橡胶楔体与刚性缺口接触大变形分析

利用Ｋｕｏｗｌｅｓ与Ｓｔｅｒｎｂｅｒｇ提出的非线性弹性大变形应变能函数,对橡胶楔体与刚性缺口接触问题进行大变形渐近分析,推导了楔体尖端场的渐近方程,得到楔体尖端附近的应力应变场及应力的奇异性指数与橡胶楔体角度、刚性缺口角度及材料常数有关的表达式;楔尖附近同一半径上应力分量为常数,同时,利用非线性有限元理论编制了大变形有限元程序,考虑楔体尖端与缺口接触边界条件,计算得到了与分析解一致的结论,当缺口角     

橡胶楔体与刚性缺口接触的大变形分析

利用一种新的橡胶材料应变能函数，对橡胶楔体与刚性缺口接触大变形问题进行了分析。得到了接触尖点附近变形的奇异性特征，给出了奇异性指数与材料常数、橡胶楔体角度、刚性缺口角度之间的关系式。同时编制了大变形有限元程序，计算得到了与理论解一致的结论。     

有限变形下线弹性裂尖场的渐近分析

对有限变形下线弹性Ⅰ型裂纹场建立了无需分区的统一控制方程并进行了渐近分析, 利用“打靶法”得到位移场在物质描述与空间描述下的渐近阶次分别为3／4和1,Green应变、第二类P－K应力及Cauchy应力在物质描述与空间描述下的渐近阶次分数为－1／2和－2／3;对不同泊松比,裂尖有限变形线弹性场的位移均以UⅡ或u2为主导,裂纹张开角为π,现时构形中的大变形区为一垂直初始构形中裂纹表面的狭长带状区,应力则处于由σ22主导的单向拉伸状态,角分布函数U^-Ⅱ（0）及σ22^-(0)具有奇异性,但UL^-‘(Θ）／UⅡ^－‘(0)及σij^-(θ）/σ22^-(0)均趋于有限值。     

橡胶类材料大变形本构关系及其有限元方法

讨论大变形拟不可压缩模胶类材料的本构关系及有限元分析方法，采用乘法分解，将变形梯度表示成等容和体积变形两部分，在此基础上，推导了克希荷夫应力和格林应力表示的Ｙｅｏｈ形式应变能模胶类材料的本构关系及数值处理方法，为处理不可压缩问题，采用三场变分原理，其中静水压力，体积膨胀，以及位移均作为独立变量进行处理，并指出该变分原理同胡－鹫津广义变分原理的联系，变形采用相容等参插值，压力及体积膨胀采用低阶插值，     

纳米流体在伸/缩楔体上的MHD流动数值研究

对纳米流体在伸/缩楔体上的磁流体(MHD)流动进行了数值研究。首先,通过相似变换将控制偏微分方程转化为非线性常微分方程组;然后,利用Matlab软件,借助打靶法,结合四阶五常龙格库塔迭代方案进行数值求解;最后,详细讨论了各控制参数对无量纲速度、温度、浓度、表面摩擦系数、局部Nusselt数和局部Sherwood数的影响。结果表明,楔体在拉伸情况下只有唯一解,理论上不会出现边界层分离;而在一定收缩强度范围内存在双解,边界层流动在壁面处可能会出现边界层分离,壁面抽吸会使边界层分离推迟;楔体在拉伸情况下,磁场参数对表面摩擦系数的影响较大,对局部Nusselt数和局部Sherwood数的影响较小。     

基于有限变形理论的数值流形方法研究

原有数值流形方法通过积累每一时步的小变形而得到结构最终的大变形,然而,当结构发生大变形、大转动时往往产生较大计算误差. 针对该问题,从动量守恒方程以及应力边界条件的积分弱形式出发,引入流形方法的插值函数,建立了基于有限变形理论的数值流形方法. 通过对比改进前后流形方法的计算迭代格式,指出了原有流形方法计算大变形问题时的误差来源. 最后,通过大变形悬臂梁和旋转块体算例对有限变形流形方法进行了验证. 数值结果表明,改进后的流形方法能够很好地处理大变形大转动问题,消除了转动所带来的计算误差,其计算结果与解析解及ABAQUS 软件求得的数值解相吻合.      

橡胶材料双轴拉伸大变形力学性能实验测试方法研究

为准确测试橡胶材料双轴拉伸大变形力学性能,本文设计了适用于方形试样的双轴拉伸夹具,开发了基于图片识别的位移和应变测试方法,基于有限元计算设计了方形试样的几何结构和尺寸.采用所建立的实验方法,测试了硅橡胶在单向拉伸和不同双轴拉伸载荷比条件下的变形和名义应力-伸长率曲线.实验测试与有限元分析结果表明,采用本文所设计的实验方...     

大变形薄板多体系统的动力学建模

基于非线性弹性理论,考虑剪切应变和横向应变,用绝对节点坐标法建立了大变形矩形薄板的动力学变分方程;为了提高非线性刚度阵的计算效率,根据非线性刚度阵与广义坐标阵的函数关系式,在非线性刚度阵中分离出广义坐标阵,从而避免了每个时间步长的单元刚度阵的积分运算。在此基础上,引入运动学约束关系,建立了大变形薄板系统第一类拉格朗日方程,对重力作用下大变形二连板进行数值仿真。计算结果表明:随着薄板的柔度增大,低频的弯曲变形与高频拉伸变形的耦合愈加显著;此外,系统机械能守恒验证了该模型正确性。     

子午胎三维大变形有限元分析

本文将大变形理论应用于子午胎三维有限元结构分析,分析了充气轮胎在竖向加载条件下的位移场.应变场及应力场.计算结果与已有的实验资料相比较,是令人满意的.     

汽车结构的大变形动态相似准则及相似计算精度

以Buckingham Pi定理为基础,运用量纲矩阵法,导出了弹塑性大变形结构的动态相似准则,在此基础上,根据有限元不分块近似的基本思想及显式时间积分格式,比较了弹塑性大变形相似结构动力响应的相似计算与对每一个结构分别进行显式有限元计算所得结果的精度。为大变形接触问题的试验研究及动力响应的相似计算,奠定了新的基础。模型试验与相似计算实例表明,本文的相似准则正确,相似计算切实可行。     

集中力拉伸作用下的不可压缩橡胶类锥体

分析了受集中力拉伸作用下不可压缩橡胶类锥体尖端附近的应力分布及形变行为。给出了锥体尖端应力场的渐近解，当锥角为１８０°时，即为非线性的Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ问题的解。     

受热载荷两相材料界面端应力场的新型有限元分析

基于一种特殊有限元特征分析方法获得两相材料界面端奇异性应力和位移场数值特征解,据此开发了一种新型超级单元模型,用于分析热机耦合载荷作用下两相材料界面端的应力场.与机械载荷作用下超级单元模型的区别在于,该模型在能量泛函中考虑了热机耦合的影响,将应力场分为奇异项和非奇异项,而奇异性项又可分解为热致部分和力致部分.模型的有效性通过了经验解和传统有限元方法的验证;模型可以避免在界面端邻域网格高度加密,提高了计算速度,对于分析多奇异性点应力干涉问题有重要意义.     

锚胫侧倾角对拖曳锚在砂土中的下潜性能大变形数值分析

拖曳锚作为一种造价低、结构简单的系泊基础,在深海资源开发中得到了广泛的应用。拖曳锚的安装下潜性能与锚的自重、锚板厚度、锚胫与锚板夹角、土层条件等因素相关,锚胫对拖曳锚下潜性能的影响研究还不深入。提出了一种通过调整锚胫侧倾角来提高拖曳锚下潜性能的方法,并采用大变形有限元分析进行了验证。以MK5拖曳锚在砂土中的安装过程为例,分析了不同锚胫前倾角、锚胫侧倾角、拖曳锚密度、锚–土界面摩擦特性等因素对拖曳锚下潜深度的影响。结果表明,相较于传统的锚胫内倾的拖曳锚,拖曳锚锚胫直立以及向外侧倾斜时其嵌入深度有明显提高。

     

一种大变形曲壳单元

本文用壳中面节点的位移矢量和节点处壳中面单位法线矢量的矢端位移矢量构造了一种大变形曲壳单元,它是大变形曲壳单元的一般形式,能包括已有的大变形曲壳单元,且公式最简单,计算中采用的载荷增量或位移增量可以很大。     

有初始几何缺陷的壳体弹塑性大变形分析

本文在等温小变形弹塑性内时本构方程偏量形式的基础上，导出了适用于大位移、大转动、小应变分析的弹塑性内时本构方程，进一步推导出了带有初始几何缺陷的非线性弹塑性问题的有限元方程，可用于分析缺陷对结构非线性弹塑性反应的影响，也可用于带缺陷的非线性问题求解及稳定性分析．     

APPLICATION OF THE DIGITAL MOIRE METHOD IN FRACTURE ANALYSIS OF A CRACKED RUBBER SHEET

This paper deals with the mode I crack problem of a cracked rubber sheet under plane stress condition using the delicate digital moire technique. Through the four step phase-shifting method of automated fringe analysis, the displacement fields in the Cartesian coordinate system are given. By the coordinate-transform equation, the radial and circular displacement distributions in the polar coordinate system are obtained. The displacement isoline distributions and displacement vector distributions near the crack tip are discussed. The strain isoline distributions near the crack tip are also analyzed in this paper. Finally, the distribution rules for the mechanical fields near the crack tip are discussed with the sector division method.     

金属基复合材料单向和循环变形行为的数值模拟研究

利用晶体细观力学模型，依据组元材料的单晶体变形性质，以Ａｌ－Ａｌ２Ｃｕ自生复合材料为模型材料，用数值法模拟其拉伸和循环拉伸变形过程，得到了与有关实验结果相符的应力－应变曲线，研究了增强相间距和循环加载过程对复合材料变形行为的影响，通过考虑变形过程中组元相及其界面的应力分布规律，分析研究了循环变形过程中基体Ｂａｕｓｃｈｉｎｇｅｒ效应对于复合材料微观变形与损伤机制的作用，结果表明，晶体细观力学模拟计算     

一种求解粘弹性大变形问题的时域分段展开算法

摘要： 利用展开技术,提出一种求解粘弹性大变形问题的时域分段自适应算法,建立了显式递推格式的Update-Lagrange有限元求解模式,只需在初始时刻迭代求解一个瞬时弹性大变形问题,其它时段均不需迭代计算,并可通过展开阶数对计算精度的控制,实现时域的自适应计算,数值算例表明所提算法可行有效。     

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讨论由一类超弹性材料—Blatz-Ko材料所组成的薄壁圆管在内压力作用下平面有限变形问题,得到了管径变化与内压力之间的解析关系．