Christoffel方程方法研究带有初应力压电介质中的表面波

利用Christoffel方程的方法研究了带有初应力的半无限大压电介质中的表面波.基于带有初应力的压电介质的控制方程和本构方程,构建带有初应力的Christoffel方程.再结合半空间应力自由的表面条件和电学的边界条件,得到了电学开路和电学短路时表面波的波速方程.这些结果可以为新型压电介质表面波器件的研究提供重要的理论依据.     

基于内聚力模型的白点萌生机理研究

基于内聚力理论、氢压理论和应力作用下氢富集理论，在以往孔洞锻合研究的基础上，建立了白点萌生扩展的有限元分析模型。研究了初始氢浓度、裂纹长度以及多裂纹耦合作用等多种因素对白点萌生的影响，确定了不同条件下白点萌生的临界氢浓度及其变化趋势。结果表明，氢对白点萌生具有重要的影响，在白点萌生过程中，高浓度的氢聚集在裂纹端部，极大地降低了钢的内聚力强度；对于单裂纹，随着裂纹长度的增加，白点萌生的临界氢浓度逐渐减小并趋于稳定值；当多个密集小裂纹同时存在时，裂纹间的耦合效应会导致小裂纹有贯穿形成大裂纹的趋势，而远端裂纹的耦合效应则相对较小；对于多裂纹，白点萌生临界氢浓度具有随裂纹个数的增加而线性递减的趋势。     

列车分布式吸能系统的波传播特性和参数分析

建立了考虑车厢中弹性波传播影响的列车分布式吸能系统的简化理论模型。基于一维应力波理论，对碰撞过程中各吸能器的响应进行了理论分析，得到相关的控制方程并求解。观察到各吸能器界面上典型的阶段性、平台样的速度响应，并分析了其机理，进而对如何合理设置和排布吸能器进行了分析。结果表明:对于相邻的吸能器，碰撞前端吸能器的压垮强度应高于后端，否则后端吸能器无法同时发挥作用；各吸能器的平台应力的大小和排布是决定吸能系统作用效果的控制参量，能够决定各吸能器的吸能时长和吸能总量。具体分析了相邻吸能器的平台应力分布对系统吸能性能的影响，得到了在所研究的情况下使总吸能量最大的优化设计参数。该研究可为列车分布式吸能系统的优化设计提供理论指导。     

封面图片说明

封面图为高分辨率热像仪所拍摄的某结构的红外热像图,从中可以清晰地看到物体经过时因热弹性效应导致的结构表面温度场的变化,进而判断出结构局部的高应力区域。疲劳热像法作为一种无损、实时、全场、非接触的测试手段,不仅可在较     

青少年坐姿时腰部受力数值模拟

为了定量研究青少年坐姿时腰部受力情况,根据静力学原理,结合人体测量学对青少年坐姿时腰椎各节段所承受的重力矩进行分析,探讨腰椎各节段竖脊肌的肌力大小以及腰椎各椎体所承受的剪切力和挤压力.对腰椎部位进行CT扫描,应用Mimics和Ansys软件对数据进行三维重建并分析.通过分析发现腰椎各节段承载的负荷与躯干前倾角度密切相关,在脊柱前曲逐渐增大时,上位体重对腰椎的压力在竖直方向的分量减小而在水平方向的分量增大,从而引起周围软组织水平方向负荷的增加.躯干前倾角度为30°时,各椎体最大应力自上而下依次分别为:4.01MPa、7.26 MPa、7.29 MPa、11.07 MPa、15.64 MPa,各椎间盘的最大应力自上而下依次分别为:1.3 MPa、1.81 MPa、1.83 MPa、2.19 MPa.有限元法分析结果表明:椎体是承载应力的主要结构,椎间盘起到传递载荷的作用,坐姿时椎体的前下方出现应力集中现象;在坐姿时应尽量减少脊柱的前倾角度,将脊柱的前倾角度控制在30°范围之内,以降低椎体及椎间盘所承受的负荷,从而减少腰椎及其椎间盘损伤的风险.     

高温高压模拟井筒应力分析与评价

模拟井筒是用于模拟油田井下高温高压环境的实验装置，为高温高压厚壁容器.基于热力学及大涡模拟(LES)理论，建立了模拟井筒温度场物理方程.基于热弹性力学理论，建立了热应力物理方程.采用投影法求解温度场控制方程，采用梯形法数值积分求解热应力控制方程，给出了控制方程的离散格式.通过虚拟密度法对流固耦合传热进行求解，根据应力叠加原理对模拟井筒热应力和压应力及其耦合作用进行了数值求解分析.研究结果表明：设计壁厚最小值为0.18 m的模拟井筒，强度能够满足在400℃加热环境、内部加压220 MPa工作参数下进行高温高压实验.通过实验验证了所建立的数学模型与数值求解方法的正确性，为高温高压厚壁容器设计提供了理论依据.     

井壁破裂与内部应变状态机理分析

为研究立井井壁破裂与内部应变之间的相互规律，搭建井壁实物模型以模拟井壁受力破裂过程和状态，利用分布式光纤技术对井壁内部应变进行监测，并分别从应力和应变多角度进行深入分析.结果表明：对于应变状态，当施加应力增大，井壁应变程度也随之增大，应变极大值所对应的井壁位置，其应变程度在范围内达到最大，破裂风险也就最高；对于应力作用，不同应力下井壁应变最大值与最小值之间的偏差度越大，井壁稳定性越差，越容易发生破裂；分析了应力、应变二者相互关联性，拟合各方向角所对应的井壁位置应变变化的线性方程，变化率数值越大，井壁应变增长速度就越快，当应变值超过所能承受极限时，井壁会更容易发生破裂；通过对井壁应变数据监测，分析了应变差值、偏差度和应变变化率，结合Lamé公式，建立了井壁应变破裂关系模型，为井壁破裂预警提供了新方案.     

次表面分岔裂纹的力学行为

在复杂荷载作用下，利用分布位错技术(DDT)对半无限大平面内的分岔裂纹问题进行研究，并进行了正确性验证.根据等效应力强度因子判据，初步解释了裂纹产生分岔的原因；研究了不同埋深、荷载比值、分支长度比值、分岔角度情况下的分岔裂纹尖端的应力强度因子；同时，研究了多分支分岔裂纹，计算结果与有限元结果吻合.结果显示：埋深越深，分岔裂纹扩展越困难，当埋深为d/a=1.5时，分支裂尖应力强度因子削弱程度可达15%左右；较长分支会极大地抑制短分支的扩展，当两分支裂纹长度比达到b/c=2以上时，屏蔽效应可达50%以上；另外，分岔角度和荷载比值会改变分岔裂纹主导的扩展模式.     

非线弹性平面杆系的应力应变分析

以指数函数近似表示非线弹性材料的应力-应变关系, 推导出了非线弹性材料平面杆系结构应力应变计算的普遍表达式, 编制了通用程序, 使这一类问题有了一个通用的解题方法.     

包括各向异性效应在内的地球介质中井孔的稳定性

为了研究地球介质深的斜井（这种井既受到内压又受到非静水应力场的作用）有必要发展一种分析表述方式，这种表述方式包括井孔周围应力的三维分析，并把它和井孔内压组合后，求出总应力分布的近似解。在实际现场条件睛，井孔的取向、原地应力和岩层层面倾斜都可能是任意的。对井孔的拉伸破坏和剪切破坏都进行了研究，当井孔最小主应力超过拉伸强度时，出现拉伸破坏，这就是拉伸破坏准则，对剪切破坏而言，采用了向向异性材料的修正的