弹性基础上无缝轨道应力分析的半解析法

从钢轨应力分析的要求出发,提出了弹性基础上开口厚壁杆的半解析计算方法.轨道截面上沿纵向的正应力分为弯曲正应力和约束扭转正应力,弯曲正应力可以根据弹性基础梁的弯曲理论求得,而约束扭转正应力将采用本文的半解析方法.把钢轨的横截面离散为有限单元,将位移(z方向)解表示为横截面上一个离散的数值函数(称为拟扇性坐标ω(x,y))与长度方向上的解析函数相乘的形式.用最小势能原理求解横截面上拟扇性坐标ω的有限元解和长度方向上解析函数表达式.以75kg钢轨为算例,计算了ω、-((e)ω)/((e)x) y和x-((e)ω)/((e)y)的结果,通过它们可以进一步计算钢轨中的约束扭转正应力和截面上的剪应力.     

复杂结构满应力设计的浮动应力指数法

1. 前言满应力设计是一种比较简便而有效的结构优化设计方法,工程技术人员易于掌握,计算效果也不错,目前在实际工程中应用较多。对于桁架结构的满应力设计,已经有一个简便而有效的计算方法,即应力比法,但对于比较复杂的结构,目前还缺乏     

弹性基础梁纵横弯曲的循环微分辅助函数

弹性基础梁纵横弯曲问题的计算十分繁杂.一般是先从平衡微分方程式求得挠度曲线方程,再由弹性基础梁的支承条件确定积分常数,最后对弹性基础梁的弹性曲线方程进行逐次微分求得弹性基础梁的转角、切力和弯矩.在这个演算过程中,须对梁弹性曲     

贮油沉箱结构温度应力计算分析

本文采用了子结构分析方法对工程中贮油沉箱结构进行了温度应力的计算分析,文中给出了多级子结构的调用关系,计算中考虑了多种荷载工况,对于夹层混凝土刚度变化对结构温度应力分布的影响作了分析研究。     

有限元表面应力计算

用有限元[1]通用程序进行结构计算时,最常用的是位移法,因而计算得到的位移有较高的精度。由位移计算应力时,有限元法应用的是应力-应变关系和应变-位移关系,其中应变-位移是微商关系。在数值计算中,微商只能转化为差商等用插值近似处理。这样,虽然位移精度高,但应力的计算精度就被大打折扣。本文应用弹性力学辛体系理论[2],解析求解了位移和应力的影响函数。利用有限元程序计算得到的位移,由功互等定理,不需要微分插值,就可以得到指定点的应力,应力精度大大提高。工程实际中有许多问题的最大应力往往发生在构件表面。针对表面应力问题,本文给出了半平面表面应力的影响函数,进行了数值算例计算。计算结果表明,用本文提出的影响函数法求解一点的应力,其精度明显提高,并且计算结果有很好的稳定性。用本文的影响函数法编制成子程序,可作为有限元软件应力计算的一个模块,可以更好地发挥有限元程序的功效。     

略论现行材料力学教材中的冲击问题

受冲击构件在工程上是普遍常见的,但冲击现象很复杂,构件中冲击应力的计算一般来说是比较困难的.目前,在一些广泛流行的材料力学教材中对这一问题的处理大多采用近似的所谓能量法,按着这一处理方法,受冲构件被视为弹簧,它可以代表一个梁、杆     

混凝土薄壁箱梁温度效应的变分解

在迄今所修建的混凝土箱梁桥中,不论是其施工阶段或运营阶段,箱梁上均存在较为普遍的开裂现象,造成这一现象的原因之一可能是现有箱梁温度应力的计算方法一般沿用的是工字型截面梁的计算方法,即没有考虑箱梁顶板的横向变形所导致的影响。本文基于"等效荷载法"采用能量变分法原理对等截面矩形箱梁的温度应力进行了详细的分析和理论推导,并编制了相关计算程序,其算例分析结果与ANSYS计算结果吻合较好,表明了本文方法的正确性。同时分析结果表明,箱梁在梯度温度作用下,按常规方法计算出的纵向拉应力要小于采用本文方法的计算结果,两者相差最大可达28.2%,且在顶板下缘其横向拉应力与纵向拉应力相当,因此在设计中不考虑其横向效应是偏于不安全的,应予以充分重视。     

略论现行材料力学教材中的冲击问题

<正> 受冲击构件在工程上是普遍常见的,但冲击现象很复杂,构件中冲击应力的计算一般来说是比较困难的.目前,在一些广泛流行的材料力学教材中对这一问题的处理大多采用近似的所谓能量法,按着这一处理方法,受冲构件被视为弹簧,它可以代表一个梁、杆     

获取光弹性全视场n+(1/4)级和n+(3/4)级等差线的方法

经典的光测弹性力学,均推导有出现整数级和半级等差线条纹的理论公式,从而成为光弹性试验观测、计算结构应力的重要依据。但是,在实际的光弹试验的全场分析中,常感到此种条纹数的不足。特别是发展到今天,大量的三维应力工程问题中,往往在三向切片上的条纹甚少,有相当的部位根本没有等差线通过,而造成计算分析上极大的困难。因而如何加密等差 ...     

应用通用权函数法计算热机载荷作用下三维界面裂纹的应力强度因子

热机载荷共同作用下双材料、复合材料中的裂纹扩展往往发生在界面处,并且工程中实际遇到的裂纹大多数是三维裂纹,传统的求解热冲击及机械载荷共同作用下界面裂纹应力强度因子的数值方法如有限元、边界元法计算量大,计算效率低。由于通用权函数仅仅与裂纹体的几何形状有关,与载荷、时间无关,求解应力强度因子时避免了反复的应力分析,计算效率大大提高, 通用权函数法非常适合计算复杂冲击载荷下应力强度因子分布的过渡过程。根据Betti互易原理,本文推导出了三维界面裂纹问题通用权函数法的普遍表达式,并给出了热机载荷共同作用下三维界面I型、Ⅱ型和Ⅲ型裂纹问题通用权函数法的有限元格式. 通过实例计算比较,表明此方法得到的结果可以达到满意的工程应用精度。     

锥颈法兰的应力分析

法兰是容器及管道连接中的重要部件。目前,工程上广泛采用的应力分析法是Taylor-Waters法[1]。用该方法计算锥颈法兰的应力时,可以直接查阅大量的表格和图线,但该方法忽略了内压对法兰所产生的影响,并假定锥颈...     

不同拉压模量连续梁的解析解

拉压不同模量的材料在工程中应用很广,特别是近几年发展起来的复合材料都具有明显的拉压不同模量性质.本文对复杂应力状态下不同模量连续梁提出了中性轴判断定理,并用分段积分方法推导出不同模量结构的中性层计算表达式及应力的解析解.通过对实例的计算及分析,得出不同模量与经典力相同模量两种方法在结构应力计算上的差异,最后提出对该类结...     

用应力杂交有限元法计算平面及轴对称热应力问题

1.问题的提出有限单元法作为一种有效的计算手段已广泛地应用到许多不同的领域和工程实际问题中。而有限元位移法以其简便的计算格式和明了的力学意义,在有限元法里起了主导作用,但大量计算实践表明,用位移法求问题的应力分量,其结果是不太理想的,特别是近年来,随现代技术中热过程的温度及速度增加的影响,热应力问题常常发生在机器制造、航空、冶金、建筑业和其他部门。但由于问题的复杂性,它们     

泊松系数对用光弹性法确定应力强度因子的影响

光弹性法确定应力强度因子的概念是 G.RIrwin 在1950年提出的,之后,特别是七十年代以来,许多人进行了这方面的研究,使这一方法由最初提出的求解二维静态 K_1的方法发展成为能解决三维静态 K_Ⅰ,K_Ⅱ,K_Ⅲ和二维动态 K_1,K_Ⅱ的方法。由于工程上常见的复杂三维裂纹体的应力强度因子用计算方法求解的困难,三维光弹性确定应力强度因子的方法就更具有吸引力了。然而,在用三维光弹模型确定工程结构的应力强度因子时还存在一个不符合相似准则的     

基于应变计观测数据的混凝土温度应力解析

混凝土温度应力测定一直是人们致力解决的科学难题.本文根据振弦式混凝土应变计的工作原理,提出了基于混凝土应变计观测数据的温度应力计算公式,并采用电热带给试件直接施加温度作用的方法,模拟弹性约束条件进行了温度应力试验测定,确定了计算公式中温度应力修正系数与温度变化的关系.研究结果表明,振弦式混凝土应变计可以用来测定均匀温度作用产生的温度应力,根据本文提出的计算公式得到的温度应力计算值与实测值吻合良好.     

基于结点应力误差估计的自适应网格划分

提出了基于结点应力误差估计对围绕该结点单元进行自适应网格划分的新方法。首先建立了基于2-范数的结点应力误差估计方法,然后在引入误差在各结点内等分布假定的基础上,给出了基于结点应力误差估计的自适应网格划分策略。最后结合工程实际中对高应力区结点应力的精度需要,给出了考虑结点应力大小的误差分配方案和相应的自适应网格划分方法,从而既对高应力区进行了网格优化,又兼顾了数学意义上误差较大的区域,更符合工程实际要求。算例计算结果表明,本文的方法是可行、有效的。     

各向异性弹性体中矩形孔边缘应力分布

推导了各向异性平面弹性体中矩形孔洞边缘的应力分布公式并给出了数值计算结果。工程中会遇到矩形孔洞的问题，而矩形孔导致的应力集中增加了工程问题的复杂性。目前尚没有简单实用的公式计算矩形孔在各向异性体中应力的分布。本文采用复变函数保角变换的方法推导了矩形孔边缘的应力公式。在利用本文给出的方法，可以计算矩形孔在不同性质的各向异性材料中，承受任意的双轴荷载下孔边缘的应力分布情况。     

一种计算应力强度因子的奇异元

1 引言众所周知,裂纹尖端是一个应力奇异点,用有限元法计算裂纹尖端的应力强度因子迄今已有多种方法,但这些方法在不同程度上都存在着某些缺陷.文献[1]对国内外研究者在这方面的工作进行了介绍和评述,作者指出:“最有意义的工作是利用等参元获得有适合要求的奇异性的形函数的这一类方法”.为此,本文提出一种计算平面裂纹线弹性应力强     

模拟冻-融过程的热-水-应力耦合模型及数值分析

考虑低温条件下出现水-冰相变并有潜热产生的特点,将所开发的热-水-应力耦合模型及其二维有限元程序作了改进,使之可用于岩土体冻融问题的分析.并以Neaupane等的岩石室内冻一融试验为对象进行了数值模拟,将计算、试验和Neaupane的计算中所得的岩石试样上特定点的温度-时间曲线、温度-径向应变曲线作了对比,看到三者的接近程度较好,同时考察了本计算所得的一个岩石试样中不同时刻的温度、位移及应力分布,得出了若干结论.     

用光弹性冻结法分析过盈配合的应力

工程上经常利用过盈配合的方法来传递力或力矩。对于过盈配合段较长的轴,其距两端面较远的中间部分的应力计算问题,可用组合的厚壁筒理论来解决。但在套筒的两个端面附近的应力分析,以及套筒或轴是变截面(包括连续变化和局部突变等情况)的或过盈配合段较短等等比较复杂的情况的应力分析,看来要借助于实验方法来解决。光弹性冻