生物瓣膜应力的数值模拟

应用有限元方法分析了瓣架的材料特性、瓣叶的材料特性和瓣叶的钙化等因素对瓣叶的应力分布的影响。分析结果表明：采用全弹性材料的瓣架将改善瓣叶的应力分布，最大应力区域将远离接缝部位；将生物瓣瓣叶材料简化为拟线弹性材料时，对瓣叶最大主应力等值线的分布影响不大，计算结果在一定范围内存在差异；当瓣叶出现钙化时，钙化点及其周围产生应力集中，促进钙化的进一步加剧。     

大瓣片高强钢球壳板冲压成形应力测试与分析

为对大瓣片高强钢球罐壳板成形过程进行应力测试与分析,在分析壳板成形工艺特点和力学特征的基础上,提出了在板材上附加随动测试架的测试方法,该测试架可随板材运动,实现对传感元件的保护,保证测试信号的输出,同时不干扰壳板的工艺条件,实现了准确测定冲压加工过程中特定状态下板壳内的应力分布及变化规律的目的。测试表明,压力加工过程中,当模具完全冲压到位时,在模具中心区域出现最大拉伸应变,应力值也最大,而卸载后该区反而出现了很小的压应力,这对容器的安全是有利的。因此在压制过程中只要控制冲压变形量,使得中间部位应力值小于材料的强度极限,就可保证板材不发生工艺性破裂,而且成形完成后该区也无不利的力学因素。     

细观结构对复合材料热膨胀系数的影响研究

基于应力为未知量的通用单胞模型改进算法在保证计算精度的前提下，可以提高计算效率，本文利用该方法计算了纤维细观结构对纤维增强复合材料热膨胀系数的影响。计算结果表明，热膨胀系数随体积比的增加而减小，纵向热膨胀系数受纤维的形状和排列方式的影响不大，而横向热膨胀系数受纤维形状以及排列方式的影响较为明显。复合材料的纵向热膨胀系数并不是随温度上升而上升的．它与各组分的弹性模量和热膨胀系数等有关．     

骨细胞培养过程对羟基磷灰石力学性质影响的研究

采用数字图像相关方法研究骨细胞对人造羟基磷灰石力学性质的影响.采用了三种试样:羟基磷灰石试样、培养了骨细胞的羟基磷灰石试样、用戊二醛溶液浸泡的羟基磷灰石试样(与培养骨细胞同样环境但不培养骨细胞).研究得到了试样完整的应力-应变曲线;同时测出弹性模量和泊松比,还测量了压缩极限应力.实验结果表明试样的应力-应变曲线在断裂前呈良好的线性关系;戊二醛溶液不影响羟基磷灰石的弹性模量和泊松比,但会使压缩极限应力降低;骨细胞培养过程能使羟基磷灰石材料的弹性模量和强度增加(所培养的骨细胞约占表面积3.75%).对照显示,羟基磷灰石培养骨细胞后其弹性模量增加了15.2%,压缩极限应力增加了26.1%.     

压电晶体应力传感器匹配误差的试验研究

引言用应力传感器对固体介质中的应力进行测量时,一般将传感器埋置在被测的介质中。由于传感器的弹性模量与介质的弹性模量不一致,传感器的变形会引起其周围介质的应力重新分布,使传感器上受到的实际应力不同于自由场的应力,由此而产生的误差称为匹配误差。     

高温对砂岩宏细观损伤及BP神经网络单轴强度预测研究

为了研究高温后砂岩的力学特性和宏细观损伤变化,对高温作用后的砂岩进行单轴压缩试验、声波损伤检测、X射线衍射试验、扫描电镜试验,分析应力-应变曲线、峰值应力、峰值应变、弹性模量、质量损失率、X射线衍射成像和电镜扫描图像,得到砂岩的细观损伤变化对其单轴抗压强度的影响。利用BP神经网络模型对不同物理量进行训练,预测不同高温作用后砂岩单轴抗压强度。研究结果表明:随着温度升高,砂岩峰值应力和弹性模量均降低,峰值应变、质量损失率和体积均增大,砂岩的外观颜色由黄色过渡到棕红色直至呈土灰色;微缺陷(微裂隙和孔洞)的发育明显,晶体结构破坏加剧,内部生成CaO和CO₂,孔隙率、热损伤程度增大,声速减小,强度降低。建立BP神经网络模型,利用文献数据验证模型可行性,模型预测值与试验值最大误差8.25%,可靠度较高。     

电子封装技术中金属基板结构的热失效行为研究

本文将电子散斑干涉与有限元数值计算相结合，对金属基板结构的热失效行为进行了研究。获得了低维氧化物绝缘薄膜的热失效温度，以及失效过程中基板表面的变形分布；测定了25μm厚度绝缘氧化薄膜的热膨胀系数，室温下弹性模量和失效应力等三个重要的材料常数；结合实验所测定的材料常数和研究的基板结构及性能，用有限元数值方法，模拟计算了绝缘氧化薄膜在不同缺陷形状时的失效过程。并给出了不同温度下绝缘氧化薄膜的最大应力集中值。     

颗粒增强复合材料有效性能的三维数值分析

将细观力学和计算力学方法相结合用以确定复合材料中的局部和平均应力－应变场．对旋转体和非旋转体颗粒增强复合材料的有效模量进行了三维有限元数值计算，数值与实验结果对比表明，该方法是有效的、可靠的．分析了颗粒的排列分布、颗粒取向和颗粒的几何形状对有效模量的影响．数值结果表明，颗粒的排列对有效轴向弹性模量影响较大．颗粒的取向和颗粒的形状对有效性能的影响也是显著的     

犁架联结点应力集中规律电测实验

北方系列犁的犁架都是由几根矩形管焊成的,在焊接处由于几何形状发生剧变,必将引起应力集中。另外,在焊接时会产生焊接应力,并且在焊缝附近材料的强度也会发生变化。但用通常的电测方法,只能得出由于几何形状引起的应力,至于焊接残余应力及     

耐磨TiNi形状记忆合金设计准则的有限元研究

采用有限元方法模拟微突体在TiNi形状记忆合金表面的压入过程，研究了伪弹性应变、伪弹性模量和相变启动应力等参数对TiNi合金抗磨性能的影响，并初步确立了TiNi形状记忆合金耐磨材料设计准则．结果表明：伪弹性应变对TiNi形状记忆合金摩擦学性能的影响最显著；就TiNi形状记忆合金耐磨材料的设计而言，应当强调提高伪弹性应变、降低伪弹性模量、增加相变启动应力；同时满足上述3方面要求的TiNi形状记忆合金的耐磨特性最优．     

采用瓣叶复合材料的生物心脏瓣膜的力学分析

采用微观组织结构分析及宏观复合材料分析结合的方法,分析了猪主动脉瓣的非线性复合材料性质,提出了一种适用于猪主动脉瓣的非线性复合材料本构模型,用提出的非线性复合材料本构模型,对闭合承载状态下的等厚度与变厚度几何模型的猪主动脉瓣的应力分布及变形进行了有限元数值模拟,发现：与各向同性瓣叶相比,单向增强复合材料的瓣叶不但具有较强的承载能力,而且具有较大的柔软性。     

正常与钙化变厚度生物心瓣应力分布的数值模拟

采用八结点超参数板壳元，对猪主动脉瓣在闭合承载状态下的应力分布进行了非线性有限元数值模拟．分析了变厚度瓣膜和等厚度瓣膜应力分布的差别，发现厚度对应力分布具有较大影响．进一步分析了正常及具有几个散布钙化点的瓣膜的应力分布，发现钙化区域应力显著增大．本文结果与临床病变瓣膜的观察结果较为符合     

CONSTITUTIVE MODELING OF ROLLED SHAPE MEMORY ALLOY SHEETS TAKING INTO ACCOUNT PRE-TEXTURE AND ANISOTROPIC HARDENING

The drawing or rolling process endows polycrystal shape memory alloy with a crys- tallographic texture, which can result in macroscopic anisotropy. The main purpose of this work is to develop a constitutive model to predict the thermomechanical behavior of shape memory alloy sheets, which accounts for the crystallographic texture. The total macroscopic strain is decom- posed into elastic strain and macro-transformation strain under isothermal condition. Considering the transformation strain in local grains and the orientation distribution function of crystallo- graphic texture, the macro-transformation strain and the effective elastic modulus of textured polycrystal shape memory alloy are developed by using tensor expressions. The kinetic equation is established to calculate the volume fraction of the martensite transformation under given stress. Furthermore, the Hill＇s quadratic model is developed for anisotropic transformation hardening of textured SMA sheets. All the calculation results are in good agreement with experimental data, which show that the present model can accurately describe the macro-anisotropic behaviors of textured shape memory alloy sheets.     

BUCKLING ANALYSIS OF ELASTIC FILM BONDED ON SMP SUBSTRATE1)

形状记忆聚合物具有形状变化后在特定条件下可恢复的特点,因此作为一种柔性基底材料在柔性电子中得到广泛应用。对于形状记忆聚合物基底和弹性薄膜组成的双层结构,当 基底收缩时,其表面的弹性薄膜可以形成屈曲波形。针对基底收缩过程中波形的变化, 本文实验测得形状记忆聚合物材料在不同温度下的 属性,结合一维应变恢复函数,利用柔性基底表面薄膜屈曲波形参数(波幅、波长等)表达式,求解得到了在基底收缩的过程中,弹性薄膜屈曲波形的变化规律,和实验结果吻合很好。     

多孔介质的流变模型研究

多孔介质在应力作用下具有弹性变形和黏性变形两种完全不同的变形机制，多孔介质的弹性变形是由介质的本体有效力所致，而黏性变表则是由介质的结构有效应力所致。多孔介质的总变形为弹性变形和黏性变形的叠加，计算多孔介质总应变量的流变模型必须同时采用本体有效应力和结构有效应力（双重有效应力），而传统的流变模型仅采用Terzaghi有效应力是不妥当的，它无法正确描述多孔的应变行为，采用了双重有效应力之后的流变模型，通过调节介质特性参数，可以拟合介质的实际应变行为，并且把多孔介质与普通固体联系了起来。     

Surface tension-induced stress concentration around a nanosized hole of arbitrary shape in an elastic half-plane

This paper studies surface tension-induced stress concentration around a nanosized hole of arbitrary shape inside an elastic half-plane. Of particular interest is the maximum hoop stress on the hole’s boundary with relation to the point of maximum curvature and the distance between the hole and the free surface of the half-plane. The shape of the hole is characterized by a conformal mapping which maps the exterior of the hole onto the exterior of the unit circle in the image plane. On using the technique of conformal mapping and analytic continuation, the complex potentials of the half-plane are expressed in a series form with unknown coefficients to be determined by Fourier expansion method. Detailed numerical results are shown for elliptical, triangular, square and rectangular holes. Two basic conclusions are that the hoop stress increases with decreasing hole size and the maximum hoop stress generally appears nearby but not exactly at the point of maximum curvature. In addition, it is shown that the hoop stress nearby the point of maximum curvature on the hole’s boundary increases rapidly with decreasing distance between the hole and the free surface of the half-plane. On the other hand, if the distance between the hole and the free surface is more than three times the hole size, the effect of the free surface on the stress concentration around the hole is ignorable and the elastic half-plane can be treated approximately as an elastic whole plane.     

形状记忆合金的一种基于经典塑性理论的两相混合本构模型

形状记忆合金由马氏体相和奥氏体相动态组成,其行为实质上是两相各自行为的动态组合,根据实验现象,假设在一定的变形范围内,马氏体相为弹塑性而奥氏体相为线弹性,基于经典塑性理论和混合物理论,结合Tanaka的相变描述,得到了形状记忆合金的一种本构描述,对不同温度下形状记忆合金Au-47．5at．％Cd的铁弹性、拟弹性和形状记忆特性进行了分析,取得了与实验相吻合的结果。     

纤维增强韧性基体界面力学行为

分析了纤维增强韧性基体的界面力学行为及其失效机理,按剪滞理论和应变理化规律研究微复合材料的弹塑性变形和应力状态,讨论了幂硬化和线性硬化基体的弹塑性变形和界面应力分布,并给出纤维应力和位移的表达式。按最大剪应力强度理论建立了纤维／基体界面失效准则,推导出弹塑性界面失效的平均剪应力随纤维埋入长度的变化关系。     

上覆单相弹性层饱和地基上弹性基础的竖向振动分析

基于Biot动力控制方程,运用Fourier积分变换技术,并按照混合边值条件和连续条件建立了上覆单相弹性层饱和地基上弹性基础竖向振动的对偶积分方程.利用正交多项式将对偶积分方程化简,得到了动力柔度系数随无量纲频率b0的变化关系曲线,从而得到了上覆单相弹性层饱和地基上弹性基础的竖向振动规律.数值分析结果表明,对于弹性基础,当弹性基础的挠曲刚度较大时,发现弹性基础的竖向振动特性与刚性基础的类同,可忽略挠曲刚度对竖向振动的影响,且当无量纲频率较小的时候,动力柔度系数Cv随着无量纲频率b0的变化而发生显著的变化,但当无量纲频率b0较大的时候,动力柔度系数Cv受无量纲频率的影响较小,甚至基本上不受影响.当弹性基础的挠曲刚度较小时,随着挠曲刚度的减小,弹性基础的竖向振动将发生显著的变化,动力柔度系数Cv的实部和虚部的绝对值均变大.     

含半椭圆型表面缺陷陶瓷材料的热冲击阻力分析

本文研究一个有半椭圆型表面缺陷的陶瓷材料板的热冲击阻力问题.通过多项式形式的应力和几何形状因子得到半椭圆型表面裂纹尖端的热应力强度因子.以蓝宝石陶瓷板为例,基于最大应力准则和断裂韧性准则分析其热冲击阻力行为,并由这两个准则得到其强度计算中真实的热冲击阻力曲线.