雙材料界面端應(yīng)力奇異性的數(shù)字光彈性分析

通過三維有限元計算來研究界面缺口附近的應(yīng)力場,分析兩種材料結(jié)合形成的有限厚度板缺口附近界面上下材料中應(yīng)力集中系數(shù)和離面約束系數(shù)的影響因素。板的中面缺口根部附近界面上下兩種材料中的相對應(yīng)力集中系數(shù)是b/ρ、e2/e1和ν2/ν1的函數(shù),隨著e2/e1值和ν2/ν1的變化,界面缺口上下材料中的相對應(yīng)力集中系數(shù)(kt)m-p(kt)p-σ的變化相反。沿厚度方向界面缺口根部附近應(yīng)力集中系數(shù)kt均小于中面的(kt)m-p,缺口根部界面上下材料應(yīng)力集中系數(shù)kt是2z/b、e2/e1和ν2/ν1的函數(shù)。沿厚度方向界面缺口根部附近界面上下材料的離面約束系數(shù)tz也是2z/b、e2/e1和ν2/ν1的函數(shù)。缺口根部附近三維影響區(qū)域,當e2/e1=1、ν2/ν1=1時最小,隨著e2/e1和ν2/ν1的增大而增大。

根據(jù)彈性力學理論分別推導了裂縫貫穿襯砌后水工有壓隧洞單雙筋襯砌結(jié)構(gòu)在不同內(nèi)水壓力下的結(jié)構(gòu)應(yīng)力計算公式,給出了開裂半徑與內(nèi)水壓力的關(guān)系式并對完成的大比尺試驗?zāi)Ｐ瓦M行了理論計算。由計算結(jié)果發(fā)現(xiàn),裂縫貫穿襯砌后內(nèi)水壓力主要由圍巖和襯砌內(nèi)的環(huán)向鋼筋承擔,且在內(nèi)水壓力下單雙筋襯砌結(jié)構(gòu)的鋼筋應(yīng)力、圍巖應(yīng)力及開裂半徑差異不大,表明襯砌內(nèi)環(huán)向鋼筋的主要作用是限制襯砌裂縫開度、確保襯砌完整性,圍巖為主要承載體。在水工有壓隧洞襯砌結(jié)構(gòu)中,在確保裂縫寬度下配置單層鋼筋更為經(jīng)濟。

將增強顆粒與基體均視為彈性體，采用彈性接觸模型與邊界元素法，對界面分離顆粒增強復合材料的彈性常數(shù)進行了研究。通過數(shù)值分析，揭示了界面分離顆粒增強復合材料的彈性常數(shù)的基本特征。文中所述完整界面與完全分離界面模型，分別提供了具有非完整界面顆粒增強復合材料的彈性模量之上、下界限。

應(yīng)用細觀力學理論研究顆粒增強復合材料界面損傷問題，分析顆粒界面局部開裂與均勻開裂同時存在時材料彈性性能的改變，討論損傷顆粒形狀對材料有效彈性模量的影響。所有分析結(jié)果均以顯式給出，以便于研究者參考及工程應(yīng)用。

并行隧道圍巖應(yīng)力的線彈性分析——間距較小的并行隧道，兩洞室開挖的相互影響不能忽略。引入雙圓洞室圍巖應(yīng)力函數(shù)的線彈性方程，并通過編程實現(xiàn)工程計算，探討了間距較小的并行雙圓隧道圍巖的應(yīng)力特點以及應(yīng)力隨凈距改變的變化規(guī)律，為間距較小的并行隧道圍巖...

纖維混凝土界面應(yīng)力傳遞機制的三維彈性分析 作者：杜明干，李慶斌，duminggan，liqingbin 作者單位：清華大學,水利水電工程系,北京,100084 刊名：清華大學學報（自然科學版） 英文刊名：journaloftsinghuauniversity(scienceandtechnology) 年，卷(期)：2005,45(3) 被引用次數(shù)：3次 參考文獻(8條) 1.楊佑發(fā);許紹乾;鐘正華纖維混凝土中應(yīng)力傳遞機制的三維彈性理論分析[期刊論文]-應(yīng)用數(shù)學與力學2001(04) 2.wuzj;yejq;cabrerajg3danalysisofstresstransferinthemicromechanicsoffiberreinforced compositesbyusinganeigen

通過三跨聚氨酯-鋼板夾層結(jié)構(gòu)正交異性橋面板空間結(jié)構(gòu)的計算,分析該種夾層橋面板在夾芯層厚度及面板厚度變化時,在不同受力狀況和不同截面處各控制點的受力性能.結(jié)果表明,夾層橋面板的受力特性在于:在跨中截面中間縱向u形加勁肋上方的夾層板底面縱、橫向應(yīng)力拉壓性質(zhì)與常規(guī)受彎構(gòu)件不同;加勁肋底面縱向應(yīng)力比截面其它位置大得多,橫向應(yīng)力可忽略;在支點截面中間加勁肋與橋面連接處,聚氨酯芯層縱向應(yīng)力最大,橫向應(yīng)力可忽略;鋼板與聚氨酯結(jié)合面的剪切強度大于6mpa時可滿足粘結(jié)要求.

彈性絲光涂料

通過對42in.150磅級彈性楔式閘閥閥體從設(shè)計和試驗等環(huán)節(jié)上進行有限元應(yīng)力及位移分析,提出了解決150磅級大口徑楔式閘閥閥體變形過大影響密封性能的方法

顆粒增強方法是實現(xiàn)材料高性能化的重要手段。預(yù)測顆粒增強復合材料的細觀結(jié)構(gòu)與力學性能的關(guān)系是實現(xiàn)材料增強增韌的基礎(chǔ)。為更好地分析、設(shè)計和優(yōu)化復合材料,需要引入多尺度計算模型來考察細觀結(jié)構(gòu)對宏觀力學性能的影響?；诰鶆蚧碚?采用voronoi有限元法對顆粒增強復合材料進行細觀數(shù)值模擬,從而預(yù)測材料的宏觀等效彈性常數(shù),并直接得到材料的細觀應(yīng)力場。在細觀尺度,首先假設(shè)滿足平衡條件的應(yīng)力場,采用voronoi應(yīng)力單元建立余能泛函并得到細觀控制方程,最終形成可直接求解的線性代數(shù)方程組,從而求得應(yīng)力系數(shù)并得到細觀應(yīng)力場。在宏觀尺度,利用商業(yè)有限元軟件ansys來進行宏觀結(jié)構(gòu)分析。通過均勻化方法求得彈性模量的宏觀平均值,將其輸入ansys系統(tǒng)即可進行計算,由此把宏細觀兩個尺度耦合起來,可以對顆粒增強復合材料構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體進行有效的力學分析。

通過對孔內(nèi)填充異種材料矩形板的應(yīng)力—應(yīng)變分析,導出了求解應(yīng)力集中系數(shù)的精確公式,并根據(jù)該問題的特點和材料彈性常數(shù)變化對應(yīng)力集中現(xiàn)象影響的規(guī)律,給出了應(yīng)力集中系數(shù)計算的簡化公式.通過與有限元結(jié)果的比較證明了本文精確公式與簡化公式的精度和可靠性.

彈性體材料

對反光材料用不黃變聚氨酯彈性體原材料進行了選擇,探索了最佳合成工藝。采用相對分子質(zhì)量為2000的聚己二酸己二醇酯,以l,4-丁二醇為擴鏈劑(質(zhì)量分數(shù)為0.83%),與hdi通過一步法反應(yīng),反應(yīng)溫度為80℃,r值取1.03,催化劑用量為聚酯質(zhì)量的0.20%~0.25%,合成不黃變聚氨酯彈性體所得產(chǎn)品具有較佳力學性能,黃變等級達4.8,可滿足反光材料領(lǐng)域應(yīng)用需求。

彈性夾頭定心夾緊裝置一般用于加工外形對稱的軸類零件。由于它的定心精度較高、夾緊方便且在夾緊過程中不損害定位夾緊面,因而在機械加工中被廣泛使用。通常所用的彈性夾頭只有一個夾緊面,工件定位后機床通過拉桿向后拉動彈性夾頭,彈性夾頭在錐面的約束下夾緊工件。

根據(jù)黃筑平等人提出的基于"三個構(gòu)形"的表/界面能理論,研究了熱彈性納米復合材料的有效性質(zhì),重點討論了殘余界面應(yīng)力對納米尺度夾雜填充的熱彈性復合材料有效熱膨脹系數(shù)的影響.首先,給出了由第一類piola-kirchhoff界面應(yīng)力表示的熱彈性界面本構(gòu)關(guān)系和lagrange描述下的young-laplace方程;其次,采用hashin復合球作為代表性體積單元,推導了在參考構(gòu)形下復合球內(nèi)部由殘余界面應(yīng)力誘導的殘余彈性場,并進一步計算了從參考構(gòu)形到當前構(gòu)形的變形場;最后,基于以上計算得到了熱彈性復合材料有效體積模量和有效熱膨脹系數(shù)的解析表達式.研究表明,殘余表/界面應(yīng)力對復合材料的熱膨脹系數(shù)有重要影響.

建立了frp(fibrereinforcedpolymer)筋粘結(jié)式錨具粘結(jié)界面的rib-scale模型和bar-scale模型,然后利用fourier-bessel級數(shù)推導了frp筋、混凝土以及鋼套筒等在徑向應(yīng)力作用下的解析解。解析解與數(shù)值解吻合較好,驗證了用fourier-bessel級數(shù)表達的解析解的有效性。在此基礎(chǔ)上,通過彈性應(yīng)變能等效推導了徑向彈性模量的表達式,參數(shù)分析表明frp筋的橫向彈性模量對徑向彈性模量影響最大。筋材徑向的計算結(jié)果表明,考慮徑向彈性模量的bar-scale模型具有較好的適用性;而對于筋材軸向的計算結(jié)果,粘結(jié)界面的徑向彈性模量影響較小。

智能輪胎用含磁性填料的彈性材料

研究了兩種橫觀各向同性磁電彈性材料之間的界面波問題.首先建立了界面波在橫觀各向同性雙介質(zhì)磁電彈性材料中傳播的基本方程,其次討論了在不同界面彈性連接條件和磁電邊界情況下界面波問題,其中界面彈性連接條件包括完全連接和滑移連接,磁電邊界為25種磁學和電學邊界條件的組合;最終確定了界面波波速的久期方程并進行了數(shù)值計算,得到了界面波波速和偏振矢量.研究發(fā)現(xiàn)在滑移連接條件下存在兩種類型的界面波廣義瑞利型和廣義b-g型.

本文從位移函數(shù)ψ（ｒ，θ）出發(fā)，研究了平面應(yīng)變情況下兩種不可壓縮材料界面處的奇異性問題。并以ⅱ型問題為例，通過研究發(fā)現(xiàn)：奇性性指數(shù)δ不僅與材料性質(zhì)有關(guān)，而且與其幾何參數(shù)有關(guān)。應(yīng)用此位移函數(shù)，最后本文還給出了ⅱ型楔形夾雜尖端附近的應(yīng)力場的漸進表達式。

本文基于位移函數(shù)ψ（ｒ，θ），研究了平面應(yīng)變情況下兩種不可壓縮材料界面處的奇異性問題。并以ⅰ型問題為例，通過研究發(fā)現(xiàn)：奇異性指數(shù)δ不僅與材料性質(zhì)有關(guān)，而且與其幾何參數(shù)有關(guān)。應(yīng)用此位移函數(shù)，還求得位移場和應(yīng)力本征場。最后本文用所得結(jié)果與已有文獻結(jié)果作比較，從而驗證本方法的正確性。本文法公式推導簡單，是這類問題分析的新方法。

彈性與塑性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系——拉伸與壓縮時的應(yīng)力應(yīng)變曲線　　彈塑性力學中常用的簡化模型　　彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系－廣義胡克定律　　兩個常用的屈服條件　　增量理論－應(yīng)力與應(yīng)變增量的關(guān)系　　全量理論（形變理論）　　德魯克公設(shè)和伊柳辛公設(shè)　　

對多層建筑框架結(jié)構(gòu)在風載下的應(yīng)力分布了進行了光彈性分析，通過模型梁和柱的等差線，測出其反彎點位置及剪力植，算出梁和柱端部彎矩值。同時，對該結(jié)構(gòu)進行了有限元計算，并將光彈性分析，有限元計算放ｄ值法的結(jié)果進行了比較。及