电子散斑和全息光弹法相结合测量透明材料的应力强度因子K1

全息光弹性中等和线是获得断裂力学中应力强度因子的一种有效方法之一。但用传统的全息光弹性方法获取等和线需暗房，要经过显影定影及再现，而且不能直接数字化使其应用受到限制。本文提出一种将全息光弹性与相移电子散斑干涉（Electric Speckle Pattern Interferometry，简称ESPI）有机结合的方法，不但克服传统全息光弹性的不足，而且使全息光弹性实现了数字化。文中将这一方法成功应用于有预制裂纹的三点弯曲试件上，定量求得其应力强度因子（Stress Intensity Factor，简称SIF）K1，而且实验值和理论值具有相一致的结果。     

散斑光弹性干涉法

全息干涉法和普通光弹性法相结合产生了全息光弹性法。与此类似,本文建议将散斑干涉法和光弹性相结合形成具有一定特点的散斑光弹干涉法。近十几年来,散斑干涉法得到了很快的发展,可以获得面内或离面位移,错位散斑干涉法则可获得位移梯度场。本文建议将光弹性透明模型置于双光束散斑干涉光路中,通过两次曝光法可以获得模型的应力条纹图案。但和全息光弹性法相比,只要选择合适的漫反射器,用散斑光弹干涉法可以获得不受等差线干扰的、单纯的等和线条纹图。同样的理由,也可以获得三维应力模型冻结切片的等和线条纹图。更有意义的是采用双光片散光穿透模型的散斑光弹性干涉法将有可能获得整体三维应力模型内部的绝对光程应力条纹图,这将为三维应力分析提供一种新的实验方法。     

中国力学学会第六届实验力学学术会议

1 989年11月6一9日井1月6日10:00~12:00光弹性(1卜一热光弹性方法拱形结构的沮度应力热光弹性分析锅炉气包下降曹处热应力研究构件受热冲击的热光弹性分析确定沮度分布和热应力的一种新的全息方法曲轴光弹性应力分析中的载荷棋拟问耳有限宽板中孔、缝附近的应力滚中 上海主席:徐铸张祖巡第1会议室 张抱和东南大学 方顺利东南大学 徐宁光南京农业大学 何小元东南大学 高秋平郑州机械研究所 王妆杨哈尔滨市工人业余大学‘2光弹性(2)一一全息光弹性 全息光弹性在过渡态冻结中应用的初步探索 过渡态冻结在蜗轮付接触问厄研究中的应用 反射式同轴…     

用全息光弹性法解三维应力分析问题

本文介绍了进行三维应力分析的全息光弹性方法及有关技术,分析了全息光弹性方法的主要困难在于冻结材料的应力光学常数比B/A接近-0.5,并提供了一种新的光弹性材料制作和冻结工艺。这种材料冻结时的应力光学常数比可以远离-0.5。用这种材料制成的三维模型,可以通过全息光弹性方法获得三维应力的全应力实验解答。用这种方法测定了对径受压圆球和高压压头对称断面上的应力分布。实验结果和理论解进行了比较。     

泊松系数对用光弹性法确定应力强度因子的影响

光弹性法确定应力强度因子的概念是 G.RIrwin 在1950年提出的,之后,特别是七十年代以来,许多人进行了这方面的研究,使这一方法由最初提出的求解二维静态 K_1的方法发展成为能解决三维静态 K_Ⅰ,K_Ⅱ,K_Ⅲ和二维动态 K_1,K_Ⅱ的方法。由于工程上常见的复杂三维裂纹体的应力强度因子用计算方法求解的困难,三维光弹性确定应力强度因子的方法就更具有吸引力了。然而,在用三维光弹模型确定工程结构的应力强度因子时还存在一个不符合相似准则的     

确定应力强度因子的光弹性法与焦散线法

以光弹性法及焦散线法的基本原理为基础,对两种方法在确定应力强度因子方面进行了比较。发现对于纯I型裂纹问题,光弹性法的精度低于焦散线法的精度;对于I－Ⅱ混合型裂纹问题,就张开型应力强度因子而言,光弹性法的精度低于焦散线法的精度,而就滑移型应力强度因子而言,光弹性法的精度高于焦散线法的精度。     

全息热光弹性研究

本文提出一种新的光路,该光路将全息光弹性法和全息干涉技术结合起来,在一张全息干板上记录热光弹性模型透射等和干涉条纹的同时,还记录模型前表面反射的等厚干涉条纹。理论推导证明:两组条纹独立依赖于热膨胀和主应力和,从而可求模型上各点的温度及主应力和,再利用等差条纹还可分离各点的应力。此法灵敏度高,能弥补和克服传统热光弹性的不足。     

复合型裂纹应力场的研究及其应力强度因子的全息光弹性测定

本文应用复变函数解法,等出复合型中心裂纹板弹性应力场的精确解及主应力和与主应力差的精确表达式。通过与各自的奇异表达式比较,得到了主应力和与主应力差的远近场关系图谱。利用这些图谱以及全息光弹性试验所获得的远场等和线与等差线条纹,就能确定裂纹尖端的应力强度因子 K_Ⅰ,K_Ⅱ。实例表明:本法概念清晰、演算简便、精度较高。     

疲劳裂纹扩展过程中△K理论值的修正

通过聚碳酸酯紧凑拉伸试件的疲劳裂纹扩展速率试验和同时进行的光弹性实验,作者发现随着疲劳裂纹的扩展在裂纹尖端附近产生逐渐加强和扩大的残余应力场,揭示出了裂纹尖端附近的闭合效应的存在,它将使应力强度因子降低.因此,疲劳裂纹扩展过程中应力强度因子幅度△K 的理论值应该修正。本文提出了一种简便有效的修正方案.     

光弹性五参数法确定Ⅰ-Ⅱ混合型裂纹应力强度因子

在考虑远场非奇异应力σax、σoy、τ0影响的基础上,建立了Ⅰ-Ⅱ混合型裂纹应力强度因子与等差线条纹上点的极坐标间的非线性方程,为通过该方程确定应力强度因子,将θ=0及θ=π/2两极轴与三等差线条纹交点的坐标先后代入方程,并利用差分法得到了一种光弹性法确定Ⅰ-Ⅱ混合型裂纹应力强度因子的五参数法。作为实例,本文测定了环氧树脂及聚碳酸酯在不同载荷、不同裂纹条件下的应力强度因子,并将所得结果与相应的理论计算值及三参数法的结果进行了比较,发现本文提出的五参数法确定Ⅰ-Ⅱ混合型裂纹应力强度因子的方法,充分反映了远场非奇异应力的影响,所得结果精度较高。     

基于载波的自动相位移动方法

本文从空间位相鉴相器的原理出发,提出一种可以自动实现的相位移动(phase-shift)方法.该方法将以往相位移动方法从双光束,相干光领域拓广到白光,单光束的领域,对提高光测各方法的灵敏度(尤其是传统云纹法,投影云纹法,扫描云纹法等低灵敏度方法)及处理自动化程度均具有十分突出的意义.     

An Alternate Method to the Alternating Time-Frequency Method

A variational approach is developed which permits the calculation of thesteady-state time domain response of nonlinear ordinary differentialequations (ODE). Unlike numerical integration, transient calculationsare avoided and unlike harmonic balance, all calculations are performedin a single domain, namely the time domain. The relationships areestablished between the developed method and existing techniques such asfinite element in time (FET), standard finite differences (FD) and theharmonic balance method (HBM). The proposed technique also includes anarclength continuation algorithm allowing efficient parametric studiesto be performed. Local stability of the solutions is also assessed.     

无单元Galerkin法和边界元耦合法

无网格方法与有限元法或边界元法耦合是无网格方法处理边界条件的方法之一,在无网格方法中研究无网格方法与有限元法或边界元法耦合的研究显得非常重要.本文在无单元Galerkin法和边界元法的基础上,基于无单元Galerkin法子域和边界元法子域的界面上位移连续和面力平衡条件,提出了一种新的无单元Galerkin法和边界元法的直接耦合方法,对弹性力学问题详细推导了在整个求解域上的耦合公式.与以往的耦合法相比,这种方法简单直观,不需要增加新的耦合区域,也不需要建立新的逼近函数来保证界面位移的连续性.算例结果表明,该方法具有较好的计算精度.     

Sequential Upscaling Method

This paper presents a new method for scaling up multiphase flow properties which properly accounts for boundary conditions on the upscaled cell. The scale-up proposed does not require the simulation of a complete finely-gridded model, instead it calls for assumptions allowing the calculation of the boundary conditions related to each block being scaled up. To upscale a coarse block, we have to assume or determine the proper boundary conditions for that coarse block. To date, most scale-up methods have been based on the assumption of steady-state flow associated with uniform fractional flows over all the boundaries of the coarse block. However, such an assumption is not strictly valid when we consider heterogeneities. The concept of injection tubes is introduced: these are hypothetical streamtubes connecting the injection wellbore to all inlet faces of the fine grid cells constituting the block to be scaled up. Injection tubes allow the capturing of the fine-scale flow behavior of a finely-gridded model at the inlet face of the coarse block without having to simulate that fine grid. We describe how to scale up an entire finely-gridded model sequentially using injection tubes to determine the boundary conditions for two-phase flow. This new scale-up method is able to capture almost exactly the fine-scale two-phase flow behavior, such as saturation distributions, inside each isolated coarse-grid domain. Further, the resultant scaled-up relative permeabilities reproduce accurately the spatially-averaged performance of the finely-gridded model throughout the simulation period. The method has been shown to be applicable not only to viscous-dominated flow but also to flow affected by gravity for reasonable viscous-to-gravity ratios.     

一种改进的等效线性化方法

提出了一种改进的等效线性化方法.将现有方法中忽略的高阶谐波项作为等效线性方程的外激励,得到非齐次的等效线性化方程,利用谐波平衡法将该方程分解为一系列常微分方程组,用摄动法求解.算例表明,本文方法不仅提高了等效线性化方法的精度,而且对现有方法不能处理的含偶次非线性系统的分析同样有效.     

准连续体方法研究进展

准连续体方法是一种将连续介质方法和原子模拟相耦合的多尺度模拟方法。该方法巧妙地将分子静力学与有限元法相结合，在变形梯度较小的规则区域采用代表性原子作为计算点，以此为节点形成有限元网格，其周围其他原子的位置通过插值得到。代表性原子的引入，使系统原子势能的计算大大简化。自适应手段的应用，保证了材料缺陷核心附近原子尺度的细节描述。与其他纳米力学计算方法相比，准连续体方法具有计算精度高，计算规模大等优点。本文主要介绍了准连续体方法的基本原理及发展状况，归纳并总结了这一些优点及今后的发展方向。     

数字彩色编码方法研究

本文提出的数字彩色编码方法，利用数字图像处理技术实现光力学条纹的彩色编码，得到具有特定色序的直观性强的彩色条纹图，并通过对编码彩色条纹图的分析提出了条纹级次的自动识别方法，使彩色编码成为一种更加实用而有效的方法。     

Hyperstatic Method of Photoelasticity

A new hyperstatic method to measure nonlinear strains is introduced—using birefringent coating and reflection polariscope—to separate the principal strains from fringes and isoclinics—combines equilibrium consideration in shear difference method with compatibility consideration wherein the second order differential equation is converted into difference equation to separate the principal strains in elastoplastic range treating it as a statically indeterminate (hyperstatic) problem. An erratum to this article can be found at     

弹性力学中的一种非协调数值流形方法

通过引入数学和物理双重网格，将插值域与 积分域分别定义在不同的覆盖上，即在数学网格上进行插值函数的构造，物理网格上完成 系统能量泛函积分运算，最后通过覆盖权函数将二者联结在一起. 它的优点是单元网格划 分随意，不受复杂边界形状和二相材料界面的限制，单元可以是任意形状，是较之于有限 元方法更一般的数值模拟方法. 在4节点四边形数值流形方法中，由于单元总体位移函数 包含的完全多项式不完全，使得计算精度不够精确，为此，在单元总体位移函数上附 加非协调位移基本项，使之趋于完全，提出了弹性力学问题的一种改进的数值流形 方法------非协调数值流形方法. 通过内部自由度静力凝聚处理，导出了消除内参后的单元应变矩阵 和单元刚度矩阵，使得在不增加广义节点自由度的前提下，大大提高了数值流形方法的计 算精度和计算效率. 同时对非协调项进行了显式处理，可以对工程实践起到更切实的帮助. 数值试验表明，它们能够保证收敛，有较高的精度，对畸变不敏感，从而证明了该方法的 可行性.