杆系结构静强度和疲劳失效机理及可靠性分析

根据疲劳载荷造成的疲劳累积损伤对结构极限承载力的影响情况，讨论了结构系统承载能力的可靠度计算方法，分析了结构系统中每一个单元在静载和疲劳载荷作用下的两种失效模式，并考虑了二者之间的相关性对该单元可靠性的影响，具体分析了结构系统在这两种载荷作用下的失效机理，给出了在这两种载荷作用下结构系统的可靠性分析方法. 算例表明，在不同的使用年限内，静载和疲劳载荷对结构系统可靠性的影响是不同的；在结构系统主要失效路径中既有单元静强度失效又有单元疲劳失效，这是符合结构系统使用真实情况的.     

典型密封元件的失效分析与失效过程研究

飞机整体油箱结构的密封性对飞机安全性和续航能力有很大影响,所以密封胶失效分析和失效过程研究就显得相当重要．为了研究密封胶的失效,根据密封胶的受力特点,本文设计了典型元件的密封试验（平板型和T型）,通过试验得到了这两种结构的失效载荷和最大载荷．同时,利用有限元模拟软件ABAQUS对试验进行了模拟计算,使用cohesive模块实现对密封胶层的模拟．通过观察胶层失效过程,得到了胶层失效后的破坏路径,找到了容易发生泄漏的位置,并给出了失效载荷与最大载荷的关系．通过对比试验结果和模拟计算结果,验证了有限元模拟分析的可靠性,并对结果进行了讨论．     

基于鞍点估计及其改进法的可靠性灵敏度分析

鞍点估计可以直接逼近非正态变量空间中线性功能函数概率分布, 进而得出功能函数的失效概率. 在此基础上进行了基于鞍点估计的可靠性灵敏度分析. 对于非线性功能函数, 尤其是强非线性功能函数, 基于鞍点估计进行可靠性及灵敏度分析时存在较大的误差, 为此建立了基于鞍点估计的改进方法------鞍点线抽样方法的可靠性灵敏度分析. 在标准化的变量空间中利用线抽样方法的样本点将系统失效概率转化为一系列线性响应功能函数失效概率的平均值, 从而可靠性灵敏度转化为一系列线性响应功能函数的失效概率对随机变量分布参数偏导数的平均值, 再采用鞍点概率估计方法直接估计非正态变量标准化空间中这一系列线性响应功能函数的失效概率及可靠性灵敏度. 通过比较两种方法的基本思想、实现过程和算例结果可以发现: (1) 第1种方法只适用于线性程度较好的功能函数的情况, 其误差主要来源于非线性极限状态函数的线性化; (2) 改进方法给出的是失效概率及失效概率对随机变量分布参数偏导数的估计值, 这些估计值随样本点数的增加而趋于真值, 并且该方法可以考虑功能函数的非线性对失效概率的影响, 因此具有广泛的适用范围.      

结构体系失效概率计算的一种快速有效方法

提出了结构体系可靠性计算的一种快速、有效的新方法.通过失效模式之间相关度的确定,把系统失效概率的计算归结为各失效模式对应失效概率的权系数的确定.由于不涉及二阶和高阶联合概率的计算,不但有效地减小了计算工作量,且可消除相应的误差.实例对比研究表明,文中方法有足够的精度,且求解方便,计算量小,是实用和有效的.     

工程结构失效事故两例剖析

剖析两例工程构件失效事故,可供教学参考．     

材料的磨损失效及其预防研究现状与发展趋势

论述了材料磨损失效的主要模式和引起磨损失效的各种可能因素及材料磨损失效的研究现状与发展趋势,探讨了材料磨损失效研究所面临的课题和开展磨损失效研究的必要性。     

微动诱发的触点电接触间歇失效现象研究

金属触点是电气电子工程领域中导通电流、传递信号的关键,机械振动应力环境产生的微动将使系统的电接触性能逐步退化,并诱发触点间发生间歇失效现象.借助电动振动台设计了触点微动磨损测试分析系统,以铜镀金触点为研究对象,获得了接触电阻全寿命周期内的退化过程.结合接触电阻与SEM/EDX分析结果确定了微动频率、微动幅值对触点磨损发生间歇失效的条件及电接触间歇失效机理.     

结构系统静强度与断裂的综合可靠性分析

基于疲劳载荷作用下裂纹扩展的随机性,建立了结构系统综合考虑静强度和断裂的可靠性分析方法,该方法给出了元件静强度失效时所对应的当量寿命,并建立了元件综合失效判别准则,分析了元件静强度失效和断裂失效之间的相关性.算例表明,随使用年限的增加,元件静强度失效和断裂失效之间的相关性也在增加;在不同的使用年限内,结构系统主要失效路径是不同的,并且在结构系统主要失效路径中既有元件静强度失效又有元件断裂失效;若只考虑静强度或断裂的结构可靠性分析,分析结果偏于危险.     

考虑内部损伤影响的层合板最终强度预测

层合板强度分析若只考虑面内失效而忽略自由边界处的分层失效,往往会高估强度值,得不到合理的预测结果.该文提出了一种层合板强度的数值分析方法,综合考虑了层合板的面内失效(基体失效和纤维断裂)以及层间分层失效.采用有限元方法对层合板进行结构分析得到板的应力响应,结合面内失效判据和分层失效判据对层合板各个单层进行失效判断,采用刚度退化和逐步失效方法求得层合板的最终失效强度.与以往方法相比,该文模型和方法考虑的因素更全面.数值算例表明该方法预测得到的最终失效载荷和分层起始载荷和已有文献实验结果一致.     

高量程压阻式加速度计的Hopkinson杆冲击测试及失效分析

为了保证高量程加速度计在冲击过程中的可靠性、有效性,减小其失效几率,以Hopkinson杆作为加载手段,采用激光干涉法对量程为1.0′10~5 g_n的4端全固支压阻式梁-岛结构微加速度计进行冲击试验,并分析了高量程加速度计抗过载能力及在冲击环境下失效模式和失效机理。试验中抽样对同种结构的10只传感器分别进行了冲击测试,根据测试结果可知,该结构的微加速度计抗过载能力为1.3′10~5g_n。通过分析可知失效模式主要表现为微结构梁的断裂、裂纹、键合点脱落现象。通过研究失效模式产生的原因发现,造成结构出现断裂、裂纹现象的原因主要有两种:一是重复连续冲击测试引起微结构疲劳产生失效;二是由于在冲击过程中加速度计芯片与该过程中产生的高频信号分量发生共振导致过载瞬间增大加速度计芯片结构位移失控使结构失效。通过采用不同手段完善传感器结构,提高了其可靠性。     

基于网络的结构协同弹塑性分析方法的研究

研究了基于网络的结构协同分析方法,包括总刚度矩阵形成、迭代计算方案、程序调控及通讯方案的研究。通过面向对象语言编制基于Internet的结构协同分析软件CSAS。该软件由主机结构计算程序、主机通讯程序、子机控制程序和子机通讯程序四个部分程序组成,通过联网通讯实现程序间实时信息传递。本文以4层框架剪力墙结构与60层框架剪力墙结构进行静力弹塑性分析为例,划分多个子结构,采用CSAS控制多部计算机联网协同计算,并与结构整体分析的结果进行对比,分析结果对比验证了基于网络的结构协同弹塑性分析方法的有效性。     

大型结构分析程序系统单元库更新

阐述了大型结构分析程序系统单元库更新的概念及其意义，报告了装入ＡＰ－１程序系统单元库的精化四节点及八节点平面等参元的情况，给出了更新前、后单元通过考题库测试的结果及与其它程序系统结果的比较。数值结果表明通过更新单元来提高程序系统的分析精度与计算效率从而增强其竞争力是可行的。     

复杂结构静力分析和屈曲分析程序系统DDJTJQ

ＤＤＪＴＪＱ是一个国内开发的复杂结构静力分析和屈曲分析有限元程序系统，自１９８６年通过技术鉴定以来又有了许多发展．本文着重介绍该程序系统的屈曲和后屈曲分析能力以及在不同工程领域结构分析中的应用．给出了几个大型复杂工程结构的计算结果．     

Determining Energy-Optimal Upsetting Program of Compound Cylinders

The upsetting of a compound cylinder consisting of a continuous inner cylinder and a hollow cylinder bordering it, with the heights of both cylinders coinciding, is considered. The steady creep of both cylinders is described by power relations with the same values of the exponent and various coefficients. It is assumed that both cylinders are deformed without barrel formation, the friction of the ends of the cylinders with the planes of the press is described by Coulomb’s law. The main interest is the value of the work of the external compressive force on the movements of the ends of the cylinder. The upsetting of a composite cylinder by the same value for the same duration by means of various loading programs is considered. The kinematic program (with a constant approach speed of the ends of the cylinder) and the power program(with a constant external compressive force) are considered. It is shown that the kinematic upsetting program is more efficient for energy costs than the power program. With the help of the variational approach, an optimal upsetting program is determined, at which the work of the external force is minimal. The calculations showed that the corresponding work of the external force is different from the work spent under the kinematic program, by the hundredth and thousandths of a percent. Therefore, in the technological processes of upsetting the cylinders, it is expedient to use the kinematic loading program.     

Interactive finite element analysis of fracture processes: An integrated approach

A fracture analysis program has been developed which incorporates the concepts of finite element analysis, fracture mechanics, computer graphics, finite element postprocessing, automatic mesh generation, and data base design. The program FRANC (FRacture ANalysis Code) is a tool which allows a practicing engineer or a researcher to perform an incremental fracture analysis at his desk. The program draws on a substantial experience base and this paper describes the philosophy of the program and the integration of its parts. Also, a number of example problems will be presented which show some results of incremental fracture analyses.     

飞机结构三维温度场分析程序

介绍了“飞机结构三维温度场分析”程序。该程序具有完整的自动建模体系和云图曲线显示功能。通过试验测定了“热阻”参数，进而在程序中增加了热阻元以处理不同结构件的接触问题，考虑了空气动力加热载荷情形。经过许多工程算例，结果良好。     

OBJECT-ORIENTED FINITE ELEMENT ANALYSIS AND PROGRAMMING IN VC++

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｉｎｃｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｐｒｏｇｒａｍｓｄｅａｌｗｉｔｈｔｈｅｔｈｅｏｒｉｅｓａｎｄｍｅｔｈｏｄｓｏｆｔｈｒｅｅｆｉｅｌｄｓｏｆｍｅｃｈａｎｉｃｓ,ａｐｐｌｉｅｄｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓａｎｄｃｏｍｐｕｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ,ｔｈｅｙａｒｅｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄａｎｄｅｒｒｏｒ＿ｐｒｏｎｅ .Ｄｕｒｉｎｇｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｅｏｐｌｅａｌｌｔｈｒｏｕｇｈｓｅｅｋｔｈｅｍｅｔｈｏｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｐｒｏｇｒａｍｓ.Ｔｈｅｏｂｊｅｃｔ＿ｏｒｉｅｎｔｅ…     

工程结构静力分析和屈曲分析程序系统DDJTJQ及其应用

DDJTJQ是一个国内开发的组合结构静力分析和屈曲分析有限元程序系统,自1986年通过技术鉴定以来又有了许多发展。本文介绍该程序系统的功能和特点、求解能力以及在不同工程领域结构分析中的应用。     

岩石试样弹塑性破裂过程的数值模拟分析

依据岩土类材料的非匀质性特性，并采用对材料参数进行随机赋值的方法研制了弹塑性破裂过程数值分析程序，并用实例证明了程序的可靠性。应用该程序对岩石试样弹塑性破裂过程进行数值模拟研究．分析表明：数值模拟结果与试验研究结果是吻合的。从而为工程岩体断裂分析提出了一种可能的方法与途径。     

Fracture of thick laminated composites

The fracture of thick laminated graphite/epoxy composites has been the subject of an extensive research program. The program was divided into three major areas of investigation which included laminate thickness, laminate stacking sequence, and part-through surface flaws. The results from this program are reviewed with emphasis placed on their applicability to the design of thick laminated composite structures. Paper was presented at 1985 SEM Spring Conference on Experimental Mechanics held in Las Vegas on June 9–14, 1985.