斜坡应力分布的系统测试与反演分析

采用简易、快速、经济的洞壁应力恢复法对某工程边坡勘探平硐洞壁应力场作了系统测试, 并采用FLAC^2D软件对测试成果作了斜坡初始应力的反演分析。结果表明, 斜坡应力场随深度变化具有明显分带性, 应力量值随硐深曲线具有典型的驼峰式特征, 与理论分析结果相符, 表明该方法能较好地应用于斜坡应力场的系统测试和研究。成果对认识斜坡岩体的变形破裂及卸荷特征等具有重要意义。     

多孔有限大弹性薄板弯曲应力集中问题

应用弹性力学的复变函数理论,采用多保角变换的方法,推出了含有任意多孔有限大弹性薄板弯曲的多复变量应力函数的表达式.在内边界上进行复Fourier级数展开,在外边界采用配点法来确定应力函数的未知系数,从而计算有限大弹性薄板的应力场.本文以外边界为矩形,内边界为任意多椭圆孔的有限薄板为例,编制了相应的计算程序,进行了算例分析.结果表明本方法对处理多孔有限大弹性平面问题是简单且行之有效的.     

Stress field of orthotropic cylinder subjected to axial compression

Based on the constancy hypothesis of material volume, the circumferential and radial stresses of a cylinder specimen are analyzed when the cylinder is subject to a loading along the axial direction. The circumferential and radial stress distribution is a power function of radius parameter when the constitutive relation of specimen material is orthotropic. The stress distribution is a quadratic function of radius parameter for transversely isotropic material. Along the cylinder axial line, the circumferential and radial stresses are maximum and equal to each other. In the circumference boundary surface, the radial stress is zero and the circumferential stress value is minimal. The failure theory of maximum tensile circumferential strain is applied to calculate the critical axial loading. The circumference-boundary-layer failure criterion of orthotropic cylinders is described with the Hill-Tsai strength theory. The obtained strength theory is related to axial stress and mechanical properties of specimen material and to the specimen axialdeformation strain rate and the change rate of strain rate.     

一种抑制杂交元零能模式的假设应力场方法

基于杂交元位移场直接导出可以表示单元任意变形的简单变形模式,同时指出与所有假设应力模式正交的非零变形为零能机动模式,从而可以用简单变形模式方便地识别和抑制单元零能模式。在此基础上利用初始应力模式与简单变形模式的正交性提出一种假设杂交元应力场的有效方法,结合等函数法应力模式组成初始应力模式,不仅可以根据实际问题需要灵活地假设不同分布规律的应力场,而且所形成杂交元完全避免零能机动模式。在数值算例中采用本文方法分别形成了2D-4节点杂交元和3D-8节点杂交元的多种假设应力场,表明本文所提出方法是有效可行的。     

正交异性双材料半无限界面裂纹尖端场分析

通过构造含两个实奇异指数的应力函数,利用复合材料断裂复变方法对正交异性双材料界面裂纹进行了研究。在特征方程组的判别式都小于零的情况下,通过求解一类广义重调和方程组边值问题,在双材料工程参数满足适当的条件下,推出了正交异性双材料半无限界面裂纹尖端的应力场和位移场。研究表明:其结果没有振荡奇异性;当上下半平面材料参数相同时,可获得正交异性单材料的应力场。并通过有限元算例进行比较,验证了理论结果的正确性。     

载流薄板中裂纹形成瞬间尖端附近的应力场

利用电磁场的热效应对带有裂纹的载流导体进行裂纹止裂,是为了达到延长其工作寿命,提高安全性、可靠性的一种行之有效的方法。本文在文献[1]的基础上,以导电弹性体的麦克斯威尔方程为出发点,借助于边界条件和初始条件,推得了载流无限大薄板在形成裂纹的瞬间,裂纹尖端附近电流密度、温度和应力的具体表达式。通过算例分析证实了：在给定参数的情况下,通入适当强度的电流时,在电流所产生的焦耳热源的作用下,裂尖区域处的温度将瞬时升高,同时伴有压应力的产生,从而可达到阻止裂纹扩展的目的。     

Belt型两面顶模具温度场和应力场有限元分析及钢带缠绕数值模拟初探

在人造金刚石合成工艺中,两面顶模具合成腔体内的压力和温度起着至关重要的作用.根据对叶蜡石力学和热学行为的研究,基于MSC·Mare非线性有限元软件,建立了压缸温度场和应立场的有限元模型,模型中考虑了热导率等物理参数随温度的变化规律.采用FORTRAN语言开发了适用于温度和压力边界条件加载的相应程序,获得了合成状态下压缸的温度场和应力场分布情况.由温度梯度引起的热应力数值较小,对压缸所产生的影响程度较小.压缸内壁径向应力达到5GPa,接近硬质合金极限抗压强度.轴向应力最大值1GPa,出现在压缸外壁中心处.同时还建立了钢带缠绕模具其动态缠绕过程的简化模型,采用一种修正的库仑摩擦边界条件,模拟了钢带的缠绕过程,获得了钢带缠绕层间的应力、应变分布情况.     

碾压混凝土坝渗流场与应力场耦合模型研究

针对碾压混凝土坝存在众多施工层面问题,提出了确定影响层厚度以及相应物理力学参数的方法;在此基础上,探讨并建立了碾压混凝土坝渗流场与应力场两场耦合模型,研制了相应的三维有限元程序．研究表明,结合试验和理论分析确定的碾压混凝土坝层面影响层的厚度、弹性模量和泊松比等参数更切合实际;提出的碾压混凝土坝渗流场与应力场两场耦合模型,能较好地体现两场耦合作用,开发的三维有限元模型能较充分反映碾压混凝土坝施工层面的特性．通过研究,为分析施工层面对碾压混凝土坝变化性态影响,以及了解大坝的应力和渗流的相互作用提供了科学依据．     

横向受激布里渊散射诱导破坏的数值研究

基于非线性光学的耦合波理论 ,建立了大尺寸光学元件中横向受激布里渊散射 (TSBS)的二维模型及其数值模拟方法 ,并对熔石英玻璃中的瞬态TSBS进行了理论研究 ,得到了存在TSBS情况下光学元件内光场和应力场的演变特征 ,探讨了TSBS对高功率激光系统透过性能的影响 ,以及在光学元件内诱导破坏的可能性和规律     

复合材料层合板的奇异应力场分析

本文根据特征值与特征函数展开理论,用极其简单的矩阵形式,对纤维增强复合材料层合板中各种断裂模型的界面裂纹奇异性问题进行了一系列的理论推导。计算了各种情况下的应力奇异性值,提出了具有一般奇异性的扇形奇异裂纹单元。最后,分析了复合材料中的边界层效应、层面离层、层板横裂等情况的奇异应力场。计算结果表明,本文的方法是行之有效的。