疲劳裂纹长度a与周次N的近似关系式及其计算机仿真

寻求疲劳裂纹长度a与疲劳周次N的关系式是金属疲劳研究的一个重要课题。本文提出了a与N的近似关系式,即指数一多项式样条函数关系式a=β_1e~(γx)+sum from j=2 to k β_j(x-x_2)(j-2))_+~3,其中x=10~(-3)。N,k=[(m+3)/2]。用计算机仿真的方法确定了γ的最佳值。由上式导出了计算da/dN的如下近似公式: (da)/(dN)=10~(-3)[β_1γe~(γx)+3 sum from j=2 to k β_j(x-x_2(j-2))_+~2]与Mc Cartney关系式进行了对比,结果表明,拟合实验数据时前式的适用性优于Mc Cartney关系式;计算da/dN时后式的可靠性优于Mc Cartney关系式。     

梯度投影单纯形法及其应用

对于下列问题min f(x) s·tg_1(x)=sum from j=1 to n g_(ij)x_j≤b_i(i=1,2,…M) (1) 其中,x∈E~n,g_(ij)为常数,J·B·Rosen给出了梯度投影解法: x~((k+1))=x~((k))+a~((k))s~((k)) (2) s~((k))=-(I-N_Q·(N_Q~TN_Q)~(-1)·N_Q~T·▽f(x~((k))) (3) N_Q=[▽g_1…………▽g_Q] (4) ▽g_i=[g_(i1)…………g_(in)]~T (5) a~((k))=(?)f(x~((k))+as~((k)) (6)     

碰撞问题中恢复系数k的三个等价表达式

在求解刚体的碰撞问题时,需要引入恢复系数k。本文提出以碰撞二个阶段中的碰撞冲量之比作为恢复系数的基本定义,据此导出k=(-((E_2)/(E_1))~(1/2)和一般理论力学中所采用的恢复系数公式;并说明这三种表达式是等价的。从而使恢复系数的物理意义更加清晰。     

正交各间异性中厚板的振动

本文应用V·Panc~[1]的分量理论和能量变分原理作为分析基础,引入梁振动函数乘积和的形式来表达板的振型,建立了适于某些正交各向异性中厚板(H=(D_xD_y)~1/2·(G_(xz)/G_(yz))/((D_x)~(1/2))/((D_y)~(1/2))的振动微分方程,以及相应的边界条件:求得了便于工程中应用的正交各向异性中厚板的固有频率计算公式,以及振型计算公式。通过退化为各同性的四边简支、四边固支、两邻边简支、另二邻边固支的中厚板在若干种高跨比下固有频率的计算,且与有关文献中计算结果的比较,说明本文的计算结果可以满足工程中的要求。     

The floquet theory for quasi-periodic linear systems

In this paper we establish the Floquet theory for the quasi-perio-dic systemwhere A(u_1,u_2,…,u_m)is an n×n periodic matrix function of u_1,u_2.…,u_mwith period 2π,and it is of C~τ,τ=(N 1)τ_0,τ_0=2(m 1).N=(1/2)n(n 1).Meanwhile,we define the characteristic exponential roots β_1,β_2,…,β_nof(0.1),and assume thatwhere K(ω),K(ω,β)>0.k_μ,j_v.are integers,all the integers k_1,k_2,…,k_m.are not zero,i~2=-1,Then there exists aquasi-periodic linear transformation,which carries(0.1)into a li-near system with constant coefficients.     

Extended airy function and differential equations with n-turning points

This paper studies a second order linear ordinary differential equation with n-turningpoints(d~2y)/(dx~2) [λ~2q_1(x) q_2(x)]y=0Where q_1(x)=(x-μ_1)(x-μ_2)...(x-μ_n)f(x),f(x)≠0 ,and λis a largeparameter.The formal uniformly valid asymptotic solution of the equation is obtained based onthe analysis of the three points by means of the matched method.By the work a method isdeveloped and the applicability of this method to the n-turning points is demonstrated.     

“论两种不同正交异性楔弹性接触”中应力奇异性

一般楔形体受面力作用时,其应力及位移有时会变为无限大。本文继续[1]的工作,分析均匀正交异性楔和两种不同正交异性复合楔的应力奇异性问题。由于假定了G_(rθ)=((E_rE_θ)/(1/2))/(2(1+(μ_(rθ)μ_(θr))/(1/2)),可用解析法得到应力奇异阶次为γ~(-s)型。对于均匀正交异性楔s只与材料弹性模量比值平方根kl=(E_θ/E_r)/(1/2)有关;对于正交异性复合楔,当k＇=k＇＇,s与复合楔中材料剪切模量比值e(=G_(rθ)~＇/G_(rθ)~＇＇)是无关的。     

光弹性应力分析的条纹灰度法

条纹灰度法在光弹性中能自动采集数据、分析和显示等色线条纹图。这种方法组合了光弹性和数字图象分析两种技术,这篇论文描述了一个Apple—Ⅱ微型计算机图象分析系统,它把等色线图分成256×256个图象元素(象素),每一象素将亮度转换成8—bit分辨率的视频讯号,在黑到亮之间产生256级灰度,灰度Z与条纹级数N在暗场时,它能写成N=(1/π)arcsin(AZ~(1/2r))其中A、r是常数。这种方法对相对迟后小于半波长的双折射特别有效,这篇论文中用两片玻璃模型研究弹性应力场,具有很好的分辨率,其结果表明对应力分析主应力差(σ_1-σ_2)有较高精度。     

提高低阶元、粗网格计算精度的一种方法

1.引言有限元法求解工程问题,当单元划分较细时才能得到较精确的解,特别是使用低阶元.单元细分,系统自由度数急剧上升.这不仅需要大型计算机,而且耗费的增加十分惊人.本文提出一种加权矩阵[W_(sxs)~((n))]和加权因子γ,可提高粗分单元网格解的精度.     

钢筋混凝土空心板的计算

本文介绍钢筋混凝土空心板在集中荷载作用下的内力计算。钢筋混凝土空心板系各向异性板,其内力计算较为繁琐。当D_xD_y=(2D_(xy)+D_1)~2时,本文方法将各向异性板的弹性曲面微分方程转为各向同性板,从而求解板的弯矩,较为方便。计算值与实测值相比,符合程度较好。     

Mises屈服条件线性化的最佳逼近因子

1.引言 1864年Tresca提出:当最大剪应力达到某一极限值k时,材料便进入塑性区。在主应力空间中该条件可写成 将其在主偏应力矢量所在的π平面(σ_1+σ_2+σ_3=0)上投影,(1)式便表示正六边形。     

Mass transfer between bubbles and the dense phase in gas fluidized beds

Mass transfer between a bubble and the dense phase in gas fluidized beds of Group A and Group B particles was proposed based on previous experimental results and literature data.The mass transfer coefficient between bubbles and the dense phase was determined by k_(be) = 0.21d_b.A theoretical analysis of the mass transfer coefficient between a bubble and the dense phase using diffusion equations showed that the mass transfer coefficient between a bubble and the dense phase is k_(be) ∝ε_(mf)(Du_b/d_b)~(1/2) in both three- and two-dimensional fluidized beds.An effective diffusion coefficient in gas fluidized beds was introduced and correlated with bubble size as De = 13.3d_b~(2.7)7 for Group A and Group B particles.The mass transfer coefficient k_(be) can then be expressed as k_(be) = 0.492ε_(mf)(u_bd_b~(1.7))~(1/2) for bubbles in a three-dimensional bed and k_(be) = 0.576ε_(mf)(u_bd_b~(1.7))~(1/2) for bubbles in a two-dimensional bed.     

寻求含孔洞薄板弯曲基本解的一般方法

1 引言用边界元法求解含孔薄板弯曲问题时,若采用通常的基本解作为积分方程的核函数,孔洞也必须作为离散的边界来处理.如果找到一种基本解,使之对孔洞边界条件自然满足,就可以避免沿孔洞边界的积分,而只剩下沿边界的积分,使数值处理大为简化.为此,本文运用的复变函数方法,给出了寻求含自由孔洞薄板弯曲基本解的一般方法.这一工作在理论上和应用上都是很有意义的.2 基本方程不含孔洞无限大薄板弯曲的基本解为v~0(P,Q)=(1/(8πD))r~2lnr (1)表示无限大板中P 点作用一单位力在Q 点引起的挠度,r 数与Q 两点间的距离,D 是弯     

双连通截面柱体Saint-Venant扭转问题

1.基本方程和边界条件在任意正交曲线坐标系α～β中,确定应力函数ψ的偏微分方程和边界条件是△ψ=1/(h_αh_β)[(?)/((?)α)((h_β)/(h_α) (?)/((?)α)) (?)/((?)β)(h_α/h_β(?)/(?)β]=-2 (1)式中h_α和h_β为坐标系α～β的Lamé系数.应力τ~*=τ/(Gθ)=-(?)/((?)n) (2)式中:τ——应力,G——剪切弹性模量,θ——单位长度扭转角,(?)——应力线ψ=const 的法线矢量.边界条件:沿封闭的外边界周线S(图1),应力函数值     

由横向稀肋加固的斜锥壳的渐近解法

在文献[1]中作者得到了具有刚性加强端的斜锥壳的渐近解法.本文在此基础上进一步讨论横向稀肋加固的斜锥壳的渐近解法.所谓“稀肋”是指相邻两肋的简单边界效应相互影响在工程精度范围内可忽略不计的肋条,例如肋间距l≥3(rh)~(1/2)时(2h——薄壳厚度,r——两肋处壳体的最大平均半径).对于本文所讨论的常用的肋条横截面尺寸,分析结果表明,作为应力状态的第一次渐近解[误差为(h/λ)~(1/2)量级,λ——壳体中心面的特征曲率半径],肋对壳体薄膜应力状态没有影响.而在求解简单边界效应时,可将肋与壳的连接处看成弹性固支边界来处理,即认为此处的壳体转角γ_1为零,而周向应变ε_2等于肋的应变值。在分析过程中,讨论了肋截面形心偏心及形心主轴偏斜等因素对壳体应力状态的影响,证明了在第一次近似时它们可忽略不计. 为了验证所得结果的精确程度,在文献[1]的试件上,进一步作了具有稀肋加强的斜锥壳的电测试验.试验结果证实,本文所得的渐近解的误差基本上在(h/λ)~(1/2)及斜锥偏度m~2的量级范围内. 为了节省篇幅,本文不再给出斜锥壳各基本应力状态的内力及位移表达式,以及它们的待定函数的确定方法,需要时可参阅文献[1].     

Ⅱ型缺口试样应力场和应力场强度因子

1.前言对于理想的无限大Ⅱ型试样,应力场和应力场强度因子都有解析解。Hiroshi Tada等人给出了计算有限长度Ⅱ型试样K_Ⅱ的公式: F(a/b)=[1.30-0.65a/6+0.37(a/b)~2+0.28(a/b)~3]/(1-a/b)~1/2 (1) 其中,a和b分别表示裂纹和试样的长度,B是试样的厚度,P是外载荷。保持试样的长度和外载荷不变,按公式(1)计算,K_Ⅱ随裂纹长度a的变化,如图2中的曲线Ⅱ所示。结果表明,K_Ⅱ并不随a的增大而单调地增大,这和理想的无限大Ⅱ型试样的结果K_Ⅱ=τ(πa)~1/2相矛盾。另外,对Ⅱ型缺口试样的实验也表明,导致材料断     

Numerical simulation of MHD natural convection flow in a wavy cavity filled by a hybrid Cu-Al_2O_3-water nanofluid with discrete heating

We consider the combined effect of the magnetic field and heat transfer inside a square cavity containing a hybrid nanofluid(Cu-Al_2O_3-water). The upper and bottom walls of the cavity have a wavy shape. The temperature of the vertical walls is lower,the third part in the middle of the bottom wall is kept at a constant higher temperature,and the remaining parts of the bottom wall and the upper wall are thermally insulated.The magnetic field is applied under the angle γ, an opposite clockwise direction. For the numerical simulation, the finite element technique is employed. The ranges of the characteristics are as follows: the Rayleigh number(10~3≤Ra≤10~5), the Hartmann number(0≤Ha≤100), the nanoparticle hybrid concentration(?_(Al_2O_3),?_(Cu) = 0, 0.025, 0.05),the magnetic field orientation(0≤γ≤2π), and the Prandtl number P_r, the amplitude of wavy cavity A, and the number of waviness n are fixed at P_r = 7, A = 0.1, and n = 3, respectively. The comparison with a reported finding in the open literature is done,and the data are observed to be in very good agreement. The effects of the governing parameters on the energy transport and fluid flow parameters are studied. The results prove that the increment of the magnetic influence determines the decrease of the energy transference because the conduction motion dominates the fluid movement. When the Rayleigh number is raised, the Nusselt number is increased, too. For moderate Rayleigh numbers, the maximum ratio of the heat transfer takes place for the hybrid nanofluid and then the Cu-nanofluid, followed by the Al_2O_3-nanofluid. The nature of motion and energy transport parameters has been scrutinized.     

具有刚性加强端的斜锥壳的渐近解法

本文在文献[1]、[2]的基础上,利用将内力及位移展开成k=(h/λ)~(1/2)及斜锥偏度参数m的双重渐近幂级数的方法,得出了斜锥壳的渐近解,同时以直角斜锥壳承受正压力情况为例,给出了它的应力计算分析表达式。 为了验证所给公式的精确程度,计算了斜锥壳薄膜应力的数值解,并作了两个斜锥壳试件的电测试验。结果表明,本文所得的渐近解的误差基本上在(h/λ)~(1/2)及m~2的量级范围內。 对于斜锥壳这类形状复杂的构件,直接求解薄壳基本方程是很困难的,数值解只能求出在给定尺寸时的解答,不能得出适用于一般尺寸的解析解,对具有小参数特点的构件,渐近解的优点在于能得到具有一定精度的应力分析表达式,便于工程设计应用。     

幂硬化材料中准静态定常扩展裂纹的研究

本研究根据问题的支配方程组以及高-黄假设对幂硬化材料中裂纹的准静态定常扩展作了渐近分析,文中从扩展裂纹尖端附近的弹性变形与塑性变形必须保持平衡的观点对反平面应变、平面应变和平面应力三类裂纹作了统一的考察与分析,裂尖附近应力场确定为(1n r)~(2/(n-1))阶奇性,并对前两类裂纹问题作了渐近分析,指出:根据本文分析结果及文献中习用的组装渐近场的方法,可以获得无强间断的,Ⅲ型裂纹和平面应变I型裂纹的最低阶渐近解。按本文所用本构关系,硬化指数n及无因次材料常数(σ_y/E)/ασ_y~n或(σ_y/G)/ασ_y~n对渐近场的角分布都有影响。     

试样尺寸对有限裂纹扩展的J_R阻力曲线的影响

作者将两种强度级别的18CrNiW 钢:σ_(0.2)=60.4kgf/mm~2(L 钢)和σ_(0.2)=83.6kgf/mm~2(H 钢),制成厚度从10mm 到95mm,共11种尺寸的三点弯曲试样,采用多试样法,在有限裂纹扩展(△α≤2.5%B 及≤5%b)条件下,测定了材料的J 积分阻力曲线.其中H 钢50×100mm 的大试样已接近K_(1c)的尺寸要求,所测得的K_(1c)约为470kgf·mm~(-3/2).试验表明,当试样尺寸满足了J 判据有效性条件时,对试验材料B,b≥50(J_(0.05)/σ_(0.2)),J_R 阻力曲线对试样尺寸不敏感.因此,J_R 阻力曲线可以用来表征材料裂纹稳定扩展阻力特性.本试验测得L 钢的J_(0.05)=9.4kgf/mm,dJ/dα=27kgf/mm~2;H 钢的J_(0.05)=7.3kgf/mm,dJ/dα=16kgf/mm~2.对于H 钢裂纹扩展量0.2mm 的J_R 值,即J_(0.2)(=9.7kgf/mm,由此换算的K_R 值=473kgf·mm~(-3/2))与大试样的K_(1c)值有很好的对应关系.