压电薄板切口尖端前沿力电损伤场分析

基于Yang等建立的三维各向异性压电损伤本构模型,给出了广义平面应力压电损伤问题的本构方程和有限元平衡方程,运用有限元方法分析了张开角和深度对切口前沿力电损伤分布的影响规律。结果表明,张开角对力损伤的影响较小,并且几乎不改变力电损伤的区域尺寸,但是深度对力电损伤的大小和区域尺寸都有很大的影响。     

压电切口张开角和深度对其尖端力电损伤场的影响

基于三维各向异性压电损伤本构理论,导出了广义平面应力问题的损伤本构方程,并据此分析了压电薄板板边V形切口尖端附近的力电损伤,研究了切口张开角和深度对切口尖端力电损伤的影响规律．结果发现：和张开角对切口尖端损伤的影响相比,深度的影响更为明显;在张开角对切口尖端力损伤的影响规律方面,压电材料与一般弹塑性材料存在明显差异,原因在于压电切口尖端力电载荷比会随着深度的改变发生很大变化;不同深度下张开角与切口尖端力、电损伤关系曲线随着张开角的增大由发散逐渐会聚,不同张开角下深度与切口尖端力、电损伤关系曲线随着切口加深由会聚逐渐发散,并且电损伤曲线表现得更为明显．     

基于FE/EFG耦合方法的沥青路面裂纹扩展模拟

沥青路面裂纹在行车荷载下的裂纹扩展规律对于沥青路面的设计、维护具有重要的指导意义.通过预切口沥青混合料小梁疲劳试验,利用无网格伽辽金/有限元耦合方法,对沥青路面表面裂纹扩展进行了数值模拟,研究了面层厚度、面层模量、基层厚度、基层模量对裂纹扩展的影响规律.结果显示:随着预切口距离加载中心距离的增大,沥青混合料小梁的疲劳寿命增大,裂纹尖端的Ⅰ型应力强度因子减小,裂纹所表现出的Ⅱ型特性增 强;在沥青路面表面裂纹扩展过程中,应力强度因子经历一个急剧上升,达到一个极值后缓慢下降,然后又缓慢上升,最后急剧增加的过程;随面层、基层厚度的增加,表面裂纹尖端的应力强度因子降低;面层、基层模量对裂纹扩展路径的影响较大.     

机轮轮毂模拟疲劳寿命分析

本文利用模拟试件对机轮轮毂危险细节的制造质量和几何条件进行模拟,并在使危险细节局部应力梯度尽可能与构件一致的条件下确定模拟件加载方式;由模拟件疲劳试验结果和极值分布理论建立了描述构件初始疲劳质量的TTCI 分布,并由此直接导出了构件在任一时刻的裂纹尺寸分布和裂纹超过数概率,为进一步进行耐久性经济寿命分析提供了基础.最后,用实物验证试验的结果说明了上述方法的合理性.     

非Massing特性及能量-寿命关系

在对称疲劳循环下,对两种材料——A_3低碳钢和16Mn板材进行了实验研究,以考查材料的非Massing特性。讨论了非Massing材料滞后环的数学描述并以此为基础直接得到了循环塑性应变能的表达式,其结果与Ellyin等相一致。最后还探讨了所研究材料的能量寿命关系。     

具有确定运动姿势的柔性体的动力学分析研究

讨论了具有确定运动姿态的柔性多体系统的非线性动力学控制方程． 将飞行器在空间的运动看作是已知的,分析了飞行器上的挠性构件对飞行器运动和姿态的影响,利用假设模态,将挠性构件的变形,看作是空间直角坐标轴方向的线元振动所构成的,根据动力学中的Kane方法,建立了动力学方程,方程中包含表示弹性变形的结构刚度矩阵及表示变形体非线性变形几何刚度矩阵,方程推导从应力-应变关系入手,使用了有限元法．经简化,得到了带帆板结构的平面挠性体对飞行器运动影响的动力学方程,这种方程可通过计算机实现其数值解．     

数字相关法在超声应力信号处理中的应用

研究了数字相关法在超声应力检测中回波时间差的自动识别计算.采用数字模拟分析,对相关运算算法的可靠性进行了验证.分析了不同采样频率和相关窗口长度对相关计算的影响,并应用插值技术提高了时间差的计算精度.该方法对实验采集的超声纵波、横波及表面波的时间差分析均适用.通过对不同应力状态下采集的超声表面波信号的处理,得到了Q235钢中超声表面波传播时间差与应力的实验关系曲线,为超声应力检测奠定了基础.     

金属基复合材料中的热残余应变场及其对材料细观行为的影响

基于SiC／Al基复合材料中的SiC颗粒周期性排布的假设,采用轴对称体胞方法研究了金属基复合材料中的热残余应变场与粒子形状、体积分数等参数间的内在联系;在此基础上,探讨了热残余应变对夹杂内部和基体—夹杂界面的应力集中因子的影响．所得结果对于理解热残余应变对空洞形核的影响有参考价值。     

条带域内二维各向异性压电介质的Green函数

以压电各向异性弹性介质广义平面变形的Stroh一般解为基础，采用复变函数方法（即保角变换技术），研究了条带域介质内物理场的封闭形式解，求得了介质内某一点同时存在广义线位错和广义线力作用时的简单明确解，它就是边界元法中的Green函数，还分析了极化介质表面的电荷分布情况，并进而讨论了线电荷q与边界分布电荷间的库仑力问题，文中结果不仅适用于平面或反平面变形问题，而且也适用于两者耦合的二维变形问题。     

两层压电换能器之间的电能传输

采用双层压电板近似模拟两个压电换能器，一层模拟发射声波的驱动换能器，另一层模拟接收声波并转换为电能的接收换能器，通过对压电板的分析，求解了两压电换能器之间的电能传输效率及其对系统参数的依赖关系，得到了输出电压、输出功率和传输效率与系统参数之间的明确关系式。最后，通过计算实例，分析了系统参数对结构功能的影响规律。