拉压不同模量硬夹心矩形夹层板的弯曲

针对近年来出现的新型硬夹心夹层结构,考虑夹心抗弯刚度和材料拉压不同模量特性,修正了软夹心夹层结构的基本假设.在此基础上,推导了拉压不同模量硬夹心矩形夹层板弯曲的基本方程和边界条件,给出了在四边简支条件下的解析解.通过求解算例表明,若忽略夹心的抗弯刚度和材料拉压不同模量特性会导致计算误差达20％以上.本文发展的理论模型可以有效解决上述新型夹层结构的弯曲问题,满足工程结构分析设计的需求.     

拉压不同弹性模量薄板上圆孔的应力分析

采用弹性理论研究了拉压不同弹性模量薄板上圆孔的孔边应力集中问题.采用广义虎克定律推导出了拉压不同弹性模量薄板上圆孔边的应力平衡方程,并联合利用应力函数及边界条件得到了拉压不同弹性模量薄板上圆孔边的应力表达式.算例分析表明,当薄板材料的拉压弹性模量相差较大时,采用经典弹性理论研究薄板上圆孔的孔边应力是不合适的,当经典弹性理论与拉压不同弹性模量弹性理论的计算结果间的差别超过工程允许误差5%时,应该采用拉压不同弹性模量弹性理论进行计算.     

不同拉压模量厚壁球壳弹塑性分析

对具有不同拉压模量的厚壁球壳,采用双剪统一强度理论推导了其扩张问题的应力及位移的统一解. 分析了不同模量、不同模型控制参数对厚壁球壳扩张时的扩张压力和应力场的影响.结果表明：厚壁球壳弹性极限压力、应力场、位移场等均随着模量控制参数、模型参数的变化而变化,在$alpha<1$的情况下(即$E^ + < E^ - $),可以明显提高球壳的弹性极限压力$p_e $; 厚壁球壳塑性极限压力与材料的拉压模量无关,与模型参数$eta$有关,且随$eta$的增加,先增大后减小. 因此若采用经典的弹性理论和单一的模型参数对厚壁球壳进行设计计算,会带来较大的误差.     

不同拉压模量连续梁的解析解

拉压不同模量的材料在工程中应用很广,特别是近几年发展起来的复合材料都具有明显的拉压不同模量性质.本文对复杂应力状态下不同模量连续梁提出了中性轴判断定理,并用分段积分方法推导出不同模量结构的中性层计算表达式及应力的解析解.通过对实例的计算及分析,得出不同模量与经典力相同模量两种方法在结构应力计算上的差异,最后提出对该类结...     

基于敏度分析的拉压不同模量桁架问题的数值分析

利用光滑函数技术,提出光滑化的拉压不同弹性模量问题的应力应变关系,与有限元方法相结合,建立了拉压不同模量一维连续体与桁架结构的数值求解模型,推导了敏度计算公式,采用Newton-Raphson算法进行求解.数值结果表明,本文算法具有较高的计算精度和收敛速度.     

考虑拉压不同模量压力隧洞应力和位移弹性解

岩石拉压弹性常数并不相同.基于拉压不同模量理论,考虑衬砌和围岩模量差异性,推导了压力隧洞的应力、位移新解及围岩弹性抗力表达式,并分析了模量差异对压力隧洞力学行为的影响.结果表明,新解可退化为经典解答;径向应力新解大于经典解,而切向应力则反之,位移经典解小于新解;围岩弹性抗力系数随压拉模量比增大呈抛物线变化.衬砌和围岩模...     

不同拉压弹性模量壳体有限元法

1.计算假定不同拉压弹性模量的弹性理论在壳体有限元计算中应用的假定: (1)单元的内力、应力及应变状态用单元形心处的内力、应力及应变状态来代替,其精度随网格加密而提高。(2)沿壳厚将单元分层,假定单元内同一层为同一类区域。(3)根据各层区域类型的不同引入不同的弹性模量E~+、E~-和泊松比v~+、v~-,以E_1、v_1表示薄壳物理方程中的E、v。薄壳上各点为二维应力状态,σ_α、σ_β为主应力,则E_1、v_1按如下方法确定:     

基于牛顿-拉夫逊的拉压不同模量问题的数值求解

针对拉压模量不同引起的材料本构非线性,首先,通过引入改进的Heaviside函数将本构方程连续光滑化;然后,基于特征值与特征向量的求导策略,推导有限元求解模型中切线刚度矩阵的列式;最终,提出基于牛顿-拉夫逊迭代格式的拉压不同模量问题的数值求解算法。数值算例验证了本文算法比传统算法具有更稳定的收敛性和更高的求解精度,特别适合于工程分析中大规模计算问题的求解。     

不同拉压弹性模量椭圆板的非线性弯曲

把不同拉压弹性模量的椭圆板看成两种材料组成的层合板,采用弹性理论建立了在均布外载荷作用下的静力平衡方程,确定了中性面位置,求得了椭圆板中心挠度与均布荷载的关系;并把该方法计算结果与有限元方法计算结果进行比较,验证了方法可靠性。算例表明,当椭圆板材料拉压弹性模量相差较大时,挠度计算不宜采用相同弹性模量理论。     

考虑损伤拉压不同模量梁的纯弯曲

根据考虑损伤的变模量弹性理论,建立了考虑损伤的拉压不同模量梁的弯曲基本方程,推导了梁的拉(压)应力、受拉区高度和挠度的计算公式.应用数值计算方法,分别得到了有损与无损时梁极限拉(压)应力、受拉区高度与模量比的关系曲线以及有损梁的最大挠度和模量比的关系曲线,同时得到了梁拉(压)应力比值、损伤引起的中性轴偏移量和梁跨中挠度比值与载荷的关系曲线.这些结论可为工程上具拉压不同模量梁的截面设计提供一定的参考价值.     

用不同模量有限元分析坝体应力和变形

探讨拉,压不同模量有限元法在重力坝应力,变形分析中的应用,利用该方法计算坝体裂缝,接触,稳定问题明显地提高了分析精度,本指出,给定拉伸时的弹性模量和泊松比是重要的可能的。在岩土力学,冰力学,陶瓷和塑料的力学分析中,使不同模量有限元法必定会有实际意义。     

各向异性弹塑性中厚度板壳的有限元分析

本文在文献［２,３］的基础上,提出了一个解各向异性弹塑性中厚度板壳问题的有限元方法。考虑材料各向异性的特点,采用了Ｈｉｌｌ推广的Ｈｕｂｅｒ－Ｍｉｓｅｓ屈服准则;借用Ｏｗｅｎ的剪切修正系数,正确计及了叠层复合材料壳体的横向剪切效应;为了避免“自锁”现象,文中采用了９节点的Ｈｅｔｅｒｏｓｉｓ二次壳单元;特别是本文利用插值外推的思想,提出了一个带预测的弧长增量控制法,显著提高了确定变形路径的计算效率。几个数值算例表明本文给出的有限元方法对于各向异性中厚度板壳的弹塑性分析有较好的精度,尤其是对具有复杂变形路径的结构计算,收敛速度提高更快。     

确定裂纹体等效弹性模量的边界元方法

采用边界元方法计算含有序分布裂纹的裂纹体在压缩载荷作用下的等效弹性模量，利用一种能适当考虑裂纹有间相作用的自洽理论，建立了相应的迭代格式，通过算例研究了裂纹方向，裂纹面间摩擦系数对裂纹体等效弹性模量的影响。     

The determination of an equivalent elastic modulus for bodies with cracks by boundary element method

The equivalent elastic modulus of cracked bodies with orderly distributed cracks was computed with the boundary element method. A practical self-consistent scheme has been proposed in consideration of the mutual interaction effects of the cracks. The influence of friction coefficients and orientation of cracks has been investigated. Some computational examples have been given, and the results show that the proposed method is adequate and the scheme is efficient.This project is supported by the National Natural Science Foundation of China.     

不同模量弹性问题理论及有限元法研究进展

随着科学技术的日益发展，对材料力学性质的研究提出了更高的要求，研制新型的材料以及挖掘材料自身特性的潜力，已成为新的研究动向．简述了不同模量弹性问题理论及其有限元法的研究与发展．利用等效的概念，对Ambartsumyan有限元计算模型、Jones有限元计算模型、张允真等有限元计算模型、叶志明等计算模型进行改进和探讨．通过不同模量弹性理论及其有限元方法在实际工程构件问题分析中的应用表明，若沿用相同模量弹性理论或有限元对有关问题进行计算，其结果将与采用不同模量模型材料所得的刚度和强度有较大的偏差。     

δ-Al_2O_3短纤维增强Al合金复合材料的拉伸力学行为研究

利用宏观、微观实验和三维弹塑性有限元分析方法（FEM,对δ－Al_2O_3短纤维增强Al合金复合材料的弹性模具和应力-应变曲线进行预测,同时讨论该类材料的断裂特征．研究了纤维位向的变化并引入了实测的短纤维位向分布规律．研究表明,本文对该类复合材料的弹性模量和应力-应变曲线的预测是较为准确的．     

一种新的金属压缩试验方法的有限元分析

对一种新的金属压缩试验方法进行了有限元数值分析,论证了这种方法的可行性和有性,并且对不同尺寸的试件进行了有限元计算．     

AN EXACT ELEMENT METHOD FOR THE BENDING OF NONHOMOGENEOUS REISSNER’S PLATE

In this paper,based on the step reduction method and exact analytic method,a new method,the exact element method for constructing finite element,is presented.Since the new method doesn’t need variational principle,it can be applied to solve non-positive and positive definite partial differential equations with arbitrary variable coefficients.By this method,a triangle noncompatible element with15 degrees of freedom is derived to solve the bending of nonhomogenous Reissner’s plate.Because the displacement parameters at the nodal point only contain deflection and rotation angle.it is convenient to deal with arbitrary boundary conditions.In this paper,the convergence of displacement and stress resultants is proved.The element obtained by the present method can be used for thin and thick plates as well,Four numerical examples are given at the end of this paper,which indicates that we can obtain satisfactory results and have higher numerical precision.     

New mixed plate-bending elements with shear strain interpolations

This paper is concerned with two mixed plate-bending elements with shear strain interpolations, a quadrilateral element and an 8-node serendipity-type element based on discussions on the element proposed in Ref.[1]. The shear strains and inner-forces in the natural coordinates are interpolated in an element and then transformed into Cartesian coordinates in accordance with covariant and contravariant tensor transformations, respectively. The quadrilateral element coincides with the element in Ref.[1] when it is rectangular. Numerical examples show that the two new elements are free from shear locking and spurious kinematic modes under regular and irregular meshes and have the advantages of being insensitive to element distortion and able to give fairly accurate results.The Project supported by National Natural Science Foundation of China.