胶元件的分析涉及到固体力学、摩擦学、高分子材料学以及计算方法等方面的理论知识，因此要对其进行精确研究在理论上
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关于橡胶元件几种典型失效形式的探讨 黄友剑、张亚新、郭红锋、刘建勋 株洲时代新材料科技股份有限公司，株洲，412007 摘要：橡胶元件已广泛应用于减振降噪、摊铺压路及密封等工程领域。根据橡胶元件的使用功能及失效特点，本文较详细介绍了橡胶元件的两种失效形式：功能性失效和破坏性失效，以及这两种失效形式对产品使用性能的影响。 关键词：橡胶元件，功能性失效，破坏性失效，稳定性 前言： 橡胶材料由于其高弹性和可硫化性，可设计成适应装配及使用工况所需要的产品结构，因而被广泛应用于包括航空航天、机械工程、铁路建筑、摊铺压路等领域。为适应使用工况及满足设计目标，开发的各种橡胶元件，其失效形式也因此表现为不同的形态，主要有以功能性为特征的松弛蠕变失效、刚度失效、稳定性失效模式，以及破坏性为特征的疲劳失效、极限失效、粘结失效模式。 1功能性失效 1.1应力松弛及蠕变失效 应力松弛是指在应变恒定的条件下，随时间的延长应力下降的现象[1]（见图1）。高分子材料发生应力松弛是由于分子间相互流动的结果，而蠕变是指在恒定的应力作用下材料的应变随时间增加而逐渐增大的现象。蠕变和应力松弛均属于静态力学黏弹性过程，本质相同，表现形式不同。 当橡胶元件在高度压缩的状态下，压力会随时间而减少，当元件压力小于设计压力时，橡胶元件将会丧失其密封效果而失效。表现出这种应力松弛及蠕变失效形态的典型橡胶元件为各类密封件和大承载的橡胶减震元件。对于大承载的剪切型橡胶减震元件，多表现为大位移、大挠度的承载特性，在承载的过程中，这种不断增加的蠕变会使结构在承载过程中的设计高度无法得到保证而失效；而结构承受载荷越大，结构的抗蠕变性能则越差，蠕变效益会越明显，蠕变量会越大（见图2）。 图1 材料的应力松弛 图2 橡胶元件的蠕变特性 为确保结构在承受载荷的过程中，不因蠕变或应力松弛而导致元件发生功能性失效，应以改善橡胶结构的蠕变性能为目标，在配方设计中适当增加以提高橡胶弹性和抗耐老化性能为特征的胶料组分。因此优化橡胶组份如石墨、抗氧化稳定剂的混合比，
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一．前言 汽车前后端所装有的保险梁，其重要之处在于可以在冲撞时吸收能量并保护车身和车内成员安全。早先汽车的防撞钢梁以金属材料为主，用厚度为3毫米以上的钢板冲压成U形槽钢，表面处理镀铬，与车架纵梁铆接或焊接在一起，看上去十分不美观。近年来家用车的保险杠主要由加强壳体，吸能材料和加强横梁组成。 fig. 1 保险杠结构 fig. 2 实物图解 由上图可见，在发生高速碰撞时，能起到最大保护作用的是最后一层的防撞钢梁，防撞钢梁大多数由轻质铝合金或钢材制成。目前防撞钢梁的结构有如下横截面。 fig. 3 大多数防撞梁所采取的结构 fig. 4分析中所采取的结构 一．建立模型并求解 1.先按照图4的横截面绘制防撞梁的三维模型。
fig. 5 防撞梁三维模型 2.用import命令将其导入到workbench中，选择材料并设置材料属性，本次分析中采用铝合金。弹性模量E=71Gpa,泊松比为0.3 3. fig. 6 材料属性 3.划分网格，由于三维模型尺寸与实际尺寸相符，为保证求解速度，故网格 单元大小设为5mm，结果如图7所示。 fig. 7 网格划分
4.设置边界条件，如图8所示，在保险梁和车身骨架连接处设置fixed support ，并在正面设置50吨的力，保持和实际撞击情况相符。 fig. 8 边界条件设置 5.求解结果。 从图9和图10可以看出，铝合金梁是可以承受的住50吨的冲击力，梁的变形量最大有19.857mm ，最大应力4751.8Mpa ，还不至发生破坏。 二． 结构优化 fig. 9变形云图 fig. 10 应力云图
时代新材2020年第一次临时股东大会会议文件
株洲时代新材料科技股份有限公司2020年第一次临时股东大会 会议文件 2020年7月28日
会议议程 时间：2020年7月28日（星期二）下午2:30 地点：时代新材工业园203会议室 主持人：杨军董事长 会议议题： （一）主持人宣布会议开始，并说明本次股东大会出席情况；（二）审议会议议案： 1、审议关于向合资公司增资暨关联交易的议案； 2、审议关于间接控股股东避免同业竞争承诺部分延期的议案。（三）推选计票人、监票人； （四）填写表决票； （五）统计投票结果； （六）主持人宣布投票表决结果； （七）律师宣读本次股东大会法律意见书。
议案一： 关于向合资公司增资暨关联交易的议案 各位股东及股东代表： 为解决中国中车与时代新材在轨道车辆用空气弹簧、轨道车辆用金属橡胶件领域存在的同业竞争问题，按中国中车制定的解决同业竞争重组方案实施步骤，公司拟以所持的业务全资子公司时代瑞唯100%股权，向合资公司株洲中车新锐减振科技有限公司进行增资。现将相关情况介绍如下： 一、对外投资及关联交易概述 （一）交易概述 2015年8月5日，中国中车向时代新材出具了《关于避免与株洲时代新材料科技股份有限公司同业竞争的承诺函》，内容为：“中国中车股份有限公司（以下简称“本公司”）目前在轨道车辆用空气弹簧、轨道车辆用橡胶金属件等领域与本公司间接控股的株洲时代新材料科技股份有限公司（以下简称“时代新材”）存在同业竞争。为解决与时代新材之间的同业竞争，根据相关法律法规的规定，本公司承诺如下：本公司将在本承诺函出具之日起五年内通过监管部门认可的方式(包括但不限于资产重组、业务整合等)解决与时代新材的同业竞争问题。” 为解决同业竞争问题，由中国中车统一部署并制定了时代新材与思锐科技的重组方案，方案具体步骤和实施情况如下： （一）2020 年5 月 7日，时代新材召开第八届董事会第二十三次（临时）会议，审议通过了关于投资成立合资公司暨关联交易的议案，时代新材与思锐科技以现金1,000万元共同投资设立合资公司中车新锐，作为后续解决上述中国中车与时代新材同业竞争问题的整合平台。 （二）2020年5月7日，时代新材召开第八届董事会第二十三次（临时）会议，审议通过了公司以自有资金10,000万元投资成立全资子公司时代瑞唯，承接时代新材涉及同业竞争相关资产、业务及人员；2020年5月22日，时代新材召开第八届董事会第二十四次（临时）会议，审议通过了公司以协议转让方式将涉及同业竞争相关产业转让给全资子公司时代瑞唯。时代瑞唯最终以实际资产
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目录 文摘 英文文摘 第一章绪论 1.1引言 1.2选题背景 1.3本论文的主要研究内容第二章橡胶类材料的本构关系 2.1引言 2.2橡胶材料的本构关系2.2.1橡胶材料的统计理论2.2.2橡胶材料的唯象理论2.3橡胶材料的应力应变关系2.4小结 第三章非线性橡胶材料的有限单元法 3.1引言 3.2非线性橡胶材料的罚有限元法3.3非线性橡胶材料的混合有限元法3.4非线性橡胶材料的杂交有限元法 3.5ANSYS软件的非线性有限元分析方法3.6小结 第四章橡胶材料常数的研究 4.1引言 4.2测定橡胶材料常数的实验方法 4.3 Mooney-Rivlin型橡胶材料常数C1和C2的测定4.4橡胶硬度对Mooney-Rivlin型橡胶材料常数的影响 4.4.1橡胶硬度与弹性模量的关系4.4.2橡胶柱的压缩试验 4.4.3橡胶柱的有限元分析 4.4.4橡胶支座的有限元分析 4.4.5不同硬度下橡胶材料常数C1和C2的确定5小结 第五章橡胶夹层的断裂分析 5.1引言 5.2双悬臂橡胶夹层梁的有限元分析5.2.1试验研究 5.2.2有限元分析 5.2.3计算结果分析 5.3双悬臂橡胶夹层梁的断裂力学分析5.3.1双悬臂橡胶夹层梁界面J积分5.3.2双悬臂橡胶夹层梁应变能释放率G 5.3.3双悬臂橡胶夹层梁的断裂力学分析5.4双剪切橡胶夹层的有限元分析 5.5双剪切橡胶夹层的断裂力学分析 5.5.1双剪切橡胶夹层界面断裂韧性 5.5.2双剪切橡胶夹层的断裂力学分析 6小结 第六章橡胶弹性车轮动态特性分析 6.1引言 6.2橡胶弹性车轮的特点 6.3橡胶弹性车轮的结构 6.4橡胶弹性车轮的有限元分析6.4.1橡胶弹性车轮的有限元分析 6.4.2橡胶弹性车轮的减振效果 6.4.3橡胶硬度对弹性车轮动态特性的影响6.5小结 第七章结论 7.1橡胶材料常数的研究 7.2橡胶夹层的断裂分析 7.3橡胶弹性车轮动态特性分析 参考文献 致谢
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仿真分析技术在重型运载火箭舱段铆接装配中 的应用
Journal of Aerospace Science and Technology 国际航空航天科学, 2019, 7(2), 23-32 Published Online June 2019 in Hans. https://www.360docs.net/doc/151677002.html,/journal/jast https://https://www.360docs.net/doc/151677002.html,/10.12677/jast.2019.72004 The Application of Simulation Technology on the Assembly of Heavy Launch Vehicle Riveting Cabin Dongxu Hou1, Xiao Hu1, Wei Zhang2, Yao Ma1, Lihui An3 1Capital Aerospace Machinery Company, Beijing 2Beijing Institute of Astronautically Systems Engineering, Beijing 3China Academy of Launch Vehicle Technology, Beijing Received: May 8th, 2019; accepted: May 24th, 2019; published: May 31st, 2019 Abstract Aiming at the problem of heavy launch vehicle riveting cabins assembly, such as unreasonable as-sembly process, assembly deviation and assembly deformation, the paper focuses on the research of the application of simulation technology. The method of assembly simulation to optimized as-sembly process by the software of DELMIA is put forward. The method of deviation simulation to optimized assembly tolerance by the software of CATIA 3DCS is put forward. The method of de-formation simulation by the software of Ls-DYNA is put forward to optimized assembly deforma-tion and assembly path. At last, the method is validated through an application case. Keywords Launch Vehicle, Riveting Cabin, Assembly Simulation, Deviation Simulation, Deformation Simulation 仿真分析技术在重型运载火箭舱段铆接装配中的应用 侯东旭1，呼啸1，张薇2，马遥1，安立辉3 1首都航天机械有限公司，北京 2北京宇航系统工程研究所，北京 3中国运载火箭技术研究院，北京 收稿日期：2019年5月8日；录用日期：2019年5月24日；发布日期：2019年5月31日
中国南车集团株洲电力机车研究所简介
中国南车集团株洲电力机车研究所简介 中国南车集团株洲电力机车研究所简介 中国南车集团株洲电力机车研究所始创于1959年，是一家服务于轨道交通机车车辆行业的科技型企业，隶属于中国南方机车车辆工业集团公司，总部坐落在漂亮的湘江之滨、素有“中国电力机车摇篮”之称的湖南省株洲市。 中国南车集团株洲电力机车研究所（含事业本部）及其下属企业株洲南车时代电气股份有限公司、株洲时代新材料科技股份有限公司，现有职员5000余人、资产总额超过50亿元，年销售收入已逾20亿元。其中，中国南车集团株洲电力机车研究所作为控股母公司履行控股治理及孵化进展新产业的职能；株洲南车时代电气股份有限公司定位于作轨道交通电传动装备的领先者，并向强相关领域拓展；株洲时代新材料科技股份有限公司定位于作减振降噪产品、高分子复合改性材料和绝缘材料产业的领跑者。 株洲所及其下属企业要紧从事机车电传动技术及工业、民用变流技术的应用研究和工程化研究，承担电力机车、内燃机车、地铁及轻轨车辆、客车、大型养路机械、电动汽车用电气操纵装置以及电力电子器件、传感器、新材料等产品的开发与生产。产品广泛应用于铁路、城轨、矿山、冶金、化工、机械、电力、建筑及汽车等行业，并出口北美、欧洲、西亚、东南亚等地。 通过多年进展，株洲所在行业内树立了较高的声誉。现已成为国家变流技术工程研究中心的依靠单位、都市轨道牵引设备交流传动与操纵系统国产化定点单位、国家级牵引电气设备检验站的挂靠单位、IEC/TC9行业标准的国内归口单位、全国牵引电气设备与系统标准化技术委员会秘书处挂靠单位。株洲所是湖南省重点高技术企业，拥有科技产品进出口自主经营权，拥有博士后科研工作流淌站。
橡胶密封圈三维接触问题的有限元分析
收稿日期:1999204213 ?结构分析? 橡胶密封圈三维接触问题的有限元分析 陈 宏 左正兴 廖日东 (北京理工大学,北京 100081) 摘 要 本文采用三维模型对橡胶密封圈进行了有限元分析,在讨论超弹性体材料接触 问题的前提下,研究了密封结构同轴度和橡胶圈安装扭曲对密封接触状态的影响.通过对 这些影响规律的分析,找出了造成密封失效的一些可能原因. 关键词 有限元法;橡胶圈;结构分析 1 引 言 O 形圈在安装和密封过程中的变形及应力可以采用轴对称网格模型进行有限元分析,通过数值分析能够得到结构参数对橡胶圈与沟槽接触及变形状况的影响规律,较之传统的经验设计方法具有很多优点[1].但是,二维轴对称有限元模型对于O 型圈在安装或密封中的一些非轴对称问题却无能为力,这些非轴对称问题包括扭曲问题和同轴度问题.本文采用三维有限元模型描述O 形橡胶圈与沟槽所构成的力学模型,分析研究了扭曲和同轴度对密封圈变形及受力影响,通过有限分析结果得出几点有参考意义的结论. 本文所分析的工程对象是12150柴油机油泵传动轴承密封结构,该结构的密封工况为静态密封.在实际产品中由于各种因素使得该密封经常失效,其中轴承与安装孔的同轴度和橡胶圈安装过程中的扭曲是造成严重泄漏的重要原因.通过采用本文的三维有限元分析方法,从数值上反映了这些因素对密封接触状态的影响. 2 有限元模型的建立 O 形圈密封结构三维有限元模型包括金属沟槽实体单元、橡胶结构实体单元和接触单元.在建立了几何模型之后,对实体单元进行网格划分,采用超弹性八节点六面体单元对O 形橡胶圈进行了映射式划分,其截面形态如图1所示,这样划分的结果能够保证截面单元具有良好的性态.根据产品生产单位提供的硅材料和试验数据,橡胶采用M ooney 2R ivlin 两项式应变能描述的超弹性材料,材料参数C 1为015516M Pa ,C 2为011739M Pa ,泊松比为01499. 采用线弹性八节点六面体单元对沟槽进行网格划分,单元材料为金属铝,材料弹性模量为71000M Pa ,泊松比为013.密封结构的三维有限元网格模型如图2所示. 对于不同的受力状况,O 形圈外表面任何一点都有可能与周围的密封沟槽发生接触,而接触单元的多少决定了计算规模的大小,因此需要根据具体问题建立接触单元.通过罚单元法求解接触问题时,划分接触单元必须要事先预计好可能发生接触的表面,划分单元时在适当 1999年第4期兵 工 学 报 坦克装甲车与发动机分册总第76期
减振降噪材料在风力发电领域的应用1008-株洲时代新材料科技股份
减振降噪功能材料在风力发电机舱内的应用研究 谭亮红邓凯桓 （株洲时代新材料科技股份有限公司湖南株洲412007） 摘要：本文根据风力发电机机舱内部的振动噪声源以及其频谱特性, 选择合适的减振降噪功能材料，制定减振降噪方案，对风力发电机的机舱进行降噪处理，最后对减振降 噪方案的效果进行测试评估。结果显示应用合适的减振降噪功能材料对风力发电机 舱内的噪声有很好的降噪效果。 关键词：风力发电机舱弹性支撑元件阻尼隔声材料吸声材料减振降噪 前言 随着全球能源的紧张和人们环保意识的提高，低碳生活成为社会倡导的主流方向，风力能源作为一种新型能源已经迅速被人们利用。随着风力发电的发展，风力发电机功率不断增大，并且风电场由偏远地区靠近繁华地区，所以风力发电机带来的噪声也是各生产厂家急需解决的问题。 减振降噪阻尼材料作为一种功能材料，在减振降噪领域使用非常广泛，但是其使用的合理性，如何提高其性价比，发挥其最好的功能是值得研究的问题。 本文从某风场某型号的风力发电机组的机舱（见图1）减振降噪治理方法为例，研究了如何根据实际减振降噪处理对象选择减振降噪材料的方法。以供各风力发电机主机制造厂家和配件制造厂家参考。
图1风力发电机舱示意图 1.发电机外机舱的噪声特性 图2 某风场600KW 风力发电机机舱内部噪声1/3倍频程频谱曲线
备注：测试设备使用的是丹麦的B&K公司生产的7655型，16通道振动测试仪 从图3噪声频谱图上可以看出，机舱内的噪声频率范围较宽，但主要还是集中在200 HZ-3.15K HZ的中高频率段，在中心频率400 HZ 、630 HZ和1600HZ三个频率段存在较大峰值，所以在机舱的噪声控制中尤其重视这段频段的控制。从贺才春[1]等人对风力发电机的噪声源分析来看，机舱内的噪声主要来源发电机的齿轮转动，轴承转动，机舱壳体以及其它部件产生的振动等。从噪声产生的原理来讲，一方面是噪声源产生的噪声在空间的传播，另一方面是由于部件运转的强烈振动产生的噪声。根据风力发电机整机的结构，对风力发电机组的后期振动噪声处理只能通过减振，隔声和吸声来降低噪声的传播。所以风力发电机舱噪声的治理方案和材料的选择必须根据机舱的结构特点，噪声产生原理及其频谱特性为指导。 2.发电机机舱的噪声治理方案 通过对风力发电机机舱内噪声的频普特性和噪声产生的原理分析。我们初步设计了机舱内的治理方案，首先在发电机和齿轮箱的支座下使用减振支座，其次在机舱内壁上帖上阻尼材料来减少机舱壳的振动产生的噪声，同时起到对齿轮转动和轴承转动产生的噪声的隔声作用，减少噪声向舱外传播；最后在机舱壳体的阻尼材料上再粘贴一层多孔材料来吸声，减少机舱内噪声的反射传播。通过这样的阻尼隔声材料，多孔吸声材料以及弹性减振元件复合使用来对机舱内进行减振降噪处理。下面介绍该方案中各种材料性能情况。 2.3弹性支撑元件 根据发动机舱内振动噪声来源分析，齿轮箱、发电机及其他传动装置产生的噪声是舱内的主要振动和噪声源。所以首先降低隔离和降低发动机组运转过程中振动的传递，在发动机
结合损伤力学与有限元方法预估铆接结构疲劳寿命
结合损伤力学与有限元方法预估铆接结构疲劳寿命 张晓彪，张君男 （西北工业大学航空学院，陕西西安７１００７２） 摘 要：利用飞机铆接试验件疲劳试验数据，结合损伤力学与有限元方法，通过ＭＡＴＬＡＢ调用ＡＢＡＱＵＳ进行损伤演化方程参数的遗传优化反演。将反演得到的损伤演化方程用于飞机结构疲劳寿命预估中，对机翼蒙皮锪窝形式的铆接结构进行了寿命计算和分析，并与试验数据作对比，证明了方法的可行性。关键词：损伤力学；有限元方法；损伤演化；参数反演；铆接结构 中图分类号：Ｏ２４２．２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１桘６５４Ｘ（２０１４）０３桘００６６桘０３ ＦａｔｉｇｕｅＬｉｆｅＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆＲｉｖｅｔｅｄＳｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈＤａｍａｇｅＭｅｃｈａｎｉｃｓ＆ＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄ ＺＨＡＮＧＸｉａｏ桘ｂｉａｏ，ＺＨＡＮＧＪｕｎ桘ｎａｎ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ′ａｎ７１００６８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｔｅｓｔｄａｔａｏｆａｉｒｃｒａｆｔｒｉｖｅｔｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｔｅｓｔｐｉｅｃｅｓ，ｔｈｅｉｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｐａｒａｍｅ－ ｔｅｒｓｉｎａｄａｍａｇｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎｉｓｄｏｎｅｗｉｔｈｔｈｅｄａｍａｇｅｍｅｃｈａｎｉｃｓ桘ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｂｙＭＡＴ－ＬＡＢａｎｄＡＢＡＱＵＳ．Ｔｈｅｎｔｈｉｓｅｑｕａｔｉｏｎｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｏｆａｉｒｃｒａｆｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ａｎｄｄｏｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｌｉｆｅｓｐａｎｏｆｔｈｅｃｏｕｎｔｅｒｓｉｎｋｒｉｖｅｔｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｗｉｎｇｓｋｉｎｓ．Ｎｕ－ｍｅｒｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄａｍａｇｅｍｅｃｈａｎｉｃｓ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ；ｄａｍａｇｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎ；ｉｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；ｒｉｖｅｔｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅ 引言 在飞机结构的疲劳寿命分析中，铆接结构的铆钉孔处应力集中严重，容易萌生疲劳裂纹，导致蒙皮开裂，造成严重的后果。因而，准确预测铆接结构疲劳寿命对于保证飞机的安全具有重要意义。目前，实际工程中采用的铆接结构寿命预测方法主要是基于试验和统计的经验公式［１－２］ 对结构的疲劳性能进行计算分析，一般要对构件进行大量的疲劳试验。通过建立一种损伤累积理论来描述结构件的疲劳破坏过程，可以方便地预估结构件的疲劳寿命。 损伤力学作为固体力学的一个重要的分支，为结构的疲劳损伤分析提供了新的方法来定量计算结构的疲劳寿命和预估疲劳性能。损伤演化方程描述了材料的损伤内变量在使用过程中的变化规律。损伤力学理论［３］ 认为：结构的疲劳损伤累积引起的失效是结构内疲劳损伤按照一定的演化规律逐渐演化的一个过程，当损伤累积到门槛值时结构发生失效破坏。周太全［４］ 在全耦合疲劳损伤方法中引入了有限元的二次开发，分析桥梁构件损伤场与应力场互耦对于损伤累积的影 响；贾善坡 ［５］ 提出了一种通过有限元迭代的反演分析 方法。 本文结合上述两种方法［４－５］ ，在ＡＢＡＱＵＳ材料子 程序中建立耦合疲劳损伤的材料模型，在应力场中引入损伤演化的影响，利用铆接结构件的疲劳试验数据，借助ＭＡＴＬＡＢ采用遗传算法进行遗传优化反演，得到结构损伤演化方程，通过计算疲劳寿命与试验结果对比进行验证。 １ 损伤力学理论 １）损伤度定义 Ｌｅｒｍａｉｔｒｅ［６］ 将损伤度定义为：Ｄ＝１－ＥＤ／Ｅ （１） 式中，Ｅ为材料无损时的弹性模量，ＥＤ为材料损伤度为Ｄ时的弹性模量。 ２）含损材料本构方程 含损材料伤考虑损伤度后的本构关系变为：σ＝Ｅ１－Ｄε（２）式中，σ为应力，ε为应变。 收稿日期：２０１３－１２－０７ 修订日期：２０１４－０４－０８ 作者简介：张晓彪（１９９０－），男，安徽宿州人，硕士研究生，主要研究方向为飞行器结构设计。 第４４卷 第３期航空计算技术 Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．３２０１４年５月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＭａｙ．２０１４
时代新材：关于投资成立合资公司暨关联交易的公告
证券代码：600458 证券简称：时代新材公告编号：临2020-034 株洲时代新材料科技股份有限公司 关于投资成立合资公司暨关联交易的公告 本公司董事会及全体董事保证本公告内容不存在任何虚假记载、误导性陈述或者重大遗漏，并对其内容的真实、准确和完整承担个别及连带责任。 重要内容提示： ●株洲时代新材料科技股份有限公司（以下简称“公司”、“时代新材”）与中车青岛四方车辆研究所有限公司（以下简称“青岛四方所”）之全资子公司青岛思锐科技有限公司（以下简称“思锐科技”）以现金1,000万元共同投资设立合资公司株洲中车新锐减振装备有限公司（以下简称“中车新锐”）。其中，时代新材以现金510万元出资，持有中车新锐51%的股权；思锐科技以现金490万元出资，持有中车新锐49%的股权。 ●合资公司中车新锐将作为后续解决中国中车股份有限公司（以下简称“中国中车”）与时代新材同业竞争问题的整合平台。 ●本次交易构成关联交易，不构成《上市公司重大资产重组管理办法》规定的重大资产重组。 ●本次关联交易已经 2020 年5 月 7日召开第八届董事会第二十三次（临时）会议审议通过。 ●过去 12 个月内，公司与同一关联方发生的关联交易以及与不同关联方进行的交易类别相关的交易累计金额未超过公司最近一期经审计净资产值的5%，本次关联交易无需提交股东大会审议批准。 一、对外投资及关联交易概述 （一）交易概述 2015年8月5日中国中车出具了《关于避免与株洲时代新材料科技股份有限公司同业竞争的承诺函》：“中国中车目前在轨道车辆用空气弹簧、轨道车辆
用金属橡胶件等领域与中国中车间接控股的时代新材存在同业竞争。为解决与时代新材之间的同业竞争，根据相关法律法规的规定，中国中车承诺将于该承诺函出具之日起五年内通过监管部门认可的方式(包括但不限于资产重组、业务重组等)解决与时代新材的同业竞争问题。” 中国中车下属间接控股的思锐科技在轨道车辆用空气弹簧、轨道车辆用金属橡胶件等领域业务与时代新材存在重合。为解决同业竞争问题，2020 年5 月 7日时代新材召开第八届董事会第二十三次（临时）会议审议通过了关于投资成立合资公司暨关联交易的议案，时代新材与思锐科技以现金1,000万元共同投资设立合资公司中车新锐。其中，时代新材以现金510万元出资，持有中车新锐51%的股权；思锐科技以现金490万元出资，持有中车新锐49%的股权。中车新锐将作为后续解决上述中国中车与时代新材同业竞争问题的整合平台。 （二）关联关系介绍 时代新材、思锐科技的间接控股股东同为中国中车，根据《上海证券交易所股票上市规则》和《上海证券交易所股票上市公司关联交易实施指引》的相关规定，本次交易构成公司的关联交易。 过去 12 个月内，公司与同一关联方发生的关联交易以及与不同关联方进行的交易类别相关的交易累计金额未超过公司最近一期经审计净资产值的5%，本次关联交易无需提交股东大会审议批准。 二、关联方基本情况 公司名称：青岛思锐科技有限公司 企业类型：有限责任公司 公司住所：青岛高新技术产业开发区新业路南侧、和融路西侧 法定代表人：孔军 注册资本：10000万 成立日期：2007年4月5日 经营范围：车辆及零部件、车辆配套设备、轨道交通车辆及轨道线路减振降噪产品、桥梁支座、汽车减振产品的研发、设计、制造、销售；铁路及民用高新
大变形接触条件下接触方式对收敛的影响-株洲时代新材料科技股份
大变形条件下接触设置对计算结果的影响 李晓[1]，卜继玲[2]，黄友剑[1] (1.株洲时代新材料科技股份有限公司, 湖南株洲412007 2.西南交通大学机械工程学院，四川成都 610031) 摘要：本文结合具体产品分析，对大变形条件下的复杂接触状态情况、讨论了不同接触设置对计算收敛的影响以及计算结果精度的影响。最后通过把仿真计算结果与试验结果相比较，验证了接触设置的合理性。 关键词：接触；刚度；有限元分析 Abstract：In this paper, product-specific analysis of large deformation of the complex under the conditions of contact state, discussed the calculation of different contact condition settings, as well as the impact of convergence and calculation accuracy. After comparing the analyzed results with the testing results, the reasonability of the setting is verified. Key Word：Contact; Stiffness; FEA analysis 1前言 在有限元仿真分析中，不仅有简单的单个零件结构的力学性能分析，还会遇到很多对组装产品结构的性能进行仿真分析。组装产品大多是由至少两个以上的零部件组成，这样各个零部件之间有很多的接触面，在有限元分析前处理时，就需要对实际接触的面定义接触。众所周知，接触问题是目前有限元分析问题中的一个难点问题，比如接触收敛问题以及计算结果精度是很难控制的，特别是涉及大变形情况下的接触分析。本文以具体组装产品为例，利用Abaqus软件求解器，讨论不同接触设置对收敛的影响以及计算结果精度比较。 2产品结构简介 本产品是用于汽车悬挂上的一种装置，产品由吊杆头、吊杆、吊杆缸筒、封口端盖以及三橡胶弹簧组成，其结构几何模型平面图见图1，产品的三维模型图见图2。 图1 仿真分析产品结构平面示意图
2021届湖南省株洲市天元区高三9月联考历史试卷 PDF版
２０２１届湖南省株洲市天元区高三９月联考
答案 一、选择题（本大题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的） 二、非选择题（本大题共4小题，共55分） 16．方式：和亲，如西汉、唐朝；册封(少数民族首领或政治宗教首领)，如唐朝、清朝；设立专门的军事、行政管理机构，如西汉、明朝、清朝；设立与内地一样的行政管理机构，如秦、汉、元；边境贸易、会盟，如唐朝、宋代、明代；人口迁徙，如西晋、清朝。(共6分，每点2分，答出任意3点即可，其他要点言之成理，每点亦可得1～2分，总分不超过6分) 积极作用：促进中华民族形成与发展，有利于各民族共同进步，增强民族凝聚力；巩固国家统一，推动社会经济文化发展繁荣(或答有利于统一的多民族国家的巩固和发展)；有利于边疆地区的开发，推动了少数民族的封建化进程(或答有利于游牧文明向农耕文明的转化) ；有利于各族人民的友好往来和经济文化交流。(共6分，每点2分，答出任意3点即可，其他要点言之成理，每点亦可得1～2分，总分不超过6分) 17.【评分标准】
18．图5：1966—1976年。(2分)理由：这一时期受到“左”倾错误的干扰，工业建设项目较少；国家开展三线建设，投资重点放在中西部地区。(每点1分，答出2点得2分，其他要点言之成理，每点亦可得1分) 图6：“一五”计划期间。(2分)理由：这一时期工业发展得到苏联援助，以东北地区为投资重点；新中国成立前重工业落后，没有形成完整的工业体系，基础设施落后，这一时期的工业化建设成绩突出，奠定了新中国工业化的基础；为维护国家统一和民族团结，国家在新疆和西藏地区兴建公路。(每点1分，答出3点得3分，其他要点言之成理，每点亦可得1分) 图7：1978—1999年。(2分)理由：新时期以来，国家实行改革开放，国家在东部沿海地区大量投资；国家和平利用核能源，缓解东部电力紧缺问题，在珠三角地区建设核电站；两岸关系缓和，国家提出“和平统一”，有利于东部沿海地区的工业建设。(每点1分，答出3点得3分，其他要点言之成理，每点亦可得1分) 19．(1)示例一： 主题：1875年宪法(法兰西第三共和国宪法)确立了法国资产阶级共和制。(2分) 对话内容概要：法兰西第三共和国宪法规定国家行政权力归于总统；总统是国家元首和军队最高统帅，由参议院和众议院联席会议选出；经众议院同意有权任命内阁；经参议院赞同有权解散众议院；总统任期七年，可连选连任。立法权归于由参议院和众议院组成的两院制议会；众议院议员由成年男子直接选出，任期四年；参议院议员由间接选举产生，任期九年，每三年改选其中的三分之一；参议院有权否定众议院的议案。1875年宪法为法国资本主义的进一步发展奠定了基础，资产阶级各集团在国家政权中都占据了自己的席位，共和制政体得到最终确立。它使工业资产阶级得以分享政权，促进了法国工业资本的发展。但选民实际上受财产资格和在法国居住时期的限制，民主的范围还需要进一步扩大。 对话过程：略(5分) 示例二： 主题：19世纪后半期法国经济相对发展缓慢。(2分) 对话内容概要：随着德意志的统一，法国干涉德国统一的计划宣告失败，作为战败国的法国向德国赔偿了大笔战争赔款，并割让阿尔萨斯和洛林给德国。普法战争后，法国的经济发展相对缓慢，工业产量居世界第四位。但金融资本的增长迅速，由于急切的需要处理自己的产品，掠夺土地和资源，19世纪80年代法国继续对外进行殖民扩张，在非洲、印度支那、