圆柱壳的非线性自由振动分析

本文分析了各向同性封闭圆柱壳的非线性自由振动。文中采用经典的非线性弹性力学方法推导了圆柱壳的大振幅运动方程,这些方程的静态形式与冯·卡门的板理论方程具有同样的精度。文中讨论了四种基本振动模态,并且还以数学公式的形式给出了一般的最终结果,一些例子以曲线给出结果,并进行了比较。结果还表明线性振动可以作为非线性振动的一种特例。     

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.     

Influence of Multiple Micro Cracks on the Damage Behavior of a Macro-Crack Tip北大核心CSCD

The solution of an infinite plane containing a macro crack and a cluster of micro cracks under uniaxial tensile load was presented based on Muskhelishvili’s complex function method and the stepwise recursive method. The stress field and stress intensity factor K were obtained. Combined with the damage mechanics, damage parameter D of the macro-crack tip and the micro-crack tip under uniaxial tension was redefined, and the influence of different damage zone forms on the damage of the crack tip was analyzed. The results show that, both the chain-distribution and the reverse-chain-distribution micro cracks have an amplifying effect on the macro crack growth, and the damage parameter increases with the decrease of the inclination angle of the micro crack and the reduction of the distance between the macro crack and the micro cracks. For a relatively small inclination angle of the micro crack, the damage parameters of the macro crack and the micro crack heightens, and the damage parameter of the macro crack increases with the micro-crack length. For evenly distributed micro cracks in the continuous damage zone, the micro cracks have an amplifying effect on the macro-crack growth, and the damage parameter of the macro crack increases with the micro-crack number. © 2022 Editorial Office of Applied Mathematics and Mechanics. All rights reserved.     

轴对称圆板(含叠层板)的三维非线性分析

本文提出了轴对称固支圆板(含叠层板)受均布横向载荷作用下的三维非线性摄动解答.文中所考虑的是一种中等大挠度的几何非线性,并采用一种发展的摄动方法对复杂的三维非线性平衡微分方程进行求解.该方法的基本思想是以二维解答为基础,对板的厚度参数进行摄动而求得相应的三维解答.文中给出了一般板及叠层板的三维非线性理论结果及数值结果,并图示出了各个应力的分布情况.而且,该三维非线性结果能退化为完全一致的相应的二维板理论非线性结果.结果表明,该方法对板的三维非线性分析是一种行之有效的方法.     

圆柱壳非线性振动的多重模式分析

分析了各向同性圆柱壳的非线性自由振动，文中采用经典的非线性弹性力学方法推导了圆柱壳的大振幅运动方程，这些方程静态形式与冯．卡门的板理论方程其有同样的精度。文中采用双重富氏级主伽辽金方法近似地求解运行方程，利用谐波地和牛顿－莱福逊法妥高度耦合的非线性微分方程组，分析了模式的耦合对非线性频率的影响。     

复合材料层合板的三维研究

本文提出了固支复合材料各向异性层合圆板受均布横向载荷作用下的满足三维弹性力学基本微分方程和边界条件的解析解答。文中采用一种发展的摄动方法进行求解，板中的每个应力和位移都展开为无量纲厚度参数ε的摄动级数，并采用二维板理论解答作为其相应三维摄动解答的一个基本解的形式，通过摄动方法逐级求解而获得完整的三维解答。文中以解析形式和数值形式给出了高精确度的三维应力和位移结果，结果表明，本文求解三维问题的解析方法是合理有效的。     

圆形杂质对裂纹扩展的影响

在单轴拉伸载荷作用下，运用分布位错方法对无限大平面内含有一个裂纹和一个任意方向的杂质问题进行求解，得到了裂纹尖端的应力强度因子、应力场以及应变能密度.利用最小应变能密度因子准则来判断裂纹扩展方向.结果显示:软杂质对裂纹尖端应力强度因子、应变能密度和应力场有增强作用，而硬杂质则具有屏蔽作用.在 -30°<θ<30°范围内，杂质对裂纹扩展方向的影响较小，而在 -90°<θ<-30°或30°<θ<90°范围内，杂质对裂纹扩展方向的影响较大.软杂质对裂纹扩展有吸引作用，而硬杂质具有排斥作用.     

裂纹长度对钢轨裂纹扩展的影响

采用有限元分析软件ANSYS,在纯滚动运行状态下,对实际钢轨裂纹的扩展情况进行了模拟。结果表明:轮轨接触的疲劳裂纹为张开型和滑开型同时存在的复合型裂纹;随裂纹长度的逐渐增加,裂尖有效应力强度因子先减小后增大,裂纹扩展速率会出现先变慢后变快的现象。     

表面氢对裂纹扩展的影响

暴露于含氢环境的金属表面会吸附氢原子,从而影响材料性能,一定情况下会导致氢脆.这篇文章主要通过分子动力学研究氢从α-Fe自由表面扩散到裂纹面的过程、和表面氢对裂纹扩展的影响.结果表明,在室温下,吸附在表面的氢原子很难直接从自由表面扩散到内部成为溶解氢;自由表面的氢原子会逐步向裂纹表面扩散,最后富集在裂纹表面和自由表面.当表面氢浓度较低时,氢对裂纹扩展影响很小,但是当裂纹表面的氢达到一定浓度时,会导致裂纹失稳扩展,造成严重的氢脆.     

复合材料层合板的三维非线性分析

本文提出了一种研究复合材料层合板壳三维问题的解析方法．该方法采用摄动方法和变分原理来满足三维弹性理论基本微分方程及限制条件，分析了受横向载荷作用的复合材料各向异性单层圆板及层合圆板的三维非线性问题．得到了高精确度的摄动级数解答．大量结果表明横向剪应力和横向正应力在层合板的三维非线性分析中是很重要的．