触变性流体在振荡载荷作用下的响应

 采用Moore型触变性流体本构方程，研究了振荡载荷作用下的应力响应. 发现：(1) 稳态情况下，描述流体内部结构状态的参量为时间的周期函数；(2)剪应力和剪应变率之间 关系为一闭合的滞后环.     

分布载荷作用下的短圆轴扭转

给出了精确满足所有边界条件的在分布载荷作用下的圆轴扭转问题的解析解,讨论了在此条件下材料力学解的精度.     

非线性粘弹性梁在随动载荷作用下的混沌运动

计及材料的非线性弹性和粘性性质,研究了悬臂梁在自由端受随动载荷作用时的混沌运动,导出了相应的非线性动力方程,利用Ｍｅｌｎｉｋｏｖ函数法,结合Ｐｏｉｎｃａｒｅ映射、相平面轨迹和时程曲线判定系统是否处于混沌状态,并对系统通向混沌的道路进行了讨论．     

油水井水泥环在冲击载荷作用下的损伤分析

冲击整形扩径工艺是修复油水井套管损坏的常用技术,根据冲击整形的施工工艺和波动理论,建立了套损局部位置处水泥环的损伤力学模型,以有限变形理论为基础,采用悬臂梁力学模型,分段研究了冲击整形时钻杆屈曲的平衡位形及对套管、水泥环产生的冲击力. 结合水泥环的应力状态, 根据脆性材料的Mazars损伤模型,建立了水泥环的损伤力学模型. 并分析了水泥环的损伤状态. 通过与现场测试结果对比,理论计算与实测结果误差在2.7%左右.     

线载荷作用下圆柱壳环向弯曲变形的研究

通过引入单三角级数形式的位移函数, 求解了法向任意分布载荷作用下对边简支时圆柱壳的环向弯曲问题, 把线载荷近似为微元矩形区的分布载荷, 推导出了线载荷作用下圆柱壳的环向弯曲变形计算式, 并给出了线载荷为均布和线性变化时的具体解.计算表明, 该种边界约束条件下圆柱壳的环向弯曲变形位移分布场的理论计算结果与有限元分析结果基本吻合.     

高台基木结构在交通载荷作用下的振动响应研究

以西安钟楼为研究背景, 建立了钟楼-土层-隧道结构三者共同作用的三维有限元模型, 通过动力有限元分析得到了模拟地铁列车载荷作用下钟楼的振动响应规律; 根据现场全天候监测,得到了钟楼在地面交通载荷作用下的振动响应; 在此基础上, 利用SRSS方法将二者进行叠加,从而得到了钟楼木结构在地面和地下交通载荷共同作用下的动力响应, 并根据规范对其进行了评估, 所得结论为今后相近古建筑在交通振动载荷作用下的响应分析及评估提供了参考依据.     

杆件分析类型与载荷平衡分析

通过对拉压杆概念的回顾以及出现在教科书中几个实例的分析,一方面说明规范化载荷平衡分析的必要性,另一方面展示杆件分析类型的标准与意义.     

移动载荷作用下沥青路面稳态响应与计算

为了研究移动载荷作用下沥青路面稳态响应,将沥青路面看作为作用在Kelvin黏弹性地基上不仅具有弹性而且具有黏滞性的无限长梁,建立了梁的稳态响应数学模型. 找到了稳态响应与瞬态响应的关系,由瞬态响应解析解得到了稳态响应近似解析解,并进行了实例计算.从而解决了稳态数学模型难以求解和计算的问题. 计算结果表明,依所给的道路参数和车辆载荷,只要响应位置距初始位置一定距离,移动载荷作用下沥青路面的瞬态响应即为稳态响应.     

盐岩流变特性及盐腔长期稳定性研究进展

介绍了地下盐腔长期运营过程中盐腔收敛变形和有效容积丧失等问题, 从盐岩流变实验研究、盐岩流变本构关系建模、盐腔长期稳定评价等方面综述了盐岩流变学研究进展. 文章指出, 将盐岩流变本构模型与流变过程中盐岩微细观尺度上的损伤演化物理机制相融合, 是盐岩流变学一个值得关注的研究方向.     

关于圆环在均匀水压力作用下稳定问题的讨论

从稳定微分方程的一般解出发,严格利用周期性计算了圆环在均匀水压力作用下的临界荷载,澄清了某些不正确表述,并对一般解中包含的与荷载无关的项作了深入的分析,明确了它们的物理意义.     

密集颗粒物质的多尺度结构

颗粒物质是大量离散的固体颗粒相互作用而组成的复杂体系.依据颗粒排布的稀疏程度,体系可分为颗粒气体、颗粒流体和颗粒固体,它们有不同本质的动量传递和能量耗散机制.后两者属于密集颗粒物质体系,内部形成了颗粒→力链→体系的多尺度结构,并涉及多个特征时间尺度,是典型的多尺度体系.合理分割体系结构层次、正确理解不同层次的物理过程、并确定它们之间的关联是密集颗粒物质研究的核心任务.本文依次分析了密集颗粒物质的内在物理图像、多尺度结构层次和特征时间等,并介绍了多尺度研究框架.     

颗粒物质中的多尺度问题

颗粒物质是大量离散的固体颗粒相互作用而组成的复杂体系. 依据颗粒排布的稀疏程度,体系可分为颗粒气体、颗粒流体和颗粒固体,它们有不同本质的动量传递和能量耗散机制.后两者属于密集颗粒物质体系,内部形成了颗粒$to $力链$ to$体系的多尺度结构,并涉及多个特征时间尺度,是典型的多尺度体系. 合理分割体系结构层次、正确理解不同层次的物理过程、并确定它们之间的关联是密集颗粒物质研究的核心任务.本文依次分析了密集颗粒物质的内在物理图像、多尺度结构层次和特征时间等,并介绍了多尺度研究框架.     

压应力对压剪裂纹扩展的影响研究

本文针对压剪裂纹的启裂及扩展问题,研究了脆性材料中裂纹面压应力变化对其扩展的影响规律.借助双轴加载试验机可自由调节两个轴位移和力的优势,设计了一种单边对称双裂纹压剪试样.试验中,施加裂纹面压应力至不同的预设值后,使剪应力单调增大直至裂纹启裂及扩展,得到不同预设压应力下压剪裂纹启裂及扩展规律. 随着预设压应力增大,启裂角增大,裂纹扩展路径与初始裂纹的偏角也增大.但随着压应力增大,启裂角增大至一定值后趋于稳定,实验发现,依据裂纹是否闭合,压应力对压剪裂纹扩展的作用大致可分为两个阶段：闭合前,压应力对裂纹启裂载荷及启裂角、扩展路径均有影响,预设压应力增大,裂纹启裂载荷增大、启裂角增大,扩展路径愈来愈偏离初始裂纹方向;闭合后,压应力虽然增大,启裂角和临界压剪应力比始终恒定,压应力对临界剪力和扩展路径存在一定影响.研究表明,裂纹启裂角与启裂时的压剪应力比存在一定的对应关系.启裂时的压剪应力比增大,启裂角增大,启裂时的压剪应力比恒定,启裂角不变.     

压应力对压剪裂纹扩展的影响研究

本文针对压剪裂纹的启裂及扩展问题,研究了脆性材料中裂纹面压应力变化对其扩展的影响规律.借助双轴加载试验机可自由调节两个轴位移和力的优势,设计了一种单边对称双裂纹压剪试样.试验中,施加裂纹面压应力至不同的预设值后,使剪应力单调增大直至裂纹启裂及扩展,得到不同预设压应力下压剪裂纹启裂及扩展规律. 随着预设压应力增大,启裂角增大,裂纹扩展路径与初始裂纹的偏角也增大.但随着压应力增大,启裂角增大至一定值后趋于稳定,实验发现,依据裂纹是否闭合,压应力对压剪裂纹扩展的作用大致可分为两个阶段:闭合前,压应力对裂纹启裂载荷及启裂角、扩展路径均有影响,预设压应力增大,裂纹启裂载荷增大、启裂角增大,扩展路径愈来愈偏离初始裂纹方向;闭合后,压应力虽然增大,启裂角和临界压剪应力比始终恒定,压应力对临界剪力和扩展路径存在一定影响.研究表明,裂纹启裂角与启裂时的压剪应力比存在一定的对应关系.启裂时的压剪应力比增大,启裂角增大,启裂时的压剪应力比恒定,启裂角不变.      

Mo-ZrC梯度金属陶瓷的冲击响应行为

分层梯度材料特定的梯度变化能有效增强材料性能。为研究梯度结构、冲击方向对分层梯度材料冲击响应的影响,利用分离式霍普金森压杆结合高速摄影技术对Mo-ZrC分层梯度金属陶瓷进行了动态压缩实验,基于数字图像相关技术讨论了梯度结构、冲击方向对金属陶瓷材料破坏模式的影响,利用Mori-Tanaka理论计算得到金属陶瓷等效性质,结合应力波理论研究波在分层梯度复合材料中的传播规律。结果表明：(1) 相同加载条件下,梯度结构对材料的强度、韧性和破坏产物的完整性具有重要影响,在冲击过程中,样品响应可以分为压紧阶段、裂纹成核发展阶段和贯穿阶段,对于不同梯度结构和冲击方向,样品在加载过程中呈现出不同的破坏时序和失效模式;(2) 利用数字图像相关方法跟踪分层梯度陶瓷的局部变形发展,分析发现局部增量达到临界状态后,局部变形发展转化为微裂纹的形成和累积,最终导致整体性破碎失效;(3) 通过分层梯度材料一维应力波传播理论推导得到,改变冲击梯度方向对应力波透反射系数存在一定影响,不同梯度结构设计对改变冲击梯度方向敏感性不同,且存在极值情况。     

颗粒物质在竖直管中下行蠕动流动的实验测量

颗粒流蠕动行为是颗粒物质在竖直管中流动时常见的一种流动现象,其产生机理较复杂。为此,本文在在内径为150mm、高为5000mm的竖直管实验装置上,以FCC催化剂为固体颗粒物料,采用PV6型颗粒速度测量仪,测量不同颗粒流率下竖直管中的颗粒下行蠕动流动速度以及颗粒固含率,系统地考察了颗粒物质在竖直管中下行流动时的蠕动流动特性及产生机理。实验结果表明,颗粒物质在竖直管中下行流动时的流动行为可划分为两种形式。在颗粒流率较小时,颗粒物质下行速度呈现脉冲式变化,有速度停滞,可称之为蠕动I型流动。随着颗粒流率的增加,颗粒下行速度停顿消失,但仍是起伏变化,为蠕动II型流动。当颗粒流率增大到一定值后,颗粒物质下行蠕动行为消失,转变为流化流动。颗粒物质下行的蠕动行为是出口区颗粒成拱与崩塌、颗粒与器壁滑动摩擦和颗粒力链作用的综合反映。     

随机振动载荷作用下结构Von Mises应力过程的研究

随机振动载荷作用下结构的多轴疲劳分析非常复杂，利用Von Mises应力准则将多轴应力响应转换为单轴应力是一条简单而有效的途径，其关键问题是Von Mises应力概率密度函数的确定。本文提出了Von Mises应力过程近似服从Weibull分布的假设，同时给出了确定Weibull参数的方法，为进一步直接利用Von Mises应力进行结构多轴疲劳分析创造了条件。     

ELECTROSTATICALLY SUPPORTED MIXING OF FINE GRAINED PARTICLES

The processing of fine-grained particles with diameters between 1 and 10 microns is difficult due to strong van-der-Waals attraction forces. In order to improve the handling properties, the fine-grained particles, i.e. host-particles,are coated with various nanoparticles, i.e. guest-particles. The mixing of fine-grained powders is influenced by particle-particle interactions. If these forces are distinctively used, both interactive and ordered mixtures can be produced.These particle mixtures consist of composite-particles that have new physical properties. These modified properties d epend strongly on the coating process, the diameter- and mass-relationship of the guest- and the host-particles. The properties of the composite-particles can systematically be adjusted to the requirements of industrial applications. For example, a laboratory bubbling fluidized bed can be used to describe the conveying behavior of the functionalized host-particles. Applications for the functionalized particles are in the pharmaceutical and the powder coating industries,e.g. enhanced dry powder inhalers and thin lacquer films. The present research compares three different mixing/coating processes. The composite-particles are characterized by TEM, SEM and with their fluidization characteristics. The coating process itself is monitored by the electrostatic charge of the particles.     

应力波载荷作用下线弹性断裂过程的动态分析方法研究

利用Hopkinson单压杆实验装置 ,对材料的线弹性动态断裂特性进行了研究 ,建立了应力波载荷作用下动态裂纹起裂及扩展过程的动态分析方法 ,采用该方法可同时测得材料的动态裂纹起裂时间、断裂韧性和裂纹扩展速度。40Cr钢三点弯曲试样的实验结果表明 :该钢的动态裂纹扩展过程主要是减速过程 ,在2 2 5TPam /s的加载速率下 ,起裂时间为 2 8 0 0 s,最大裂纹扩展速度为 478 91m/s ,动态断裂韧性为6 3 12MPam。     

动静荷载作用下岩石裂纹扩展应力阈值识别

压缩荷载作用下岩石裂纹扩展应力阈值的识别是理解岩石渐进破坏过程和分析岩石宏观破坏机制的重要基础。对大理岩、粗花岗岩和细花岗岩开展了单轴压缩和动态冲击试验,引入岩石裂纹轴向应变和裂纹径向面积应变两个参数,根据岩石单轴压缩破坏时裂纹径向面积应变曲线斜率的不同,把以上三种岩石分成类型Ⅰ（大理岩）和类型Ⅱ（粗花岗岩和细花岗岩）岩石。研究表明,对于类型Ⅰ和类型Ⅱ岩石,分别利用其裂纹轴向应变和裂纹轴向应变刚度曲线特征点能准确识别出岩石在静态压缩荷载下裂纹稳定扩展应力σ_sd、裂纹不稳定扩展应力σ_usd以及裂纹相互贯通应力σ_ct,证明了仅利用轴向应变数据就可对类型Ⅰ和类型Ⅱ岩石静荷载下应力阈值进行识别。而后将裂纹轴向应变法推广至动态冲击荷载下岩石的应力阈值识别,解决了动态冲击压缩载荷作用下试样难以进行裂纹扩展应力阈值识别的问题。与静态荷载下岩石的裂纹扩展应力阈值不同,在动态冲击荷载下,岩石裂纹稳定扩展应力与峰值强度的比值有所减小,裂纹不稳定扩展应力和裂纹相互贯通应力阈值相等,且与峰值强度的比值也有所减小,岩石产生更多的贯通裂纹,试样破坏时破碎程度更高。