弹性力学空间问题的复变函数解

弹性力学空间问题的复变函数解贾普荣（西北工业大学,西安７１００７２）１基本方程对于弹性力学一般的空间问题,位移和应力分量可用伽辽金的３个双调和函数表出￣［１］。设ｆ＿１（ｘ,ｙ,ｚ）,ｆ＿２（ｘ,ｙ,ｚ）,ｆ＿３（ｘ,ｙ,ｚ）为双调和函数,即位移分量...     

巴西劈裂试验应力场解析解应力函数解法

巴西圆盘试验是国际岩石力学学会推荐的用于测量岩石抗拉强度的间接实验,其理论基础是圆盘在荷载作用下应力场的分布。本文以平面应力状态为基础,根据弹性理论中的Airy应力函数和线弹性叠加原理,采用与Н. И. Мусхелишьили所用的复变函数方法完全不同的方法,给出了巴西圆盘内部任意一点应力的直角坐标形式的解析表达式。将得到的应力场解析解和Н.И. Мусхелишьили 采用复变函数方法给出的经典解对比发现,两者完全吻合一致,从而表明本文所采用的方法是合理正确的。     

含孔扁薄球壳的复变函数解法

本文建立了含孔扁薄球壳的复变函数求解方法,从而为这一类问题的求解提供了一条有效而规范的途径.     

椭圆孔边两不对称裂纹问题的复变函数解

利用复变函数方法,通过构造保角映射,分析了不对称椭圆孔边裂纹问题,给出了裂纹尖端Ⅰ型与Ⅱ型问题应力强度因子的解析解.并由此模拟出了经典的Griffith裂纹、不对称十字裂纹,T型裂纹问题,所得结果与经典结果完全一致.这些解在科学及工程断裂中有着潜在的应用价值.     

单边裂纹通电瞬间裂尖处应力场的复变函数解

本文应用复变函数中的Schwarz-Christoffel变换方法,在具单边裂纹的导电薄板通电瞬间温度场复变函数解的基础上,推导出用复变函数表示的应力场的表达式,并且给出算例.通过理论计算得知:当对具有单边裂纹的导电薄板通入适当密度的电流时,裂尖处温度急剧升高并熔化使裂尖变钝.同时,在裂尖周围形成了有利于遏制裂纹扩展的压应力场,有效地防止了裂纹沿其主方向和其它方向延伸.从理论上证明了电磁热效应在裂尖处产生高温形成焊口的同时,压应力场的形成是遏制裂纹扩展的主要因素之一.理论计算结果与实验结果比较吻合,为这一止裂方法的应用打下了理论基础.     

混凝土与纤维混凝土的劈裂试验及损伤描述

描述工程材料在服役期间所受到的损伤,是评估其可靠度、耐久性等指标的重要依据,本文根据混凝土与纤维混凝土劈裂试验的结果,对一些损伤模型存在的问题进行的探讨认为：对于混凝土复合材料,卸载曲线的斜率受到粗骨料和纤维等因素的干扰,卸载刚度的衰减不能精确描述损伤的演化,并且,针对不同的极限状态,损伤描述应该有不同的形式,针对损伤对混凝土抗渗性能的影响问题,本文提出了损伤描述表达式。     

变边界粘弹性轴对称问题的复变函数法

对边界几何形状、位置随时间变化的变边界结构,给出了用复变函数求解粘弹问题的解析方法.文中用拉普拉斯变换结合平面弹性复变方法,对内外边界变化时粘弹性轴对称问题进行求解.引入两个与时间、空间相关的解析函数,给出了变边界情况下应力、位移以及边界条件与解析函数的关系.当解析函数形式部分确定,则可用边界条件求解其中与时间相关的待定函数.求解待定函数的方程一般情况下为一系列积分方程,特殊情况可求得解析解.对轴对称问题中应力边值问题、位移边值问题以及混合边值问题,分别利用边界条件求得相关系数,从而得到了应力与位移的解析表达.当取Boltzmann粘弹模型时,进行不同边值问题的分析.分析显示,应力、位移的形态与大小均与边界变化过程相关,与固定边界粘弹性问题有较大不同.本文解答可用于粘弹性轴对称问题内外边界任意变化及各种边值问题的力学分析.此外,该法可进一步进行荷载非对称、复杂孔型变边界问题的求解.     

Reissner板弯曲的复变函数分析方法

本文建立了Reissner板弯曲问题的复变函数分析方法,它可以有效地用于分析含一般孔洞板弯曲的应力集中问题。作为应用,文中还给出了一些计算实例。     

复变形式的各向异性板弯曲问题的基本解

提出了求解各向异性板弯曲问题基本解的新方法。得到的基本解简捷明了，相应的法向弯矩和相当剪力的表达式易求，故便于应用在一般边界条件的各向异性板弯曲问题的边界积分方程。     

复杂应力条件下脆性材料的受拉破坏准则

根据脆性材料微粒对之间距离超过特定距离而破坏的微观机理,结合宏细观试验结果指出的绝大多数的破坏颗粒对的方向与σ1的方向之间的夹角都大于0°这一事实,导出了新的脆性材料张破坏准则: σ1 ασ2 βσ3≤[σ],式中系数β与材料的优势角θ(破坏颗粒对的方向与σ1的方向之间的夹角的某种平均) 和泊松比μ有关．同时还指出了经典强度理论由于没有考虑优势角从而导致了它们与宏观实验结果不符．实验结果表明,在张破坏条件下此准则比经典的准则有更高的精度．     

弹性力学的复变量数值流形方法

数值流形方法通过引入数学和物理双重网格,将插值域和积分域分别定义在两个不同的覆盖上来完成系统能量泛函积分运算. 当采用高阶函数构造位移函数时,广义节点自由度将大大增加. 在求解系统的平衡方程中,运算量是与自由度的三次方成正比的,因此数值流形方法的计算量是较大的. 为此,在复变量理论的基础上,采用一维基函数建立二维问题的逼近试函数,然后将其应用于弹性力学的数值流形方法,提出了复变量数值流形方法,推导了弹性力学的复变量数值流形方法的公式. 与传统的数值流形方法相比,复变量数值流形方法具有计算量小、精度高的优点.      

用复变量表示的环壳几何非线性方程及其摄动解

本文从小应变,中小转动问题的弹性薄壳一般方程出发,导出用复未知函数表示的非线性的环壳轴对称变形的基本方程,并用摄动方法分別求解了整环壳和开口环壳问题.所得到的结果与其他作者用数值方法得到的结果吻合很好。     

变厚度锥壳方程及其渐近解

本文用薄壳理论导出了壁厚线性变化的锥壳在承受轴对称截荷时的复变量方程，在薄壳理论误差范围内求得了齐次方程的渐近解和工程实用载荷的非齐次解，并给出了算例。     

AN ANALYTICAL SOLUTION TO LONGITUDINAL VIBRATION OF A PILE OF ARBITRARY SEGMENTS WITH VARIABLE MODULUS

The vibration problem of a pile of arbitrary segments with variable modulus under exciting force is established, in which the influence of the soil under pile toe and the surroundings is taken into account. With Laplace transforms, the transmit functions for velocity and displacement of pile are derived. Furthermore, in terms of the convolution theorem and inversed Laplace transform, an analytical solution for the time domain response of a pile subjected to a semi-sine impulse is developed, which is the theoretical basis of the sonic method in pile integrity testing. Based on the solution, the vibration properties of pile with sharp or continuous modulus are studied. The validity of this approach is verified through field dynamic tests on some engineering piles. It shows that the theoretical prediction and the response of the pile are in good agreement.     

任意段变模量桩纵向振动的解析解

建立了均质土中考虑桩端土和桩侧土作用的任意段变模量桩,讨论了在桩顶受纵向激励时的定解问题,并用拉氏变换(Laplace)求得桩顶速度频域响应的解析解,然后利用卷积定理和拉氏逆变换求得桩顶速度时域响应的解析解,并将其运用到桩基质量的动力检测中.对弹性模量突变桩以及模量连续变化桩的振动特性作了进一步的研究,并将理论曲线与实测曲线进行了拟合对比,结果表明,两者吻合较好.     

机械荷载与热荷载共同作用下变厚度梁的热弹性力学解

本文研究了两端简支变厚度梁受机械荷载与热荷载共同作用下的热弹性力学解.温度场用调和级数展开,通过求解热传导方程可首先确定温度沿梁厚度方向的非线性分布情况.从二维热弹性力学理论的基本方程出发,导出满足控制微分方程和两端简支边界条件的位移函数的一般解,对上下表面的边界方程作傅立叶正弦级数展开确定待定系数,数值结果与商业有限元软件ANSYS进行了比较,显示出很高的精度.本文方法可直接应用于对应力和位移分析要求较高的工程问题,如航空航天和微型机械的设计.     

星形裂纹的应力分析

利用复变函数的方法, 通过构造适当的保角映射研究了星形裂纹的平面弹性问题,给出了裂纹尖端I型与II型问题应力强度因子的解析解.并由此模拟出了经典的Griffith裂纹,共点均匀分布三裂纹,十字裂纹,对称八裂纹问题.      

割口单向叠层板的拉伸应力集中与强度

基于剪滞理论,建立一种分层剪滞模型,分析了含割口的单向叠层板在拉伸载荷作用下的应力重新分布问题,获得了割口前缘完整纤维的应力集中因子.在此基础上,采用细观统计破坏理论,研究了割口单向叠层板的拉伸破坏强度,得到了与现有实验较吻合的结果.