含尖缺口受拉平板三维应力场的简化计算及其应用

含尖缺口受位平板三维应力场是力学分析研究中常遇到的问题，在理论上已有多种解析解法但演算复杂，本文从著名的Ｎｅｉｂｅｒ解析法出发导出含尖缺口受拉平板三维应力场的实用简化计算方法，并对其沿厚度方向的应力分布作了研究。最后就该简化方法在钢结构脆性破坏和疲劳损伤研究中的应用进行了有益的探讨。     

一维正方准晶椭圆孔口反平面问题的半逆解法

选取新的位移势函数,利用半逆解法及待定系数法,研究一维正方准晶平行于准周期方向的椭圆孔口问题,给出了应力场的显式解析解。在极限状态下,椭圆孔口问题可退化为Griffith裂纹问题,得到了相应裂纹问题的应力场和应力强度因子的显式解析解。     

隧洞压力引起的非均匀初始应力场对饱和土的纵向动力响应的影响研究

基于增量弹性动力理论研究了初始隧洞压力引起的非均匀应力场对初始均匀且各向同性饱和土体的纵向动力响应问题。研究了土体在初始应力场作用下的非均匀性,在平面应变的假定条件下建立了饱和土体的纵向动力方程并得到纵向振动的解析解答。最后分析了初始隧洞压力引起的初始应力场对土体纵向阻抗的影响,并与现有的解答进行对比。     

均匀热流作用下含裂纹板I 型温度应力强度因子的解析解

研究一种新的温度边值问题。含中心裂纹无限大板受远场均匀热流作用,热流密度方向与裂纹有一夹角。当裂纹面上维持一恒定温差时,采用复变函数理论,得出了温度场、温度应力场与位移场的解析解。利用位移单值条件,确定出温度应力强度因子的解析表达式。针对铝合金LY12 材料进行了相应数值计算,分析了热流密度大小与方向对温度分布与温度应力强度因子的影响。研究表明:该文给定的温度边界条件下,只产生Ⅰ 型温度应力强度因子,不产生Ⅱ 型温度应力强度因子。温度应力场取决于热流密度沿裂纹方向的分量,垂直于裂纹方向的分量对温度应力场没有影响。     

横向压力对钢筋与混凝土粘结性能的影响

工程实际中钢筋常在受压区被截断,而这种布筋方式是否对粘结有利是存在争议的。为评价横向荷载作用下应力场对粘结性能的影响,分别在混凝土和钢筋中设置应力函数,结合物理方程和几何方程,通过数学运算求出了钢筋和混凝土界面的位移场。将界面相容条件作为补充方程引入即可求出所有待定常数,同时可求出界面的应力场和应力集中系数。通过数值模拟证明解析公式具有一定的精度,因此可以作为评价横向荷载作用下拔出试件中钢筋与混凝土界面应力场的一种有效方法。最后,在该文解析解的基础上分析了横向荷载对粘结的影响并且给出了横向压力的上限值。     

小孔法测量正交各向异性材料残余应力

讨论了小孔法测量正交各向异性材料残余应力。以正交各向异性无限大板孔边应力场解析解为基础, 导出了释放应变矩阵计算表达式, 并用一个算例验证了该计算式的正确性。      

考虑FGM特性的双排管竖井冻结壁应力场分析

对双排管竖井冻结所形成的冻结壁等效成材料性质沿厚度呈梯形分布的功能梯度材料(FGM)无限长厚壁圆筒,通过求解均布荷载下该类厚壁圆筒的弹性解析解,并利用摩尔-库伦屈服准则求解其弹塑性解析解。根据解析解,进行双排管竖井冻结壁的应力场分析,将分析结果与均质冻结壁模型进行对比,提出对设计施工具有参考价值的建议。     

解析试函数法分析平面切口问题

本文利用平面切口问题的基本解析解构造单元,分析平面切口问题。通过分析平面切口问题的Williams特征方程的有解区间,使用分区加速lleruM&&法依序无漏地计算了平面V型切口特征值。从Williams应力函数出发,推导了V型切口尖端的应力场基本解析解列式。并用此根据分区混合能量原理构造了含切口解析单元ATF-VN的刚度矩阵。文中还对含切口解析单元的单元尺寸和应力项数等因素对分析结果的影响进行了系统的讨论。     

各向异性地层中井孔周围应力场的研究

由于问题的复杂性,在以往研究井壁稳定性的文献中,大多将地层介质简化为各向同性的。该文基于各向异性弹性理论,利用复变函数方法,建立了各向异性地层中倾斜井孔周围应力场的计算模型,得到了能够反映地层各向异性性质、地层倾向和走向、井斜角和方位角、井孔液柱压力、原始地应力方位和原始地应力比等多种因素影响的井孔周围应力场的解析表达...     

基于Kirchhoff板中裂纹尖端辛本征解的有限元应力恢复方法

对于含穿透裂纹的板结构,裂纹尖端应力场及应力强度因子的计算精度对评估板的安全性具有非常重要的影响。基于含裂纹Kirchhoff板弯曲问题中裂纹尖端场的辛本征解析解,该文提出了一个提高裂纹尖端应力场计算精度的有限元应力恢复方法。首先利用常规有限元程序对含裂纹板弯曲问题进行分析,得到裂纹尖端附近的单元节点位移;然后根据节点位移确定辛本征解中的待定系数,得到裂纹尖端附近应力场的显式表达式。数值结果表明,该方法给出的应力分析精度得到较大提高,并具有良好的数值稳定性。     

不同荷载作用下各向异性度对树脂基正交各向异性圆孔板孔边应力分布的影响

含孔结构在机械结构、装备中随处可见。针对含圆孔的树脂基复合材料板,采用解析法对几种常见荷载对孔边应力场的影响进行分析。对两个主方向的杨氏模量的变化对孔边应力的影响进行仿真分析,并对在不同荷载作用下,各向异性度对孔边应力场的影响进行比较。通过计算可知,随着杨氏模量的增大,孔边应力也增大,且随杨氏模量E1增大所引起的孔边应...     

均匀热流下导热裂纹Ⅱ型温度应力强度因子的解析解

研究含中心裂纹无限大板受远场均匀热流作用,热流密度方向与裂纹有一夹角的情况。当垂直于裂纹面方向有定量热流穿过裂纹时,采用复变函数理论,得出了温度、应力与位移场解析解。利用位移单值条件,确定出温度应力强度因子的解析表达式。针对铝合金LY12材料进行了数值计算,研究了裂纹导热情况与热流方向对温度场及温度应力强度因子的影响。研究表明:该文给定的温度边界条件下,只产生Ⅱ型温度应力强度因子,不产生Ⅰ型温度应力强度因子。热荷载可等效为一个远场均匀作用的剪应力。Ⅱ型温度应力场取决于热流密度沿垂直裂纹面方向的分量,平行于裂纹方向的热流分量对温度应力场没有影响。     

条形药包爆爆应力场试验研究

应用动态光弹性模型测试方法研究了条形药包的爆炸应力分布特性，研究结果表明，起爆方式和位置影着条形药包爆炸应力场的分布形太，并首次成功地记录了条形药包瞬间爆炸应力场的动光动条纹，得到了理想应力场的分布形态。     

宏微观双尺度运动裂纹模型面内拉伸下的解析解*

研究裂纹动态扩展中宏微观因素相互作用机制与微观裂尖区的钝化效应。平面拉伸状态下,宏观主裂纹以恒定速度运动。通过一个介观约束应力过渡区,将宏观主裂纹与微观裂尖区相连接,由此建立了一个宏微观双尺度运动裂纹模型。应用弹性动力学与复变函数理论,分别在宏观与微观尺度下对该模型进行解析求解,获得了解析解。通过裂纹张开位移从宏观到微观的连续性条件与宏微观应力场协调条件,将两个不同尺度下的解相耦合,获得了计算宏微观损伤区特征长度的显式表达式。研究表明,运动裂纹的宏观应力场仍具有通常的r&;#61485;1/2的奇异性。由于微观裂尖的钝化,微观应力场奇异性的阶次有所降低,与宏观应力场相比具有弱奇异性。双尺度运动裂纹模型中,可允许裂纹运动速度达到剪切波速,解除了经典运动裂纹理论中裂纹速度不能超过Rayleigh波速的限制。数值结果表明,介观损伤过渡区与裂尖微观损伤区尺寸,及裂纹张开位移等,与裂纹运动速度、材料性质、约束应力比、裂尖钝化角度等因素有关。     

囊式空气弹簧机械阻抗近似解析算法研究

基于空气波动理论与囊体平衡性分析,提出了一种通过计算囊式空气弹簧的空气声压场和囊体应力场分布,确定其机械阻抗特性的近似解析分析方法。该方法依据小幅振动的线性叠加原理,将空气弹簧分为几个简单的可解析计算的规则区域,结合边界条件和衔接条件求出各规则区域的解析或近似解析解,进而将各区域解组合计算形成空气弹簧机械阻抗的参数化计算公式。最后,给出了运用该方法计算船用空气弹簧机械阻抗的实例,通过与测试数据对比表明该方法合理可行,为囊式空气弹簧的动态特性分析计算提供了一种新思路。     

条形药包爆炸应力场试验研究

应用动态光弹性模型试验方法研究了条形药包的爆炸应力场分布特性。研究结果表明：起爆方式和位置影响着条形药包爆炸应力场的分布形态，并首次成功地记录了条形药包瞬间爆炸应力场的动光弹条纹，得到了理想成力场的分布形式。     

GH909合金喷丸强化残余应力场的研究

研究了GH909合金不同喷丸强化工艺下的残余应力场和残余应力在550℃的松驰情况，总结了喷丸强化所获得的残余应力场特性。结果表明，GH909合金经适当喷丸强化后获得的有益残余压应力场可改善其疲劳性能。     

条形药包爆炸应力场试验研究

应用动态光弹性模型试验方法研究了条形药包的爆炸应力场分布特性。研究结果表明：起爆方式和位置影响着条形药包爆炸应力场的分布形态，并首次成功地记录了条形药包瞬间爆炸应力场的动光弹条纹，得到了理想成力场的分布形式。     

蠕墨铸铁焊接温度场、应力场研究

以高温应变片和热电偶为敏感元件，对蠕墨铸铁材料焊接过程中的温度场、应力场进行了测试，分析了焊接电流、焊接速度对温度场、应力场的影响规律，提出了减小焊接应力的基本方法。     

含周期性裂纹正交各向异性板平面问题的应力场分析

通过引入适当的Westergaard应力函数,采用复变函数方法和待定系数法对含周期性裂纹正交各向异性纤维增强复合材料板的Ⅰ 型、Ⅱ型问题中裂纹尖端附近的应力场进行了力学分析。在远处对称载荷与斜对称载荷作用下,先给出Ⅰ型、Ⅱ型问题在裂纹尖端处的应力强度因子,然后导出用应力强度因子表示的Ⅰ型、Ⅱ型裂纹问题应力场的解析表达式。此外,应力场大小与材料常数有关,这是正交各向异性材料不同于各向同性材料的特征。由于裂纹的周期分布,应力强度因子的大小取决于形状因子。结果表明,形状因子随着裂纹长度的增加而增大,随着裂纹间距的增大而逐渐下降,当裂纹间距趋于无穷大时,退化为含单个中心裂纹正交各向异性纤维增强复合材料板的结果。