圆柱壳在静水压力作用下弹性屈曲的简化计算公式

圆柱壳在静水压力作用下发生弹性屈曲时,它的临界压力的计算公式最早是米赛斯(Von Mises)提出的。文献[2]曾将此公式进行了简化,建议了简化计算公式。文献[3]将二者进行了比较,表明在壳体较短或较厚时,文献[2]的公式与米赛斯公式结果有较大的误差。为了缩小简化计算公式的误差,本文建议了一个新的简化计算公式,通      

理想弹塑性材料中Ⅲ型裂纹扩展的理论阻力曲线

用复变函数中的Cauohy积分公式求出了理想弹塑性材料中小范围屈服条件下Ⅲ型裂纹准静态扩展时裂纹线上塑性区尺寸x_p与应力强度因子K_m的关系式。利用这个关系式将Rice[1]根据临界塑性应变准则建立的x_p(l)的积分方程,l为裂纹扩展量,化为阻力曲线K_R(l)的积分方程.采用文献[2]中的方法得到K_R(l)在不同临界塑性应变下的数值解.结果表明K_R随l的增加而单调增加.最后达到裂纹准静态定常扩展所需要的常数值.     

非稳态蠕变裂纹断裂力学参量的工程分析方法

推广弹塑性断裂力学的EPRI工程分析方法用于蠕变裂纹分析,建立了弹性-幂律蠕变材料裂纹体在非稳态蠕变条件下的J积分、C积分和载荷线位移的工程估算公式。以受均匀拉伸的平面应变单边裂纹板为例,对若干种典型的时间相关载荷,与有限元解进行了比较,结果表明,工程估算公式具有相当高的精度。     

极性材料的热弹性力学

本文在文献[1]、[2]、[3]、[5]、[7]的基础上,讨论了线性耦合下,极性材料三维热弹性力学的能量方程、熵生成定律、耗散函数、Fourier热传导方程和它的变分原理。     

高温弹塑性的三维有限元分析

1.基本公式建立高温弹塑性的非线性本构方程,是以文献[1],[2]为理论基础;认为应力依赖于温度,而温度不受应力变化的影响。在热载荷和机械载荷的作用下,材料的总应变将包括弹性、塑性和温度应变,即     

中低强材料弹塑性高周疲劳裂纹扩展速率的研究

本文通过对LY12R铝合金中心裂纹拉伸(CCT)试件、紧凑拉伸(CT)小试件和30CrMnSi钢CT试件的试验,验证了测试中低强材料高周疲劳裂纹扩展速率时,可用单一参量J积分范围△J来描述疲劳裂纹从线弹性到弹塑性条件下的扩展速率da/dN,即da/dN=c(△J)~v。在计算△J时,采用了解析式计算法,使试验程序和数据处理都得到了一定程度的简化。在测试方法上,采用了ASTM E647—78T中的各项要求和程序,除取消试件满足线弹性条件的几何尺寸限制外,仅增加对计算△J的标定试验。因此,从方法上来说,可以看作是ASTM E647方法的一个补充。     

J积分能量释放率定义的一个新证明方法

J积分能量释放率定义是断裂力学的一个教学内容,文献[1]中对此已作了很好的证明。但是,在国内一些自编的教材中,对此问题似乎介绍得不够简捷。此外,在[2]中,这个问题的证明也相当麻烦。这一问题从数学分析的角度看就是,当自变量变化时,一个定积...     

表面裂纹蠕变分析的蠕变线弹簧模型方法

鉴于用通常的数值方法分析三维蠕变裂纹问题的困难,提出了一个三维表面裂纹蠕变断裂力学参量分析的蠕变线弹簧模型方法,并在非稳态蠕变条件下的位移、裂纹尖端J积分和C积分的工程估算公式及弹塑性线弹簧模型的基础上,建立了蠕变线弹簧模型方法的有关基本方程．具体分析计算了受均匀拉伸表面裂纹平板的J积分和C积分,并与三维有限元解进行了比较,其结果吻合良好．研究结果为进一步研究三维表面裂纹的蠕变扩展及寿命预报提供了基础．     

圆板弹塑性弯曲的简单样条积分方程法

提出了圆板弹塑性弯曲的简单样条积分方程法.以径向转角作为未知量建立积分方程并结合B样条函数进行求解.这一方法具有域积分容易处理、精度高和计算简单的优点.计算结果表明本文解与文[2]解吻合良好.     

有限应变弹塑性问题的泊松比

<正> 在弹塑性问题中一般设弹性时体积是可压缩的,泊松比 v_(?)在1/3到1/4之间,而塑性变形的体积是不可压缩的,取泊松比为1/2.在计算时,为简化起见还常因弹性应变部分只占总应变很小一部分而干脆统一取泊松比为1/2.在从弹性逐渐发展到弹塑性变形的过程中,泊松比将从 v_θ逐渐趋向1/2,如文献[1]中所示.不过该文采用的是工程应变,容易引起误会.例如     

截面含切口圆柱体自由扭转的弹塑性分析

对于截面含切口圆柱体的弹塑性自由扭转问题的分析,可按受力特点分为三个阶段:全弹性阶段、全塑性阶段和弹塑性阶段.每一阶段对应的分析方法不同,其中,在全弹性阶段可以采用有限差分法分析;在全塑性阶段可以按沙堆比拟的方法采用等倾曲面模拟;弹塑性阶段可以结合上述两种方法的结果和思路进行分析.利用差分法可以求出自由扭转截面内各离散点应力函数φ的数值解.本文推导了自由扭转的应力函数φ与J积分之间的关系,得出了自由扭转的应力函数与Ⅲ型裂纹的J积分之间的关系式.数值计算结果验证了本文方法的有效性和精确性.     

基于非J控制扩展的安全评定方法

本文研究了非J控制扩展条件下,材料符合塑性增量理论的断裂参量(?)_1积分;并由高玉臣和黄克智的解和(?)_1积分建立了断裂评定参量裂纹尖端张开角CTOA的理论表达式,在详细弹塑性有限元计算和大型CT试件的裂纹扩展过程实测的基础上,建立了非J控制扩展条件下的弹朔性断裂的安全评定方法。     

Ⅰ积分和弹塑性断裂准则

本文提出了一个与路径无关的新积分,这个积分命之为Ⅰ积分,Ⅰ积分对任何塑性材料都有明确的定义,并且是一个与积分区域无关的不变积分,它可作为裂纹顶端弹塑性扬的平均度量。本文同时证明Ⅰ积分等于裂纹扩张力。因此,Ⅰ积分可以作为弹塑性断裂准则。      

J_R曲线测试方法

1.前言试验表明,含裂纹韧性板材,从裂纹起始扩展到失稳扩展都处在弹塑性状态下,此时,线弹性断裂力学的参数应力强度因子K已失效。为合理估算含裂纹韧性板材的抗裂能力,需要研究合适的参数,并测定用该参数表征的材料抗裂特性。Rice,Hutchinson和Paris,Shih等对J控制裂纹扩展的条件进行了系统的研究,建立了扩展裂纹的J积分判据     

求解Ⅰ型裂纹构元J积分的半解析方法

表征裂纹尖端应力应变场程度的J积分是一个定义明确、理论严密的弹塑性断裂力学基础参量.目前J积分的计算主要是依靠塑性因子法和有限元法,但对各类裂纹构元获得J积分以及载荷-位移关系的解析公式以实现材料断裂韧性理论预测和材料测试是断裂力学的重要和困难的任务.以J积分为参量的材料断裂测试中应用最广的是Ⅰ型裂纹试样的断裂韧性测试.本文在平面应变条件下,针对断裂韧性测试中使用的6种Ⅰ型裂纹构元,基于能量等效假设,提出了J积分-载荷和载荷-位移的工程半解析统一表征方法,进而结合有限元分析的少量计算获得J积分-载荷和载荷-位移关系的半解析公式待定参数.分析表明,6种Ⅰ型裂纹构元的J积分-载荷和载荷-位移统一公式的预测结果与有限元结果吻合良好.新提出的J积分-载荷工程半解析公式包含了材料的弹性模量、应力强度系数和应变硬化指数,能够广泛适应不同的材料,且运用该公式能够方便获取任意载荷点对应的J积分值.应用新方法可便于获得各类Ⅰ型裂纹构元的J积分-载荷和载荷-位移工程半解析公式.     

求解I型裂纹构元J积分的半解析方法

表征裂纹尖端应力应变场程度的J积分是一个定义明确、理论严密的弹塑性断裂力学基础参量. 目前J积分的计算主要是依靠塑性因子法和有限元法,但对各类裂纹构元获得J积分以及载荷-位移关系的解析公式以实现材料断裂韧性理论预测和材料测试是断裂力学的重要和困难的任务. 以J积分为参量的材料断裂测试中应用最广的是I型裂纹试样的断裂韧性测试. 本文在平面应变条件下,针对断裂韧性测试中使用的6种I型裂纹构元,基于能量等效假设,提出了J积分-载荷和载荷-位移的工程半解析统一表征方法,进而结合有限元分析的少量计算获得J积分-载荷和载荷-位移关系的半解析公式待定参数. 分析表明,6种I型裂纹构元的J积分-载荷和载荷-位移统一公式的预测结果与有限元结果吻合良好. 新提出的J积分-载荷工程半解析公式包含了材料的弹性模量、应力强度系数和应变硬化指数,能够广泛适应不同的材料,且运用该公式能够方便获取任意载荷点对应的J积分值. 应用新方法可便于获得各类I型裂纹构元的J积分-载荷和载荷-位移工程半解析公式.      

多层半无限弹性体在圆形荷载作用下的解析解

本文提出了分层求逆子阵的方法,成功地解决了多层半无限弹性体,当层间接触条件不一致时,在圆形荷载作用下的弹性理论解。用本文提出的方法分析三层弹性体,所得到的结果与文献[1]完全一致。     

关于弹性扁壳边界补充条件问题

文献[1]曾提出了确定四边简支矩形底扁壳边界应力函数的计算公式,此公式实为文献[2]所称的四边简支情形的补充条件。文献[2]在提出扁壳的广义变分原理的同时,利用此原理解决了许多扁壳边界问题,导出了比较广泛的扁壳边界补充条件,其结果我们曾在实际工作中有效地应用过。现在本文提出一个求扁壳边界补充条件的结构力学方法,此法简明、直观,而且适用于各种边界情形。     

楔形杆中弹塑性波的一种渐近展开式

据我们所知,楔形杆中弹塑性波尚未有很好的分析方法。对弹性波有文献[1,2]等,其中文献[1]研究了圆锥壳轴向撞击的波动问题,发现楔形杆是其很好的近似,故后者的研究对圆锥壳具有重要意义。文中采用拉氏变换方法求得两种特殊情况下(波阵面和冲击端附近,的渐近解,而一般情形下的解未能得到。也有人用WKB方法讨论了类似问题,但仅限于波长很短的情形,局限性很大。另外,文献[5]用正则摄动法研究了楔形杆的自振问题。 本文针对楔形杆(和圆锥壳)的特点建议了一种渐近展开式,并求解了弹性波和弹塑性波问题,并与其他一些方法及其结果进行了比较。     

带单裂纹弹性半平面问题的几个解答

在论文[1]的基础上,文中提出了弹性半平面多裂纹问题的一个基本解。利用基本解和迭加原理,文中得出了弹性半平面多裂纹问题的Fredholm积分方程组。文中还给出了弹性半平面单裂纹问题的5个算例和解答。