轴向应力波作用下圆柱壳弹性轴对称动力失稳有限元特征值分析

本文运用有限元特征值分析方法对应力波作用下圆柱壳弹性轴对称动力失稳问题进行了研究。基于应力波理论和相邻平衡准则导出了圆柱壳轴对称动力失稳时的有限元特征方程,在此方程中考虑了应力波效应及横向惯性效应,把圆柱壳弹性动力失稳问题归结为特征值问题。通过引入圆柱壳动力失稳时的波前约束条件实现了此类问题的有限元特征值解法。计算结果揭示了圆柱壳弹性轴对称动力屈曲变形发展的机理,以及轴向应力波和屈曲变形的相互作用规律。     

弹性半空间动力问题的基本解

近年来,以Lamb解为基本解用边界元法求解了大量的弹性半空间表面基础的动力响应问题,但是,Lamb解却无助于用边界元法处理弹性半空间的内部问题。本文根据文献[1]所提出的弹性动力学的完备解,应用叠加原理导出了弹性半空间在内部集中动载作用下的基本解。从而为用边界元方法求解基础埋入和地下工程等弹性半空间内部问题开拓了一条新的途径。1.弹性半空间在非轴对称表面动载作用下的一般解当弹性半空间仅受到零初始条件的非轴对称表面动载作用时,总可以将表面载荷     

任意轴对称弹性体吸附接触的广义Maugis模型

通过线性叠加Sneddon方法和Lowengrub-Sneddon方法分别给出的解, 得到了一个弹性半空间 轴对称混合边值问题的一般解，进而研究了两个一般轴对称弹性体的正向无摩擦吸附接触问 题. 考虑任意有效的表面形状(要求中心部分首先进入接触)和任意的表面吸附作用，推广 得到了广义Maugis模型. 该模型是一个半解析的模型，它可以分解成表面形状和表面吸附 作用的分别独立影响的两部分，以及一个关联变形和吸附作用的式子. 利用Dugdale模型近 似表面吸附作用，得到了具有任意有效的表面形状的广义M-D模型. 它在强吸附或软材料条 件下的极限形式是广义JKR模型，而在弱吸附或硬材料下的另一个极限形式是广义DMT模型.     

超弹性薄膜与可压缩基底双层结构表面失稳分析

当上层超弹性硬质薄膜和下层可膨胀基底构成的双层结构受压时,薄膜的自由表面可通过形成褶皱降低系统能量.研究表明,上下两层的模量比不同时,上层弹性硬质薄膜将表现出不同的表面失稳模式.本文提出了一种新颖的方法可有效抑制双层软材料的表面失稳,即改变基底材料的泊松比,这种方法同时适用于不具有应变硬化的软材料.首先基于Neo-Hookean模型发展了小变形条件下双层结构表面失稳的理论模型,通过半解析的方法得到了表面失稳的临界应变;然后通过有限元计算与模拟,进一步验证了负泊松比基底可延缓表面失稳.结果表明:(1)当双层结构基底泊松比为正且趋于0.5(不可压缩)时,双层结构在较小的压缩应变下出现表面失稳;(2)当基底的泊松比为负且趋于-1时,可被压缩至46%而不出现表面失稳,即可膨胀基底能有效抑制薄膜的表面失稳.本文发展的方法及主要结果可为延展性电子器件的设计提供指导.     

半元限各向同性弹性平面的周期运动载荷问题

关于半无限各向同性弹性平面的周期载荷问题,曾为路见可教授应用周期Riemann边值问题的结果所解决.本文,将应用关于半平面的Hilbert核积分公式,来求解半无限各向同性弹性平面的周期运动载荷问题.我们得到了封闭形式的解答,并且例举了实际工程中常见的一些情况加以说明. 1、基本假定与应力函数的周期性假设半无限弹性介质占有z(=x+iy)平面的下半平面S~-,以水平Ox轴作为边界,此时称它为半无限弹性平面. 下面的基本假定在本文中总是成立的:应力和位移都是以απ为周期的,应力是有界的(位移却不一定),并且所论及的边界条件都是以απ为周期的.因此,只须讨论弹     

二维半圆孔附近的动态热应力分布

在稳态温度场中,由于弹性平面内半圆孔或半圆坑等缺陷在介质裂纹扩展和疲劳损伤机理中所起的作用,因此深入了解半圆孔或半圆坑的表面动态热应力分布显得很有必要．分析在半无限弹性平面内一半圆孔附近施加稳态调谐温度场条件下的半圆孔孔边动态热应力分布问题,利用共形映照等复变函数的方法,给出了汉克函数表示的此问题的解析解,并给出了相应动态热应力分布系数的数值结果．     

横观各向同性饱和介质非轴对称动力响应分离变量解Separation of variables solution of non-axisymmetrical dynamic response of transversely isotropic saturated porous media

首先将横观各向同性饱和弹性多孔介质非轴对称问题的Bio t波动方程,变换为适宜于进行分离变量法求解的形式;然后在非轴对称简谐激励下,用分离变量法得到Bio t方程的一般解,即用分离变量法求得了多孔介质位移和应力分量的解析表达式;并给出了半空间横观各向同性饱和弹性多孔介质在表面竖向简谐荷载作用下表面竖向位移的数值分析结果,得出载荷对30倍受载半径以外的区域几乎无影响的结论。同时表明了本文的分析方法是切实可行的。     

横观各向同性饱和介质非轴对称动力响应分离变量解

首先将横观各向同性饱和弹性多孔介质非轴对称问题的Biot波动方程,变换为适宜于进行分离变量法求解的形式;然后在非轴对称简谐激励下,用分离变量法得到Biot方程的一般解,即用分离变量法求得了多孔介质位移和应力分量的解析表达式;并给出了半空间横观各向同性饱和弹性多孔介质在表面竖向简谐荷载作用下表面竖向位移的数值分析结果,得出载荷对30倍受载半径以外的区域几乎无影响的结论。同时表明了本文的分析方法是切实可行的。     

表面波纹度对偏心轮-平面挺杆接触润滑性能的影响

本文采用数值分析方法研究了偏心轮-挺杆副的微热弹性流体动力润滑问题.分析中假设平面挺杆表面分布有余弦波纹,探讨了偏心距和余弦波波长对润滑油膜变化的影响.数值模拟计算结果表明:在偏心轮-挺杆副工作的一个周期里,表面波纹度的存在会导致油膜压力和温度上升.在不同的滑滚比条件下,表面波纹的弹性变形程度不同.在两表面反向运动的半个周期内,随偏心距的增加,滑滚比也增加,导致表面波纹的变形程度降低.在两表面反向运动的半个周期内,波纹的弹性变形程度受“温度-黏度楔”机理的控制.     

网链缠结对凝胶薄膜起皱的影响

凝胶薄膜在变形时易发生屈曲、起皱等失稳现象,这在凝胶薄膜的应用中是非常重要的．近年来,针对凝胶薄膜的屈曲、起皱失稳行为,越来越多的科研人员尝试从力学角度进行分析．但是大多数的研究是基于Flory-Rehner弹性凝胶理论,未考虑凝胶网链缠结引起的物理交联对凝胶自由能的影响,模型精度不高．本文采用Edwards-Vilgis所提出的Slip-link模型对平面内起皱的凝胶薄膜进行分析,研究了不伸展参数、滑移参数对聚合物凝胶增量模量的影响以及不伸展参数、滑移参数、基底材料泊松比对凝胶薄膜起皱时的临界波长和临界应力的影响．结果表明：化学势在一定范围内变化时,随着化学势的增加,增量模量、临界波长、临界应力减小;不可伸长参数越大,增量模量、临界波长及临界应力越大;滑移参数越大,增量模量、临界波长及临界应力越小．     

轴对称平面应力问题的塑性解及其在板料冲压中的应用

本文针对环形薄板的变形条件,提出了一种用增量理论求解轴对称平面应力问题的近似分析方法;运用Largrangz方法分析了各变形区的应力及应变分布。并与他人用全量理论求得的结果进行了比较;在小变形条件下,二者是一致的。理论结果与实验结果也比较吻合。     

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。     

三维有限变形弹性问题的分析方法

至今还未见到用通常的应力函数和位移函数分析三维有限变形弹性问题的报导。利用Hasegawa的工作和Adkins的摄动法,本文将位移函数用于求解表面力或体积力作用下的有限变形轴对称弹性问题,提出一个分析可压缩和不可压缩材料三维弹性问题的新的解析法,并用两个简单例子验证了这种分析方法。     

轴向应力波作用下圆柱壳塑性轴对称动力屈曲

运用有限元特征值分析方法对应力波作用下圆柱壳塑性轴对称动力失稳问题进行了研究。基于应力波理论和相邻平衡准则导出了圆柱壳轴对称动力失稳时的特征方程,在分析中同时考虑了应力波效应及横向惯性效应,把圆柱壳塑性动力失稳问题归结为特征值问题。通过引入圆柱壳动力失稳时的波前约束条件实现了此类问题的有限元特征值解法。计算结果揭示了圆柱壳塑性轴对称动力屈曲变形发展的机理,以及轴向应力波和屈曲变形的相互作用规律。     

具有孔洞的周期热弹性全平面问题的复势

基于对已知实部的周期解析函数及其原函数的表示和多值性分析,导出了周期调和变温下具有周期分布孔洞的无限体平面弹性问题的两个复势函数的一般表达式,并讨论了几种特殊情形下的结果.     

液体炸药滑移内爆加载下钢管的变形与层裂破坏研究

用液体炸药滑移内爆加载方式,研究了不同炸药厚度和外壳条件下20钢圆管的内聚变形和破坏特征。实验中,钢管发生了较大径向应变,应变值大致随炸药厚度的增加而线性增大。在炸药厚度不低于3mm时钢管变形均匀,轴对称较好;药厚小于3mm时其变形不再是基本轴对称收缩,管子表面出现扭转褶皱。各种装药厚度下,均未观察到预期的层裂破坏。对未层裂的原因进行了初步分析。     

也论弹性理论中半无限平面问题的一些解答

也论弹性理论中半无限平面问题的一些解答薛福林（哈尔滨工业大学，哈尔滨１５０００１）文［１］认为一些弹性半无限平面问题的解是不正确的，理由是它们与用叠加法得到的解不同事实上，文［１］认为不正确的那两个解都是正确的．文献［２］１１２页的一段话具有指导意义...     

也论弹性理论中半无限平面问题的一些解答

也论弹性理论中半无限平面问题的一些解答薛福林（哈尔滨工业大学，哈尔滨１５０００１）文［１］认为一些弹性半无限平面问题的解是不正确的，理由是它们与用叠加法得到的解不同事实上，文［１］认为不正确的那两个解都是正确的．文献［２］１１２页的一段话具有指导意义...     

论弹性理论中半无限平面问题的一些解答

指出一些弹性半无限平面问题的解是不正确的,书上给出的这些问题的解实际上是发散的.     

复合材料轴对称组合结构非线性大变形有限元分析

本文叙述纤维缠绕的或者各向同性的旋转壳体与回转体构成的组合结构在轴对称大变形状态下的有限元分析方法。给出了在轴对称大变形条件下的八结点等参单元和拟协调双曲壳单元的有限元列式,以及相应的有限元非线性分析程序(DDJ—FZD)。算例结果与已知的实验值和理论值均符合较好。复合材料固体火箭发动机体是一个由纤维缠绕的旋转壳体和金属接头等回转体构件组成的轴对称组合结构。由文献[5]和有关实验资料可知,这一结构通常处在大变形状态下工作,因此对其进行大变形非线性分析是有实际意义的。目前国内对这一课题的研究还不多。本文对这一问题进行了研究,其中考虑大变形影响的有限元列式是在固定座标系中推得的,非线性方程采用载荷增量法与Newton—Raphson迭代法相结合的混合法求解。