钢筋混凝土斜交刚构连续梁桥的实验与数值分析

本文利用三维光弹性法和ANSYS软件分析了铁路斜交刚构连续梁桥在一期、二期自重载荷和两种不同工作载荷下的梁体应力分布，数值研究中分别针对实验模型和建筑实物建立计算模型，并将计算结果与实验结果进行了比较，结果表明，桥梁的应力分布呈明显的不对称特征，有其自身的独到之处。     

动态光弹性方法的主应力分离的研究

本文提出了动态光弹性、动态焦散线实验方法同边界元法结合的混合法，并用这种方法解决了动态光弹性主应力分离的问题，首先对现有的多火花高速摄影系统进行了改造，在动态实验过程中，成功地得到了不同瞬时的清晰的动态光弹性的等差线条纹和动态焦散线系列图像，这样，便可提取不同瞬时的边界应力值、全场主应力差值及边界上的外载。继而提出用Ｌａｐｌａｃｅ变换域上的边界元法来求解在冲击载荷作用下二维弹性模型全场的主应力和。最后，以受冲击载荷作用的圆盘为例，进行实验及边界元法计算，得到了分离的主应力场。     

三维光弹性中预应力结构的应力冻结研究

本文提出用三维光弹性应力冻结法模拟分析预应力钢筋混凝土结构中的应力。通过模拟体与实体结构的相似性研究,给出了模型载荷比例系数Cq参数,通过参数合理的选取,有效的解决了应力冻结水平预测这一技术关键;用光弹性应力二次冻结法,将结构预应力和负载应力冻结在同一试件中;应分析精度对模型尺寸的要求,采用了精密浇铸的方法制作模型。此外,还研制了受力清晰明确的加载系统。对这些涉及应力冻结的若干关键问题结合工程实例进行探讨。实验应力分析结果与有限元数值法一致性较好。     

复杂三维结构物的光弹性实验研究

应用光弹性原理和方法，根据有关相似原理，对研究对象的几何尺寸进行缩比、模型设计及加工成型．然后将模型在危险载荷作用下，进行应力冻结、切片及应力分析．确定了模型不同截面上的应力及其变化规律，为优化设计和调整数值计算方法提供了有价值的依据．     

存在初应力时光弹性复合材料条纹值标定研究

详细研究了存在初应力时光弹性复合材料条纹值标定问题，提出了存在初应力时圆盘标定ｆＬＴ值的方法。分析用直条试件和圆盘试件进行了实例标定，两种标定结果一致，而且标定试验具有自检功能。     

双向应力状态下三维球形空穴应力集中的实验研究

用光弹三维应力冻结切片法研究了双向应力状态下球穴附近应力分布和集中问题，介绍了含球穴的三维光弹性模型的尺寸确定、浇注工艺和实现双向应力状态及大面积均匀拉伸加载的方法，分析了在特定平面上的正应力σ，剪应力τ沿球穴边缘的分布及衰减规律。文中对实验数据进行了统计分析处理，证明了实验与理论结果符合一致     

载流圆形薄板的磁弹性应力与变形分析

本文在建立非定常电磁场和机械载荷作用下载流圆形薄板非线性变形状态下的磁弹性二维关系方程和运动方程的基础上，对其在非静态电磁场和机械载荷联合作用下的位移及应力进行了分析，获得了耦合场中一些参量的变化规律，通过具体算例，得出了载流圆形薄板在机械场和电磁场作用下的位移及应力与通电电流强度之间的关系，并解决了圆板中心处的奇异性问题，给出了在轴对称条件下的数值解，计算结果表明，改变通电电流及电磁感应强度的大小，可以改变载流薄板的应力和变形状态，达到控制薄板的受力和变形的目的。     

正交异性光弹性应力分离的边界元法

本文对平面正交各向异性复合材料模型引入正应力线性和及边界上正应力线性和流的概念,提出从应力相容方程出发.用边界元法计算正交异性光弹性模型内任一点的正应力线性和位的方法,再与正交异性光弹性法中所给出的应力同的关系结合,即可进行正交异性光弹性应力的分离.最后,对边界元方法的精度进行了讨论.     

旧路拓宽设计中的有限元分析

运用弹性力学平面应变有限元法，分析了新路在自重作用下的沉降和应力分布规律．根据强度理论，对防止新旧路相接处产生裂缝提出了处理方法．     

四边固定载流矩形薄板的磁弹性稳定性分析

本文针对四边固定载流矩形薄板,利用Mathieu方程解的稳定性,研究其在电磁场与机械荷载共同作用下的磁弹性稳定性问题。首先在载流薄板的磁弹性非线性运动方程、物理方程、几何方程、洛仑兹力表达式及电动力学方程的基础上,导出了载流薄板在电磁场与机械荷载共同作用下的磁弹性动力稳定方程,然后应用Galer-kin方法将稳定方程整理为Mathieu方程的标准形式,并将薄板的动力稳定性问题归结为对Mathieu方程的求解。利用Mathieu方程的稳定解区域与非稳定解区域的分界,即方程系数λ和η的本征值关系,得出了磁弹性问题失稳临界状态的判别方程。通过具体算例,给出了四边固定载流矩形薄板的磁弹性动力失稳临界状态与相关参量之间的关系曲线,并对计算结果及其变化规律进行了分析讨论。     

Development and validation of a viscoelastic finite element model of an L2/L3 motion segment

The prediction of the time dependent response of the spine to dynamic loading conditions is essential in understanding the injury mechanisms leading to occupationally related low back disorders (OLBD). Many previous finite element (FE) models of the lumbar spine have over-simplified the geometry and the material properties of their elements, yielding results limited generalizability. This study reports on the development and validation of a nonlinear viscoelastic FE model that can quantify the mechanical responses of the L2/L3 motion segment to time varying external loads. This model was developed by consideration of the intrinsic material properties of its individual constituents. A piecewise parameter identification method was adopted due to the inherent complexity in determining the role and contribution of each element to the overall behavior of the motion segment. The results of simulation of four loading conditions (quasistatic, constant loading rate, creep and cyclic relaxation) showed a satisfactory agreement with experimental observations in the literature. The detailed estimates of the state of stress/strain of this validated FE model can be used to test the role of epidemiological risk factors such as prolonged awkward posture, speed of lift (strain rate effect) and complex repetitive loading in OLBD.     

植物细胞对外加压缩载荷的响应分析

根据植物细胞的结构特点,以二维问题为研究对象,建立了单细胞力学模型。用有限元方法和MATLAB计算软件研究了单细胞压缩时细胞外力与应力、应变及内压间的关系,给出了关系曲线图。数值计算表明在压缩情况下,外力与应力、应变及内压的关系是非线性的。细胞的内压随细胞的应力或应变的增加而增加,在外力施加的开始时刻增加的速度比较慢,但外力增加到一定值以后细胞内压增加的速度急剧增加等 5个结论。     

An Algorithm for Computing Critical Buckling Loads of Elastic Structures

The algorithm presented enables one to calculate the number of critical buckling loads of an elastic structure which lie below any specified total load, and hence to converge on all required buckling loads with ease and certainly. The algorithm is always valid when the total load is applied proportionally, it is also valid for nonproportional loading, subject to a single restriction.

The algorithm applies to continuous structures, as well as to structures with a finite number of degrees of freedom. It is based on a stiffness matrix analysis and substructures can be used.     

不确定荷载下类桁架结构拓扑优化分析

研究不确定荷载下应力约束拓扑优化结构．不确定荷载用区间变量表示,将不确定性区间荷载用有限个可能工况组合表示,从而将不确定性荷载问题转化为多工况问题．采用基于类桁架材料模型的多工况应力约束拓扑优化方法,求解不确定荷载作用下的拓扑优化结构．推导两杆结构的解析解,通过解析解验证了数值算例方法的有效性．分析比较了几个不确定荷载与确定性荷载作用下拓扑优化结构．     

多工况应力和位移约束下连续体结构拓扑优化

将文「１」所提出的对拓扑变量的独立连续映射（ＩＧＭ）的拓扑估化方法应用于连续体结构,从而建立了统一的以重量为目标,考虑应力和位移约束的连续体结构拓扑优化模型。通过对位移－应力拓扑解和各工况下应力拓扑解的综合协调,进而对于协调拓扑解按照阈值完成从离散到连续的反演,并且采用分层与加权策略克服了“荷载病态”困难。给出的经典的二维平面问题和三维连续体结构拓扑优化算例表明,这种统一的模型由骨架结构发展到连续     

Shakedown analysis of shape memory alloy structures

Phase transformational shakedown of a structure refers to a status that plastic strains cease developing after a finite number of loading cycles, and subsequently the structure undergoes only elastic deformation and alternating phase transformations with limited magnitudes. Due to the intrinsic complexity in the constitutive relations of shape memory alloys (SMA), there is as yet a lack of effective methods for modeling the mechanical responses of SMA structures, especially when they develop both phase transformation and plastic deformation. This paper is devoted to present an algorithm for analyzing shakedown of SMA structures subjected to cyclic or varying loads within specified domains. Based on the phase transformation and plastic yield criteria of von Mises-type and their associated flow rules, a simplified three-dimensional phenomenological constitutive model is first formulated accounting for different regimes of elastic–plastic deformation and phase transformation. Different responses possible for SMA bodies exposed to varying loads are discussed. The classical Melan shakedown theorem is extended to determine a lower bound of loads for transformational shakedown of SMA bodies without necessity of a step-by-step analysis along the loading history. Finally, a simple example is given to illustrate the application of the present theory as well as some basic features of shakedown of SMA structures. It is interesting to find that phase transformation may either increase or decrease the load-bearing capacity of a structure, depending upon its constitutive relations, geometries and the loading mode.     

变转速共轴旋翼载荷建模及实验验证

对共轴双旋翼无人飞行器操纵结构的简化,会引起旋翼载荷变化更加复杂。共轴双旋翼转速控制方法有助于飞行控制系统的实现,但是在飞行控制律设计时,需要透彻了解变转速旋翼的气动载荷变化,建立精准的旋翼载荷模型。本文深入分析了旋翼变转速情况下单旋翼系统和共轴双旋翼系统的旋翼入流分布,建立了单旋翼变转速旋翼载荷计算方法,提出了共轴双旋翼变转速旋翼载荷计算方法。明确了低雷诺数对微型旋翼飞行器的旋翼载荷计算影响,引入雷诺数修正系数完成对旋翼翼型升阻系数气动参数的修正和验证,提高了变转速共轴双旋翼载荷模型的计算精度。设计了一套变转速单旋翼系统和共轴双旋翼系统的旋翼载荷测量实验装置,通过实验测试完成了对共轴双旋翼载荷计算方法的验证,表明了所提出的变转速共轴双旋翼载荷模型和实验测试装置是可信的。     

非均匀径向冲击下圆柱壳塑性动屈曲

本文采用王仁等提出的塑性动力屈曲的能量准则讨论了圆柱壳在不均匀的外部径向冲击下的塑性动屈曲问题，获得了屈曲的占优波数公式及临界冲击速度公式，初步的实验证明本文的结论是合理的。同时进一步证明该能量准则的有效性。     

多圆荷载下刚性道面变形和应力的计算

本文建立多圆荷载作用下弹性半空间体上薄板的挠度与应力的计算式。荷载数量及分布任意,每个圆荷载密度与轮迹半径彼此相异。对计算式中的反常积分及级数的收敛性予以证明。对含振荡函数反常积分建议一种方便的算法。     

爆炸荷载和地应力耦合作用下煤体裂纹扩展的模型实验研究

为了研究地应力作用下煤体柱状装药预裂爆破裂纹扩展,以Froude比例法为指导,建立煤层预裂爆破的模型实验,并对地应力和爆炸荷载耦合作用下煤体中的裂纹扩展机理进行了研究。该模型描述了在爆炸荷载作用下的宏观破坏现象。研究结果表明:模型实验与现场试验结果基本一致;裂纹主要是由压缩波和卸载波共同作用形成的;地应力对裂纹的发展具有抑制作用;主应力对于拉伸裂纹的发展具有明显的导向作用。