求解层间界面反平面剪切破坏的剪切梁模型（I）——基本特性

在反平面剪切载荷及侧压力共同作用下引起的裂纹及裂纹扩展导致的层间界面失效,是岩土工程层间界面及砌体结构中界面层上典型的失效方式。运用弹性力学和断裂力学的理论原理,提出了能够反映上述层间界面断裂失效问题力学特性的剪切梁模型。中采用具有应力软化特性的“粘性裂纹”（内聚力裂纹）模型档表述层间裂纹前方损伤过程区的本构行为。对通过粘性层结合在一起的两个弹性板,在反平面剪切载荷及侧压力共同作用下的力学行为作了解析分析计算,研究了层间界面裂纹扩展规律。     

求解层间界面反平面剪切破坏的剪切梁模型(Ⅰ)——基本特性

在反平面剪切载荷及侧压力共同作用下引起的裂纹及裂纹扩展导致的层间界面失效,是岩土工程层间界面及砌体结构中界面层上典型的失效方式.运用弹性力学和断裂力学的理论原理,提出了能够反映上述层间界面断裂失效问题力学特性的剪切梁模型.文中采用具有应力软化特性的“粘性裂纹”(内聚力裂纹)模型来表述层间裂纹前方损伤过程区的本构行为.对通过粘性层结合在一起的两个弹性板,在反平面剪切载荷及侧压力共同作用下的力学行为作了解析分析计算,研究了层间界面裂纹扩展规律.     

基于尺寸效应的无腹筋钢筋混凝土梁的剪切强度公式

取无腹筋钢筋混凝土梁的临界斜裂缝及其顶端横截面所截隔离体为研究对象,根据极限平衡法,建立平衡方程组.分析临界剪压区主应力与梁斜截面破坏形式的关系,并对临界剪压区进行应力分析,再应用Ba(z)ant提出的尺度律,得到同时适用于斜拉破坏和剪压破坏的无腹筋钢筋混凝土梁的剪切强度公式,其中,临界剪压区高度是该公式的未知参数.通过对Ba(z)ant试验数据库进行Levenberg-Marguardt非线性最小二乘曲线拟合,得到临界剪压区高度与各参数的幂指数关系.最后经与Collins试验数据库比较可知,相对于ACI 318-08和GB 50010-2010对应的剪切强度公式,所得的剪切强度公式能更好地与试验数据吻合,且和Ba(z)ant的剪切强度公式计算结果接近.     

平面应力状态断裂强度的椭圆准则分析

简要分析了近年来提出的一个断裂准则——椭圆准则的基本特征,导出了它在主应力坐标系下的基本方程.根据所导出的基本方程,获得了平面应力条件下椭圆准则理论断裂强度曲线的完整描述关系,并分析讨论了破坏发生的方位及断裂形式与材料本征力学性质参数之间的联系.与既有理论结果及实验现象的对比解释了椭圆准则在材料相关参数确定方面的局限性.当应力状态相关材料特征参数在拉伸区和压缩区均作为常数时,获得了铸铁和混凝土平面应力状态下的断裂强度曲线.与相关实验数据的对比表明,它们在拉伸区能较好地吻合,但压缩区的差异十分显著,进一步证实了材料特征参数随应力状态变化规律对椭圆准则发展的必要性.     

冲击压缩下陶瓷材料中的破坏波模型

从多晶陶瓷材料细观结构非均匀性及其导致的应力奇异性分析出发,建立了陶瓷材料在冲击压缩下的本构关系,以及以表征材料损伤和破坏的非弹性体积应变为传播特征的破坏波控制方程,破坏层的非弹性体积应变包括由微裂纹成核、扩展引起的膨胀体积应变和由气孔塌陷引起的压缩体积应变两部分．结合92.93%氧化铝陶瓷板碰撞试验,数值模拟了冲击压缩下陶瓷材料中破坏波的传播过程,并对跨越破坏波阵面应力历程和剪切强度的变化规律进行了分析．     

周围应力与孔隙流体对突出煤力学性质的影响

本文在系统的实验与理论研究基础上,考查了周围应力与孔隙流体对突出煤变形与破坏的影响.提出了一个描述破坏后现象的模型,其判据是一个联系着有效围压与材料强度的无量纲参数.实验表明,吸附瓦斯对应力-应变曲线没有明显影响;有效应力中的孔隙压力项就是游离瓦斯的压力;含气体与液体的多孔介质会有不同有效应力关系.     

梯度材料平板弯拉耦合力学的精确化支配方程

基于非均匀材料弹性力学理论,采用算子谱分解和算子代数方法,对梯度材料平板结构弯曲与拉伸问题进行了研究.首次给出了指数梯度材料平板弯曲与拉伸的力学方程.研究结果表明:与各向同性平板结构弯曲和拉伸问题不同,在功能梯度平板中描述弯曲应力状态与描述拉伸应力状态的广义位移函数以及剪切函数都是耦合的.没有采用工程假设,推导得到的梯度材料平板结构力学方程是精确化的.通过分析可以认识和理解,分别对应于弯曲状态与拉伸状态的应力场耦合机理以及力学响应的构成等.给出的方程及其分析过程可望能够用于类平板形式热防护材料结构的应力分析与强度设计,推进热防护材料结构的轻型化.     

泥质盐岩单轴蠕变寿命研究

岩石流变力学的研究中，蠕变寿命是一个重要问题.由于长期蠕变试验资料的缺乏，难以估计蠕变破坏时间.该文进行了泥质盐岩单轴全应力 应变压缩试验，并采用陈氏加载法进行了单轴蠕变试验.对蠕变曲线进行了处理，获得了不同应力水平下的蠕变曲线簇，进而得到了等时应力-应变曲线簇.通过拟合分析，建立了等时应力-应变曲线割线模量随时间变化关系模型和等时应力 应变曲线的数学模型.对等时应力 应变曲线与全应力-应变曲线之间的关系进行了分析，获得了蠕变破坏强度和破坏应变分别与蠕变寿命之间的数学表达式.该文研究成果可以估计泥质盐岩的蠕变寿命、长期强度、长期模量、蠕变破坏线和蠕变终止线，对相关岩石流变寿命的估计具有借鉴意义.     

正交各向异性圆柱体在轴压作用下的应力场

基于材料体积不可压假设,对轴向压缩作用下圆柱试件在加载面内的环向和径向应力分布进行理论分析,计算结果表明:当试件材料本构为正交各向异性时,环向和径向应力分布为半径的幂函数形式;试件材料为横观各向同性时,环向和径向应力为半径的二次函数.在圆柱试件轴线上环向和径向应力相等,且均具有最大值;试件圆周边界上径向应力为0,环向应力具有极小值.通过最大拉伸应变破坏理论对试件环向应变进行分析,获得了产生环向拉伸破坏时的临界轴向载荷;并采用Hill-蔡强度理论对试件圆周边界上计算得到的应力参量进行描述,得到了轴压作用下圆柱试件的Hill-蔡强度理论表达式,其不仅取决于轴向应力和试件材料的基本力学性能,还与试件轴向变形的应变率及应变率随时间的变化率相关.     

极限应变法在圆形隧洞稳定分析中的应用

材料的屈服和破坏是不同的,屈服准则已有大量研究,但缺少严格的破坏准则.理想弹塑性模型用应力表述难以区别屈服与破坏,为此该文提出极限应变破坏判据,可用于判断材料的局部和整体破坏.给出了不同材料极限应变的确定方法,并作为破坏判据用于岩土类材料的稳定分析,称为极限应变法.将极限应变法应用于圆形隧洞,研究隧洞的破坏过程、围岩破坏深度及其安全系数,并与滑移线理论和实际模型试验的结果进行对比.研究表明:极限应变法能够判断圆形隧洞的破坏过程与极限状态,求得准确的安全系数,与滑移线场法和模型试验的结果一致,验证了极限应变法在隧洞中应用的可行性.极限应变判据具有明确的力学意义,能反映材料破坏的全过程,为岩土类材料极限分析提供了一种新的方法.     

海冰弯曲破坏下的破坏准则数值模拟方法研究

海冰的弯曲破坏进程的研究已经称为冰工程界的一项重要课题.通过理论分析结合数值计算对海冰弯曲破坏数值模拟方法进行探索:探讨适合于海冰弯曲应力状态下的本构模型和破坏准则;在LS-DYNA中模拟圆环形冰排弯曲破坏和冰排与锥体结构相互作用的进程,提出了一种对海冰破坏准则验证的技术思路;通过所提出的技术思路对基于三轴压缩试验的Derradji破坏准则进行了修正,使其能够适用于海冰的弯曲破坏.     

多模式广义失效概率计算的数值模拟法及其工程应用

提出了安全与失效状态含有模糊信息时,广义失效概率计算的数值模拟,及相应的方差估算,并提出了对应的数值积分方法．当状态变量服从正态分布,且其对模糊安全域的隶属函数为正态型时,单个模式的广义失效概率具有精确解．首先利用这种特殊情况检验了所提数值模拟的精度,结果表明对于数值模拟法,随抽样次数的增加,估计值逐渐收敛于真实值．然后利用扩展原理和概率定理,提出两个及两个以上失效模式数广义失效概率的数值模拟计算方法以及相应的数值积分方法．对于工程结构问题,一般在删除次要失效模式之后,主要失效模式的数目不会太多,因此用该数值模拟与数值积分法可以得到精度较高的解．工程算例结果证明了此结论．另外还对所提的两种方法的适用范围做了讨论．     

基于非齐次泊松过程的拖拉机故障规律性研究

进行了拖拉机田间作业故障跟踪试验 ,得到了拖拉机现场使用的故障数据 ,用非齐次泊松过程建立了拖拉机故障过程的数学模型 ,并用神经网络方法给出了模型的参数估计 ,讨论了拖拉机故障过程的改善与劣化与故障强度函数的关系 ,得到了拖拉机使用初期的故障强度曲线 ,给出了平均故障间隔时间的估计值 .     

基于样条模型的汽车可靠性双向联合预测

通过分析原始数据和“千车故障数”计算的不合理性,提出了改进的千车故障数的计算方法,并对原始数据进行变换得到了合理的数据表.通过假设检验得出瞬时故障率是服从Weibull分布,在此基础上提出了单批次预测的概率模型.进一步,利用数据横向和纵向的相关性,在单批次概率模型的基础上,提出了基于样条拟合的多批次双向联合预测模型,这个模型保证了横向和纵向的有机结合,通过拟合汽车的质量参数,来进行联合预测,维护了数据的统一性.     

基于条件失效率的串和并联系统的失效率刻画

由于条件失效率有很好的直观意义且易获得,用它们去刻画相关部件组成的串或并联的系统失效率是一条有效的新途径.但并联系统失效率的表示过于复杂.由此,新定义过程失效率向量,但仍基于条件失效率,从另一方面描述并联系统的整个失效状况,并用Basu定义二维失效率说明其应用.最后,将以上两种刻画方式统一为系统过程失效率函数.     

无失效数据情形失效率的综合E-Bayes估计

给出了无失效数据情形失效率的E-Bayes估计和引进失效信息后的E-Bayes估计,并在此基础上给出了失效率和可靠度的综合E-Bayes估计。最后,结合实际问题进行了计算,对估计结果进行了分析,并将它们与未假定先验信息时的非Bayes置信限进行比较,结果表明该方法是合理的。     

A model of imperfect preventive maintenance with dependent failure modes

Consider a system subject to two modes of failures: maintainable and non-maintainable. A failure rate function is related to each failure mode. Whenever the system fails, a minimal repair is performed. Preventive maintenances are performed at integer multiples of a fixed period. The system is replaced when a fixed number of preventive maintenances have been completed. The preventive maintenance is imperfect because it reduces the failure rate of the maintainable failures but does not affect the failure rate of the non-maintainable failures. The two failure modes are dependent in the following way: after each preventive maintenance, the failure rate of the maintainable failures depends on the total of non-maintainable failures since the installation of the system. The problem is to determine an optimal length between successive preventive maintenances and the optimal number of preventive maintenances before the system replacement that minimize the expected cost rate. Optimal preventive maintenance schedules are obtained for non-decreasing failure rates and numerical examples for power law models are given.     

无失效数据的贝叶斯统计分析

本给出一类先验分布下基于失效数据的失效概率的贝叶斯和多层贝叶斯估计,证明了保序性,最后对一个无失效数据的应用例子进行了可靠性统计分析。     

关于分布重尾程度的一类刻画

针对应用概率研究的需要,提出了较重尾分布的概念,以失效函数为工具,着重探讨并得到了一些利用相互比较重尾程度来确定分布族的方法.     

一种基于Fuzzy数学的计算机故障诊断新方法

提出了一种新的模糊诊断方法,建立了故障诊断的数学模型,并在计算机上实现了模糊诊断的仿真实验,并通过实例说明了这种方法有利于提高决策的准确性和可信度,在实际应用中是有效和可行的.