MEMS多环陀螺热弹性阻尼温度特性分析

多环谐振陀螺热弹性阻尼的稳定性对陀螺的全温性能有重要影响。为了使阻尼的温度补偿有据可依,展开了多环谐振陀螺热弹性阻尼与温度关系的研究,利用理论计算与仿真相结合的方式建立了两者的数学模型。首先建立了常温下的多环谐振陀螺的热弹性阻尼数学模型,从中分析出结构形式、工作模态振型及材料参数决定了热弹性阻尼的大小,而其中只有结构层的材料参数对温度较为敏感。因此建立了材料参数的温变数学模型,并利用该模型与理论和仿真相结合的热能量法建立了高效的多环谐振陀螺热弹性阻尼温变模型。接着利用该模型与幂函数拟合出了热弹性阻尼与温度之间的表达式。最后通过实验验证了模型与表达式的准确性,将误差量化后,模型参数误差最大值小于1.7%。     

断裂力学在圆柱螺旋弹簧设计计算中的应用

圆柱螺旋弹簧(特别是热卷大弹簧)由于各种原因,不可避免会产生一些表面裂纹等缺陷,将断裂力学应用于弹簧的设计计算中是一个值得重视的研究方向[1] 弹簧钢是较好的弹性材料,可运用应力强度因子判据(即K判据),当裂纹顶端应力强度因子K_I≥K_(IC)(断裂韧度)时,裂纹便失稳扩展.     

耦合热弹性动力学的统一变分原理族1)

对耦合热弹性动力学问题,迄今文献中只建立了Gurtin型含卷积的统一变分原理,其缺点是只适用于常系数的线性问题,且因含卷积而使实际数值离散和求解复杂化.文中首次成功地建立了耦合热弹性动力学问题经典型(不含卷积)统一变分原理族,其关键是建议了动态差分变换和初终值条件的新处理法.该方法可以推广到各向异性材料以及非线性问题上去,同时在应用有限元法离散和求解上都比较简便.     

热冲击下物性与温度相关性对热弹性响应的渐进分析

计及材料物性与温度的相关性,基于Green-Naghdi能量无耗散广义热弹性理论(G-N II理论),对热冲击下具有变物性特征材料的热弹性响应进行了求解分析。借助Laplace正、反变换技术以及Krichhoff变换,在热物性参数随真实温度呈线性规律的前提下,推导了半无限大体受热冲击作用时热弹性响应的解析表达式,通过求解分析,得到了热冲击下热波、热弹性波的传播规律,位移场、温度场以及应力场的分布情况,以及物性随温度相关性对热弹性响应的影响效果。结果表明：当考虑材料物性随温度的变化时,热波、热弹性波的传播以及各物理场的分布均受到不同程度的影响,且物性随温度相关性对热弹性响应的作用效果将受到材料热-力耦合特性的影响。     

热冲击下温度相关物性对热弹性响应的渐进分析

计及材料物性与温度的相关性,基于Green-Naghdi能量无耗散广义热弹性理论(G-N II理论),对热冲击下具有变物性特征材料的热弹性响应进行了求解分析.借助Laplace正、反变换技术以及Krichhoff变换,在热物性参数随真实温度呈线性规律的前提下,推导了半无限大体受热冲击作用时热弹性响应的解析表达式,通过求解分析,得到了热冲击下热波、热弹性波的传播规律,位移场、温度场以及应力场的分布情况,以及物性随温度相关性对热弹性响应的影响效果.结果表明:当考虑材料物性随温度的变化时,热波、热弹性波的传播以及各物理场的分布均受到不同程度的影响,且物性随温度相关性对热弹性响应的作用效果将受到材料热-力耦合特性的影响.     

耦合热弹性动力学的统一变分原理族

对耦合热弹性动力学问题,迄今文献中只建立了Ｇｕｒｔｉｎ型合卷积的统一变分原理,其缺点是只适用于常系数的线性问题,且因含卷积而使实际数值离散和求解复杂化．文中首次成功地建立了耦合热弹性动力学问题经典型（不含卷积）统一变分原理族,其关键是建议了动态差分变换和初终值条件的新处理法．该方法可以推广到各向异性材料以及非线性问题上去,同时在应用有限元法离散和求解上都比较简便．     

反倾层状岩体斜坡弯曲-拉裂两种失稳破坏之判据探讨

对反倾层状岩体斜坡弯曲-拉裂的失稳破坏判据,已有研究分别基于两种力学模型进行推导,即竖直压杆弹性屈曲稳定和平直梁弯折破坏模型,但对层间错动阻力及挠度产生附加弯矩等因素未加以考虑,不尽合理。在反倾斜坡岩层受力分析基础上,建立考虑了板侧层间错动阻力的下端嵌固、上端自由的斜置等厚弹性悬臂板梁模型,统一地通过瑞利-里兹能量方法,推导了弹性屈曲临界条件和嵌固端弯折破坏临界条件。实例计算及讨论表明,弹性屈曲判据适用于陡立岩层;而中-陡反倾岩层应主要为弯折破坏,但层间的力学性质对弯折临界判据值具有较大影响。     

功能梯度平板的二维热弹性分析

本文研究正交各向异性功能梯度平板的二维热弹性问题.该平板在y方向无限长,x方向对边简支且温度恒定.从热弹性力学的基本方程出发,假设材料参数沿板厚方向(z方向)按同一函数规律变化,基于状态空间法,在板的上下表面作用机械荷载和热荷 载的情况下,获得了功能梯度平板二维热弹性问题的Peano-Baker级数解.通过算例,验证了Peano-Baker级数解的正确性;同时也分析了材料参数沿板厚方向不同的幂函数分布对平板响应的影响.     

考虑热弹性变形的角接触球轴承微观热弹流分析

运用点接触热弹性流体动压润滑理论,考虑了润滑油膜温升变化引起的角接触球轴承中滚珠和内圈接触表面的热弹性变形和表面随机粗糙度的影响,提出了一种计入热弹性变形和随机粗糙度影响的角接触球轴承热弹性流体动压润滑分析方法.该方法通过将热弹性变形进行热力转换,得到了滚珠和内圈接触表面的材料线热膨胀系数,计算修正了滚珠和内圈表面因油膜温度场变化引起的热弹性变形,求得了计入热弹性变形和表面粗糙度后的油膜压力、油膜厚度、油膜温升以及热弹性变形等主要润滑特性,研究了内圈转速、滑滚比和滚珠数量的变化对油膜厚度和油膜压力的影响规律,结果表明:最大热弹性变形量与最小油膜厚度处在同一量级,并且内圈转速、滑滚比和滚珠数量的变化对油膜厚度和压力会产生明显的影响.进一步对比分析了几种算法下的最小膜厚,验证了计入热弹性变形的数值算法的可行性.     

材质不均匀性引起的突进型裂纹亚临界扩展问题的探讨

一、前言 近二十多年来,国内外断裂力学方法基本上都按照均质材料来建立脆断判据及对脆断安全的判据。例如线弹性断裂力学中Ⅰ型问题的脆断判据及对脆断安全的判据分别为式中K_I为Ⅰ型应力强度因子,K_(Ic)为Ⅰ型平面应变断裂韧度,n_k为对于脆断的安全系数,[K_I]为允许的应力强度因子。K_I的表达式可写作如下的普遍形式:     

用双剪统一屈服准则求解某些问题的塑性极限荷载

本文采用俞茂宏统一屈服准则对固支圆板、矩形板进行了塑性极限荷载分析,得出了相应的统一解形式。选择不同的参数b,可以得出不同工程材料的塑性极限荷载,具有较好的普遍性和适用性。文献中已有的解均为本文的特例。     

Elastoplastic analysis of cylindrically orthotropic composite thick-walled tube

In the present paper, Tsai-Hill Yield Criterion in a state of plane strain is derived for incompressible and compressible materials respectively. the elastoplastic stress and displacement fields of cylindrically orthotropic composite thick-walled tube under uniform radial pressure are studied. The formulas of the yield pressure, limit pressure and region of shakedown are obtained.     

The constitutive equations for mixed hardening orthotropic material

IntroductionAyieldingcriterionandtheassociatedflowtheorywereproposedbyHill[1]forinitiallyorthotropicmetalsin 1 948,whichareusedbroadly .AquadraticformofstressesisusedastheplasticpotentialthatisindependentofhydrostaticstressinHillplasticitytheory .Butcompressedbyhydrostaticstress,considerabledeformationwillbeproducedinorthotropicmaterials.Inthecaseofcyclicloading ,duetoBauschingereffect,thekinematichardeningcannotbeneglected .Inthispaper,kinematichardeningandproportionalhardeningareconsidered…     

部分均匀荷载作用下圆板塑性极限统一解

本文采用俞茂宏双剪统一屈服准则求解部分均匀荷载下简支圆板的塑性极限，已有的最大主应力准则、Ｔｒｅｓｃａ准则，Ｍｉｓｅｓ准则的解答均是该解答的特例或线性逼近。该解答可以适合于多种工程材料，具有普遍性和适用性，从得出的解析解和图示中可得出一些新的有益的认识     

多孔材料中声波的传播与演化

采用两相多孔介质的拉格朗日模型来描述一种理论流体充填的多孔弹性固体材料,其中孔隙度的变化满足一个附加的平衡方程。     

多孔介质中对流的周期性解与混沌

研究多孔介质内部有热源的对流传热．用高阶差分研究在不同的渗流瑞利（Ｒａｙｌｅｉｇｈ）数Ｒａ下对流随时间进展的演化情况（为比较起见也适当考察倾斜角的影响）．Ｒａ计算到大约１６０００．结果表明：在Ｒａ较小时对流是稳定的，Ｒａ增大到４６００出现了非稳定的但为周期性的解．随着Ｒａ进一步增大，出现一些混沌窗口．对于有侧斜角的情形，还出现阵发性     

DYNAMIC BUCKLING OF STATICALLY PRELOADED RING-STIFFENED CYLINDRICAL SHELLS UNDER AXIAL FLUID-SOLID IMPACT LOADING

The Initial Imperfection Amplified Criterion is applied to investigate the geometric nonlinear dynamic buckling of statically preloaded ring-stiffened cylindrical shells under axial fluid-solid impact. Taking account of the effects of large deformation and initial geometric imperfection, the governing equations are obtained by the Galerkin method and solved by the Runge-Kutta method. The effects of static preloading (uniform external radial pressure) on the buckling features and the load-carrying ability of ring-stiffened cylindrical shells against axial impact are discussed. The project is supported by the National Natural Sciences Foundation of China (No. 19802017).     

An Eulerian formulation for large deformations of anisotropic elastic and viscoelastic solids and viscous fluids

An Eulerian formulation has been developed for the constitutive response of a group of materials that includes anisotropic elastic and viscoelastic solids and viscous fluids. The material is considered to be a composite of an elastic solid and a viscous fluid. Evolution equations are proposed for a triad of vectors m _i that represent the stretches and orientations of material line elements in the solid component. Evolution equations for an orthonormal triad of vectors s _i are also proposed to characterize anisotropy of the fluid component. In particular, for an elastic solid it is shown that the material response is totally characterized by the functional form of the strain energy and by the current values of m _i , which are measurable in the current state of the material. Moreover, it is shown that the proposed Eulerian formulation removes unphysical arbitrariness of the choice of the reference configuration in the standard formulation of constitutive equations for anisotropic elastic solids.     

非饱和土力学理论的研究进展

回顾了非饱和土有效应力的发展,目前普遍认同采用两个应力变量来建立本构模型,且对基质吸力中毛细和粘吸两部分作用进行了阐述。分析了非饱和土强度问题,包括抗剪强度和抗拉强度。讨论了非饱和土的本构模型问题,包括基于净应力和基质吸力的弹塑性模型,基于Bishop有效应力和基质吸力的水力力学耦合弹塑性模型,以及双孔隙结构的模型。最后探讨了热力学方法和多孔介质理论在非饱和土中的应用,基于多孔介质理论在多场耦合条件下土体复杂的行为是当前值得研究的问题。     

Analysis of a quasistatic contact problem with adhesion and nonlocal friction for viscoelastic materials

A mathematical model is established to describe a contact problem between a deformable body and a foundation. The contact is bilateral and modelled with a nonlocal friction law, in which adhesion is taken into account. Evolution of the bonding field is described by a first-order differential equation. The materials behavior is modelled with a nonlinear viscoelastic constitutive law. A variational formulation of the mechanical problem is derived, and the existence and uniqueness of the weak solution can be proven if the coefficient of friction is sufficiently small. The proof is based on arguments of time-dependent variational inequalities, differential equations, and the Banach fixed-point theorem.