关于半无限各向异性弹性介质的第一与第二周期基本问题

本文应用复变函数方法,讨论了关于半无限各向异性弹性介质的第一周期基本问题,即直线边界上已知按周期分布的外力的情况;第二周期基本问题,即在直线边界上已知按周期分布的位移的情况.本文得到了封闭形式的解,并且用实际工程常见的一些情况加以说明.证明了一个类似Cauchy核积分公式的Hilbert核积分公式.文中指出了非周期或各向同性周期情况的一些结果,可作为本文的特例而得到.     

两种材料组成弹性体的界面裂纹问题

本文研究了两种材料的半空间组成的弹性体在交界面上含半无限平面裂纹时的裂纹尖端应力场与应力强度因子,应用弹性力学位移场的通解以及Kontorovitch-Lebedev积分变换求解出了在裂纹面上作用有对称法向载荷时的裂纹尖端应力场以及应力强度因子的具体形式。     

含半无限裂纹正交各向异性板插入刚性楔块应力强度因子的计算

本文通过对半无限正交各向异性平面Fourier变换,建立了一种特殊位移模式的应力场计算公式.解决了一外形轮廓曲线为f(χ)的刚性楔块插入半无限长裂纹问题,建立了求解分离坐标和应力强度因子的方程式.其特例均与各向同性体相应问题的解一致.     

黏弹性半空间体内部作用水平力时的理论分析

研究假定半无限体为线性黏弹性介质,土体在内部水平集中力作用下的应力球张量和应变球张量之间符合弹性关系,而应力偏张量和应变偏张量之间符合三参数固体黏弹性应力应变关系.利用半空间体内部受水平向集中力的Mindlin弹性理论解,根据弹性--弹黏性相应原理,系统推导了水平集中力作用在半无限体内部时的应力与位移分量的黏弹性解.通过对应力与位移分量在拉氏域内的解答进行Laplace逆变换,给出了应力与位移分量的时域解.作为黏弹性解答的应用,基于上述解答给出了水平向均布荷栽下作用在半空间体内部时的黏弹性位移计算公式,并编制了便于工程应用的计算程序.结果验证与深埋锚板的算例分析表明,本文的理论解答对实际工程具有一定的理论及应用价值.     

用有限元素法分析弹性固体接触问题

(一)用增量迭代法处理非线性位移一载荷关系图1为一个典型的平面弹性固体接触问题.假定应力-应变关系及应变-位移关系均为线性关系,于是用物体变形前的几何形状列出平衡方程.但是,由于接触物体之间的接触状况在加载过程中有变化,位移与载荷不能保持线性关系. ...     

含有多个涂层压电纤维复合材料的平面问题研究

压电纤维在未来的复合材料结构健康监测中具有重要作用．本文基于横观各向同性压电材料位移和应力连续条件以及经典的复势函数理论,讨论了同时受到平面内机械载荷和出平面电载荷作用时含有多个带涂层压电纤维的无限大线弹性基体的平面力学问题．首先将线弹性基体、涂层和压电纤维的应力场、位移场表示成复势函数,然后通过横观各向同性压电材料和线弹性材料的位移和应力连续条件确定复势函数表达式．将得到的复势函数表达式代入线弹性基体、涂层和压电纤维的的应力场、位移场公式可确定其应力场和位移场．最后,通过定量的案例讨论了涂层的材料属性对线弹性基体应力场的影响．案例分析表明涂层的材料属性对压电复合材料的应力场有重要的影响．     

各向同性材料接头和界面相交裂纹应力奇异性特征分析

提出了用插值矩阵法分析各向同性材料接头以及与界面相交的平面裂纹应力奇异性。基于接头和裂纹端部附近区域位移场渐近展开,将位移场的渐近展开式的典型项代入线弹性力学基本方程,得到关于平面内各向同性材料接头以及与两相材料界面相交裂纹应力奇异性指数的一组非线性常微分方程的特征值问题,运用插值矩阵法求解,获得了两相材料平面接头端部应力奇异性指数以及与界面以任意角相交的裂纹尖端的应力奇异性指数随裂纹角的变化规律,数值计算结果与已有结果比较表明,本文方法具有很高的精度和效率。     

均布荷载作用下功能梯度简支梁弯曲的解析解

利用应力函数半逆解法,研究了均布载荷作用下、材料属性在厚度上任意变化的功能梯度简支梁弯曲的解析解,给出了各向应力应变与位移的解析显式表达式.首先根据平面应力状态的基本方程,得出了功能梯度梁的应力函数应满足的偏微分方程,并根据应力边界条件得出了各应力分布的表达式;进而根据功能梯度材料的本构方程和位移边界条件,得出了应变和位移的分布.最后,通过将本文的解退化到均质各向同性梁并与经典弹性解比较,证明了本文理论的正确性,并求解了材料组分呈幂律分布的功能梯度梁的应力和位移分布,分析了上下表层材料的弹性模量比λ与组分材料体积分数指数n对应力和位移分布的影响.     

双向受载不可压缩弹性半无限体表面的稳定性

所谓弹性半无限体表面的失稳,是指在载荷或变形达到某些临界值下,该半无限体表面可能不再保持通常的平面形状。Biot利用独创的增量变形理论考察平面增量变形,开创性地对Mooney型弹性半无限体作过表面失稳分析。本文继文献[2,3]对一般的均匀各向同性不可压缩弹性半无限体,在双向受相同均匀压缩下轴对称和非轴对称失稳的研究,针对更为一般的情形,即该类半无限体在平行于表面的两个互相垂直方向承受不     

含共线双半无限裂纹的正交异性复合材料板平面弹性问题的解析解

运用广义复变函数方法,通过构造适当的广义保角映射研究了含有共线双半无限裂纹的正交异性复合材料板的平面弹性问题,得出了部分裂纹面上受均匀面内载荷时应力场与两裂纹尖端处应力强度因子的解析解。结果表明:应力场的大小不仅与材料的几何构型及外载荷有关,还与材料的弹性常数有关,这是正交异性复合材料不同于各向同性材料的显著特征;两裂纹尖端处应力强度因子的大小只与材料的几何构型及外载荷有关;当两裂纹尖端的距离趋于无穷大时,所得到的解析解可退化为已有的正交异性复合材料板中半无限裂纹问题的解,通过将其与已有文献中的结果进行对比,验证了本文解析解的正确性。并通过数值算例分析了裂纹面上的受载长度、两裂纹尖端的距离对应力强度因子的影响规律以及两裂纹之间的相互作用。     

全长粘结化学植筋的载荷传递机理

运用弹性力学空间轴对称问题与剪切位移法的基本假定和解答方法,建立分析模型和界面应力基本方程,得到化学植筋的界面应力和植筋轴力的弹性解析解答,结合算例说明了界面应力的衰减曲线分布规律,提出载荷传递系数k并简要分析了它对载荷传递规律影响.     

关于周期应力平面弹性基本问题

本文考虑了一般的平面弹性同题,只假定应力是周期的而且有界.除此之外,无论对一个周期带中所含孔的个数或其边界的形状以及对孔边或无穷远处的应力,都不作其他限制.文中把函数的多值部分与非周期部分分离出来,得到了它们的一般表达式;证明了这时位移必定是准周期的,并指出了第一、第二基本问题的一般提法.对于有周期直线裂缝(在与周期方向平行的一直线上)的情况,本文利用周期Riemann边值问题的解法作出了解答;并对一个周期带中只有一个裂缝的特殊情况,把解写成了完全确定的有限形式.     

用边界配置法计算正交各向异性材料单边裂纹试件的应力强度因子

随着复合材料日益广泛的应用,其断裂问题的研究亦受到重视,本文将复合材料视为均匀各向异性材料,从而采用各向异性平面弹性理论来处理复合材料的二维断裂问题.1.带单边裂纹的各向异性板的应力和位移分布根据各向异性平面弹性理论,当复参数(其大小将表征物体偏离各向同性的程度)为     

横观各向同性板的弹性精化理论

本文从横观各向同性体三维弹性力学的胡海昌解出发,推导出横观各向同性板弯曲的基本方程,由此建立了板的弹性精化理论.基本方程由一个双调和方程和一个剪切方程组成;前者对应于修正的经典板理论,而后者则表征了横向剪切变形的影响。推导过程中,没有引入板理论所采用的种种假定。所得到的板的基本方程同三维弹性力学方程相协调;即满足板方程的介一定满足三维的弹性力学的所有方程.因此,相对于三维弹性力学,本文建立的板精化理论的近似性仅在于其边界条件是由应力合力(或中面位移)描述的。     

求弹性半平面问题基本解的一个新方法

本文所提到的弹性半平面问题的基本解是一个满足特殊条件的弹性半平面的应力位移解答。这些条件为:(1)半平面内一点处作用有集中力X,Y或集中力偶M;(2)半平面边界为自由或固定边。利用平面弹性的复变函数方法,文中把弹性半平面基本解的问题归结为下列问题,使一个特定解析函数和另一个解析函数的共轭值在半平面边界上相等。对上述转化后的问题,只要利用复变函数的性质,不难从基本解的第一部分推导出基本解的第二部分。其中,基本解的第一部分是弹性全平面的本基解。从而,半平面问题基本解可以方便地得到。此外,文中还首次给出了:(1)集中力偶作用于半平面内一点时的基本解;(2)当半平面边界固定情况下的基本解。     

拉伸载荷作用下单边缺陷-边裂纹应力强度因子研究

利用杂交位移不连续法研究拉伸载荷作用下矩形板中单边缺陷-边裂纹(半圆孔裂纹和半方孔裂纹)问题,给出了这三种平面弹性裂纹问题的应力强度因子的详细数值解。通过半圆孔裂纹问题和半方孔裂纹问题与单边裂纹问题的应力强度因子的比较,发现半圆孔和半方孔对单边裂纹有屏蔽影响。此外,本文的研究结果表明,杂交位移不连续法用于分析平面弹性有限体中复杂裂纹问题的应力强度因子简单且又准确。     

半无限弹性体表面上的定常对数势函数热源的热应力问题

在物体外边的平面上,可以沿着一条直线向该物体内部输入热量.本文仅限于讨论定常输热情形.利用了对数势函数以表达热源,并且为了简便计,选取了半无限弹性体作为讨论的对象.由于对数势函数在弹性理论的边界值问题里引起了数学上的困难,所以先解决了定常双极线热源的热弹性问题;嗣后,才间接地解决了本文题目中所确定的问题.大家知道,这里有关的热弹性微分方程是,其中代表热弹性位移势函数,v,是Poisson比值,α_o是热胀系数,T是温度.本文只讨论平面应变状态,因为在实用中它比平面应力问题更为普遍;其次,由于平面应力问题的有关的微分方程是,所以上二式的右边是互成比例的,因而在前者得到解决后,后者也随着获得解决.当然,除了上面提到的区别之外,尚须引入条件σ_z≠0和ε_z=0以维持平面应变状态;对于平面应力状态,则须引入条件σ_z=O和ε_z≠O.     

多火花式动态光弹性仪及其初步应用

本文描述了自制的多火花式动态光弹性仅的原理和技术指标。给出三个在应力波研究中应用的例子:冲击载荷下压杆中园孔和椭园孔的应力集中;二维平面结构和带孔半无限平面受冲击时的应力波。     

半平面内多个纳米圆形夹杂的表/界面效应

基于Gurtin-Murdoch表/界面理论,采用边界积分法,讨论了各向同性的弹性半平面中含有任意多个纳米圆形夹杂问题,得到了受表面/界面影响的纳米复合结构的应力和位移的数值解.最后,给出了半平面中含有单个纳米孔洞和纳米夹杂的数值算例,分析了纳米界面存在对整个半平面结构应力场的影响.     

轴对称横观各向同性层状弹性半空间问题受力分析

本文从柱坐标系弹性力学基本方程出发,将位移场和应力场在径向进行Ｈａｎｋｅｌ变换,利用常微分主程求解原理,直接得出在轴对称荷载作用下横观各向同性半无限弹性空间的位移场,利用此结果推导出单层元的刚度矩阵。