中心直裂纹平台巴西圆盘复合型动态断裂实验研究

制作了中心直裂纹平台巴西圆盘（cracked straight through flattened Brazilian disc-CSTFBD）试样,利用分离式霍普金森压杆（split Hopkinson pressure bar-SHPB）加载,进行了岩石纯Ⅰ型和复合型（Ⅰ＋Ⅱ型）动态断裂实验。由于加载角（载荷方向与裂纹线的夹角）在制作试样时已经通过裂纹线与试样平台的位置关系确定,因此在实验中可以方便而准确地实施加栽。比较了纯Ⅰ型加载和复合型加载下压杆上记录的入射波、反射波和透射波的波形。采用实验与数值相结合的方法,将实验得到的动态载荷输入有限元程序,得到了纯Ⅰ型试样的动态断裂韧度和复合型试样的两种动态应力强度因子的时间历程。计算了加载角为15°的试样应力强度因子的复合比（KI（t）／KⅡ（t））,此计算值与文献结果吻合较好,验证了实验方法的有效性。     

弹流接触区高压润滑油输运的实验研究

采用多光束干涉法测量了弹流接触区冲击形成的封闭润滑油的流动,研究了在弹流接触区冲击所形成的封闭润滑油核心在不同条件下的移动规律.结果表明,在纯滚动条件下,封闭润滑油以卷吸速度在接触区移动;在玻璃块纯滑动时,封闭润滑油核心的移动速度明显小于卷吸速度,而钢球纯滑动时润滑油核心的移动速度大于卷吸速度.可见在弹流接触中壁面滑移的存在,该滑移是由润滑油在界面处应力超过其与固体壁面的亲合力所引起的.     

基于ANN的定向井有杆抽油系统悬点示功图特征参数的计算

有杆抽油系统悬点示功图的特征参数是合理选择地面机电设备的主要依据.由于井下工况的复杂性和部分参数难以确定,使得基于求解高维时变非线性方程的传统方法的计算结果存在偏差.本文将传统方法和神经网络相结合,给出了一种能比较精确地确定定向井有杆抽油系统悬点示功图特征参数的方法,避免了建立和求解复杂的非线性动力学方程.首先依据传统方法,计算出简化悬点示功图的特征参数.然后考虑抽油杆柱弹性振动、抽油杆与油管之问的库仑和粘性摩擦、气体和供液能力等因素的影响,利用BP神经网络和RBF神经网络建立了不同工况下悬点示功图特征参数的计算模型.利用现场实测数据对建立的神经网络进行了训练和测试.测试结果表明了本文方法的正确性和有效性.     

无单元伽辽金法的并行计算

对无单元伽辽金法的并行计算进行了详细研究,并将其应用于弹性动力学问题。使用并行桶搜索算法进行节点搜索,使用并行几何搜索算法进行样点搜索,讨论了移动最小二乘MLS(Moving Least Squares)形函数及其导数的并行计算和方程组的并行求解,并利用多层图形划分实现负载平衡。最后给出了并行无单元伽辽金法应用于弹性动力学的计算流程和实例。计算结果表明无单元伽辽金法具有很高的并行性和很好的并行效率,对其进行并行计算具有非常重要的意义。     

First-Principle Calculations for Elastic and Thermodynamic Properties of Diamond

The elastic constants and thermodynamic properties of diamond are investigated by using the CRYSTAL03 program. The lattice parameters, the bulk modulus, the heat capacity, the Grüneisen parameter, and the Debye temperature are obtained. The results are in good agreement with the available experimental and theoretical data. Moreover, the relationship between V/V₀ and pressure, the elastic constants underhigh pressure are successfully obtained. Especially, the elastic constants of diamond under high pressure are firstly obtained theoretically. At the same time, the variations of the thermal expansion α with pressure P and temperature T are obtained systematically in the ranges of 0-870 GPa and 0-1600 K.     

Approximation of thermoelasticity contact problem with nonmonotone friction

The paper presents the formulation and approximation of a static thermoelasticity problem that describes bilateral frictional contact between a deformable body and a rigid foundation. The friction is in the form of a nonmonotone and multivalued law. The coupling effect of the problem is neglected. Therefore, the thermic part of the problem is considered independently on the elasticity problem. For the displacement vector, we formulate one substationary problem for a non-convex, locally Lipschitz continuous functional representing the total potential energy of the body. All problems formulated in the paper are approximated with the finite element method.     

土的应力-应变关系的一种描述模式

通常将由土的剪切试验测得的应力-应变关系曲线(q～ε1曲线)分为应变硬化型和应变软化型,文中提出了一种能同时描述应变硬化型q～ε1曲线和应变软化型q～ε1曲线的新模式,并导出了统一的切线模量表达式,进一步探讨了该应力-应变关系曲线描述模式在拟合应变硬化型曲线时的简化形式,及简化形式中参数取值方法和参数与围压的关系等方面的问题。通过与邓肯-张模型和应变软化模型的对比,结果表明该应力-应变关系曲线描述模式能更好地与试验数据吻合,且用其简化形式拟合应变硬化型曲线时,可以通过调整其中一个参数值来表达出不同的曲线形式,从而体现出土体应力-应变关系的多样性。该应力-应变关系描述模式为发展更一般的非线性弹性模型提供了一定的理论基础。     

ARB过程中β钛基SMA显微结构演化及对其超弹性能的影响

本文采用复合轧制（Accumulative Roll-Bonding,ARB）工艺对β钛基形状记忆合金(SMA)进行轧制,然后700℃下快速热处理（保温5min）。利用光学显微镜（OM）和X射线衍射仪（XRD）对合金轧制热处理前后合金相组成与显微组织进行分析,并用电子万能试验机对轧制试样的力学性能和超弹性能进行测试。研究了β钛基形状记忆合金复合轧制过程中显微结构演化规律及对其超弹性能的影响。结果表明：复合轧制工艺能有效细化合金晶粒,经过轧制8道次、700℃/5min快速热处理可得到全β相合金组织,其晶粒尺寸1μm;复合轧制处理后合金的超弹性能得到了改善,在预变形为6%时,其回复变形为5.94%,回复率为99%,表现出稳定的超弹性。     

非圆截面杆中非线性扭转波方程的解析求解

研究了非圆截面杆中非线性扭转波动方程的精确求解问题. 利用直接积分与微分变换相结合的方法,得到了该方程的隐式通解. 通过对积分常数和方程系数的不同情形的讨论, 给出了该方程的三角函数、双曲函数、椭圆函数、指数函数以及它们的组合形式的解,分别对应于的非线性扭转波的孤立波、周期波以及冲击波等多种传播形式.     

冲击波作用下铝的准弹性卸载行为

根据一维应变冲击波的基本关系,将Cochran 等定义的有效剪切模量与准弹性卸载过程的纵波和体波声速关联起来,并藉此研究了冲击波作用下铝的准弹性卸载特性. 利用VISAR高压声速测量技术获得了LY12铝在20$\sim$100\,GPa压力下沿着准弹性卸载过程的有效剪切模量,结果表明LY12铝的有效剪切模量随卸载应力的下降而迅速下降. 采用与卸载应力成线性关系的方程对有效剪切模量进行了近似描述,该方程的斜率随初始冲击压力的增加而增加,体现了准弹性卸载行为的压力相关性. 将有效剪切模量结果与准静态实验结果进行了比较,由此分析了冲击波作用下准弹性卸载过程的可能物理机制. 应用有效剪切模量方程对6061铝合金的准弹性行为进行了模拟,计算结果与实验结果符合很好.