SHPB实验中试件内早期应力平衡分析

分析了影响SHPB实验试件中早期应力平衡的外部因素,如光滑入射波及其上升时间、压杆波阻抗及压杆与试件横截面积之比等。研究结果表明,当用传统的SHPB装置产生的入射波加载试件时,宜采用与试件波阻抗接近的压杆;在相同的试验条件下,直径较大的试件,其内部应力达到均匀分分布的状态快于小直径的试件,最后给出了改善试件早期应力均匀性的方法。     

小问题

《小问题》栏欢迎来稿出题(请自拟题目或注明题目来源),题目及解答请寄清华大学工程力学系《小问题》组,采用后将致薄酬. 353.图1所示宽度b=100mm,厚度δ=15mm的平板,中心需钻一圆孔.板件承受轴向载荷F=43kN作用,许用应力[σ]=100MPa.试用计算机程序确定孔径的     

轴向冲击载荷作用下锥壳中弹性应力波传播的计算和实验研究

本文利用有限元分析和模型实验研究了在轴向冲击载荷作用下,锥壳中弹性应力波的传播、计算和实验结果表明,结构中存在着弹性纵波和弹性弯曲波的传播,它们传播的速度各不相同,使壳面承受不同的应力状态;讨论了纵波和弯曲波随壳面的衰减;实验指出,由于边界的影响,即使纵波的反射也会产生新的反射弯曲波沿锥面传播。     

运动载荷下的三维裂纹应力强度因子

本文分析了无界弹性体中含一半平面一裂纹， 在裂纹面上受运动的复型冲击集中载荷的三维应力强度因子历史。求得了Ⅱ、Ⅲ型复合强度因子精确解。求解方法基于积分变换法、Ｗｉｅｎｅｒ－Ｈｏｐｆ技术以及Ｃａｇｎｉａｒｄ－ｄｅ Ｈｏｏｐ变换。本文还给出了若干数值结果并对解的性质进行了一些讨论。     

自平衡独轮滑板车的动力学分析

本文讨论自平衡独轮滑板车的动力学原理。将滑板车简化为由带骑手的车架和车轮组成的双刚体系统。基于动量矩定理列写车轮纯滚动条件下的动力学方程。对滑板车加速减速和转弯的动力学过程,以及骑手的直立稳定性给出理论解释。导出由控制系统保证的滑板车自平衡过程的稳定性条件。     

轴向瞬间阶梯载荷下圆柱壳动力屈曲的双特征参数分析

对于轴向瞬间阶梯载荷下圆柱壳的弹性非轴对称动力屈曲问题，将临界应力和屈曲惯性项指数参数作为双特征参数求解。由能量转换和守恒准则，导出压缩波阵面上的屈曲变形附加约束条件。失稳控制方程、边界条件和波阵面上的连续条件，连同此附加约束条件构成求解两个特征参数和动力失稳模态的完备定解条件。由伽辽金法得出求解双特征参数问题的数值方法。     

岩石SHPB实验加载过程中应力平衡问题分析

运用一维应力波理论,分析了弹性应力波在分离式Hopkinson压杆(SHPB)实验中的传播过程,推导出试件和压杆中应力分布相关计算公式。探讨了有关因素对试件应力平衡时间的影响规律,发现试件应力平衡时间受试件/压杆广义波阻抗比和入射加载升时的影响显著,而不受试件/压杆截面积比和入射加载应力幅值的影响。结合岩石SHPB实验,计算分析了不同入射加载应力幅值在不同入射加载升时情况下,试件达到应力平衡时的应变变化特征,并提出了降低试件在应力平衡时的应变控制方法,使试件在未达到断裂应变之前达到应力平衡,以保证实验的有效性。得出的结论对岩石类脆性材料SHPB实验方案设计具有一定的参考意义。     

梁在重力作用下的弯曲问题

本文用应力函数解法，得到了梁在重力作用下的弯曲问题的解。研究表明：具有纵向对称截面的梁，在重力作用下的弯曲问题最终归结为寻找满足一定边界条件的两个平面应力函数，一个为调和函数，另一个为重调和函数。文中通过实例介绍了求解方法。     

DECAY RATE OF SAINT-VENANT END EFFECTS FOR PLANE DEFORMATIONS OF PIEZOELECTRIC-PIEZOMAGNETIC SANDWICH STRUCTURES

This paper is concerned with the decay of Saint-Venant end effects for plane deformations of piezoelectric （PE）-piezomagnetic （PM） sandwich structures, where a PM layer is located between two PE layers with the same material properties or reversely. The end of the sandwich structure is subjected to a set of self-equilibrated magneto-electro-elastic loads. The upper and lower surfaces of the sandwich structure axe mechanically free, electrically open or shorted as well as magnetically open or shorted. Firstly the constitutive equations of PE mate- rials and PM materials for plane strain are given and normalized. Secondly, the simplified state space approach is employed to arrange the constitutive equations into differential equations in a matrix form. Finally, by using the transfer matrix method, the characteristic equations for eigen- values or decay rates axe derived. Based on the obtained characteristic equations, the decay rates for the PE-PM-PE and PM-PE-PM sandwich structures are calculated. The influences of the electromagnetic boundary conditions, material properties of PE layers and volume fraction on the decay rates are discussed in detail.     

THE EIGENVALUE PROBLEM AND SAINT-VENANT DECAY RATE FOR A NONHOMOGENEOUS SEMI-INFINITE STRIP

The eigenvalue problem about a nonhomogeneous semi-infinite strip is investigated using the methodology proposed by Papkovich and Fadle for homogeneous plane problems. Two types of nonhomogeneity are considered： （i） the elastic modulus varying with the thickness coor- dinate x exponentially, （ii） it varying with the length coordinate y exponentially. The eigenvalues for the two cases are obtained numerically in plane strain and plane stress states, respectively. By considering the smallest positive eigenvalue, tile Saint-Venant Decay rates are estimated, which indicates material nonhomogeneity has a signifcant influence on the Saint-Venant end effect.     

一种新的应力率定义

本文研究客观应力率的定义及表示,在放弃了客观应力率形式上的对称性以后定义了一类广义的非对称的客观应力率。从Cauchy应力原理出发,通过构造应力向量形式上和变形及变形率无关的客观导数,得到两种形式的应力率;它们表示作用在参考构形中单位物质面元应力向量的真实变化,这样就消除了应力率定义中的不确定性。用新应力率对次弹性体简单剪切进行了计算,得到的应力不振荡,且满足超弹性正应力-剪应力普适关系。     

带边框承重墙板的应力分析

本文讨论周界用边框加固的承重墙板局部应力集中现象和整个应力分布情况.所用方法是以满足板的双调和方程为基础,运用最小余能原理,达到板与框架的位移协调一致.     

高速铁路隧道缓冲结构气动载荷与结构应力特性分析

高速列车通过隧道时,会引起车隧气动效应.在隧道洞口设置缓冲结构是简便有效的应对措施之一.而缓冲结构一般设置在隧道洞口,列车通过隧道产生气动载荷对该结构的影响也不容忽视.本文采用数值方法,利用Ansys软件的workbench模拟平台,对列车通过隧道产生的气动载荷作用在顶部单开口缓冲结构上的压应力变化进行模拟.研究结果表明:气动载荷所引起的结构附加应力作用明显.当行车速度为350 km/h时,附加应力可以达到80 kPa,而缓冲结构开口周围成为气动载荷附加应力集中区.对于双线隧道,近车壁面与远车壁面的附加压应力规律一致,但近车侧应力值要大于远车侧.与压力波在隧道内的传播特性类似,气动载荷所引起的附加压应力具有往复传播特征.另外,对顶部缓冲结构开口附近出现附加应力集中的原因进行了分析,确定缓冲结构形式是引起应力集中的决定因素.以上结论对隧道洞口缓冲结构的设计及安全巡查具有一定的指导意义.     

对称荷载作用下半圆盘的应力分析

本文应用双极坐标系中的弹性力学相容方程,获得了受对称荷载作用且τξη=0情况下半圆盘的应力解答。运用所得公式,分析了预应力钢丝缠绕式压机中半圆盘形梁等实例。     

A NUMERICAL ANALYSIS OF THREE-DIMENSIONAL THERMOELASTIC STRESS WAVE PROPAGATION PROBLEM

This paper is concerned with the numerical technique based on the method of character-istics for three-dimensional dynamic thermoelastic problems. A numerical example for the three-di-mensional stress wave propagation in a thermoelastic bar of square cross section subjected to both animpact loading and a thermal shock is presented.     

纤维端部的界面裂纹分析

基于弹性力学空间轴对称问题的通解,研究了短纤维增强复合材料中纤维端部的轴对称币形和柱形界面裂纹尖端的应力奇异性,得到了裂纹尖端附近的奇异应力场．研究结果表明,这两种轴对称界面裂纹尖端的应力奇异性相同,并且与平面应变状态下相应模型的应力奇异性一致,材料性能对裂纹尖端附近奇异应力场的影响可用三个组合参数描述     

用Westergaard应力函数求解I-II复合型平面裂纹问题的研讨

直接获得I-II复合型平面裂纹问题裂纹尖端区域的应力场是一个比较复杂的问题,在此应用Westergaard应力函数求解I-II复合型平面裂纹问题,导出了裂纹尖端区域应力分量的表达式。该方法推导过程简单,物理概念清晰,其结果与一般断裂力学教材和文献中的结果一致。同时,应用叠加原理将裂纹面上的作用力转化为裂纹外边界的受力,给出了解决裂纹面上有作用力的I-II复合型平面裂纹问题的解题方法。