裂纹智能梁的三维有限元动力谐响应分析

采用面向结构健康监测应用的压电阻抗模型,对粘贴有压电片的含裂纹梁结构采用三维有限元技术进行了高频压电阻抗谐响应分析.利用通用有限元软件 ANSYS,建立由压电片-粘结层-含裂纹主体梁结构组成的耦合系统的三维有限元模型.并通过算例与振型叠加法和实验得到的结果进行了对比研究,验证了该模型的有效性和准确性.此外,还考察了有限元单元尺寸、振动模态、裂纹深度以及粘结层厚度对压电阻抗信号的影响.     

弹塑性断裂的内参量热力学分析 Ⅱ.弹塑性裂纹体的裂纹扩展

采用内参量热力学方法讨论弹性—理想塑性体的裂纹扩展,主要在下两方面有更进一步的理论分析。一是对弹塑性断裂力学中的各种能量关系作出了统一的整理,讨论了弹塑性裂纹体的裂纹扩展和塑性变形的驱动力与阻尼力,并给出了相应的过程准则表达式以及能用于弹塑性柔度标定的计算公式。二是以中心裂纹体为例,分析了裂纹扩展的热力学稳定性条件,明确弹塑性裂纹扩展的热力学稳定性的全局性条件是不能满足的,然后转而结合具体的极限势函数方程来讨论恒位移状态下满足稳定性的局域性条件的各有关情况,区分出裂纹失稳扩展—止裂、明显稳定扩展(撕裂)和缓慢稳定扩展三种情况,并举例给出了应变—裂纹长大和应力—应变的计算曲线。     

冲击疲劳裂纹扩展的偏折现象

考察了在冲击疲劳载荷下低碳钢试样表面裂纹扩展的偏折现象,结果表明,冲击疲劳裂纹扩展的微观途径是以ｚｉｇ－ｚｇｇ方式为主要特征的晶界、滑移带邻近裂纹间的相互作用是引起裂纹扩展偏折的三个主要因素。     

空间轴对称变形界面裂纹尖端的应力奇异性分析

假定位移场,并将位移势函数展开成一系列的特征函数,代入空间轴对称变形的基本方程,推得界面裂纹的特征值理论。把这一理论应用到单向增强的连续纤维复合材料上,建立了纤维断裂、基体开裂等模型下应力奇异性的特征方程,分析了界面裂纹尖端的应力奇异性。     

横观各向同性材料椭圆片状裂纹问题的新方法

严格从三维横观各向同性材料弹性力学理论出发,用超奇异积分方程的方法对椭圆类片状裂纹问题进行了重新研究.超奇异积分方程中的未知位移间断近似地表示为基本密度函数与多项式之积,其中基本密度函数反映了椭圆片状裂纹前沿应力场的奇异性.椭圆片状裂纹在均布载荷作用下,通过巧妙地引入椭球坐标系,进一步得到了未知位移间断的封闭解.使用这些近似封闭解和应力强度的定义,精确地得到了裂纹前沿Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型应力强度因子以及电位移强度因子的表达式.该结果与现有精确解完全一致.     

弹塑性断裂的内参量热力学分析 Ⅰ.线弹性裂纹体的裂纹扩展

本文在内参量热力学的理论框架内详细讨论了线弹性裂纹体的裂纹扩展问题。对线弹性断裂力学中所涉及到的各种能量关系作了统一的整理,其中包括Irwin的弹性能释放率——裂纹扩展力,Griffith的脆性断裂准则,以及Irwin-Kies的柔度公式和Paris的位移公式。本文以中心裂纹体为例,详细计算了裂纹扩展的稳定性,并区分恒载荷和恒位移两种情况,对材料断裂韧性测试中所遇到的失稳扩展,稳定扩展以及迸发现象提供了理论说明。     

Q345R钢的Ⅰ-Ⅱ复合型疲劳裂纹扩展行为

复合型疲劳裂纹前沿多轴应力状态不断变化,裂纹扩展路径的走向难于预测;然而裂纹扩展路径直接影响裂纹扩展速率,从而影响裂纹体剩余寿命的准确评估和结构的安全性。在分步加载下,采用不同厚度的Q345R钢非对称紧凑拉剪(CTS)试样,进行Ⅰ-Ⅱ复合型疲劳裂纹扩展行为的实验研究。采用二维光学定位测量系统,实时跟踪和准确定位裂纹前沿,计算疲劳裂纹扩展长度;利用动态材料疲劳试验机,可以自动记录加载循环次数;根据裂纹扩展长度与循环次数的关系,采用七点递增多项式拟合方法,可以得到相对应的裂纹扩展速率。实验结束后,采用高倍电子显微镜拍照,可得到清晰的Ⅰ-Ⅱ复合型疲劳裂纹扩展路径。实验结果表明:非对称CTS试样一直经历Ⅰ-Ⅱ复合型疲劳裂纹扩展,裂纹扩展路径不断发生改变,偏斜程度主要受到加载角度的影响;加载方向改变后,裂纹扩展路径有向外载荷垂线方向靠近或跨越的趋势,裂纹扩展速率迅速下降,表现为过载延迟现象。     

周期弹性平面裂纹探测的复变方法

利用复变函数的办法讨论一个周期平面弹性力学中的逆问题.应用第一基本问题应力函数的封闭解公式,证明了在已知主应力的情况下,裂纹的位置及其上面的应力分布可以由外边界上的应力分布探测出来.讨论了逆问题的稳定性和该逆问题的一些特殊情形.     

离散随机线性Markov切换系统的Stackelberg策略

讨论有限时域和无限时域情形下的离散时间随机线性Markov切换系统的Stackelberg博弈问题,应用极大值原理,分别得到有限时域和无限时域情形下的Stackelberg策略,并给出最优解的显式形式。最后给出了数值算例。更多还原     

混凝土坝裂纹扩展算法

混凝土建筑物中的裂纹扩展追踪计算是确定结构安全度的重要手段。本文提出用虚拟裂纹单元及断裂力学准则(应变强度因子)追踪和模拟裂缝初始断裂、扩展并最终导致破坏的过程,给出一条逐段扩展的裂纹线,本方法计算结果与某些混凝土坝实测资料及模型试验结果吻合较好。     

横观各向同性压电功能梯度旋转圆盘的三维解析解

从横观各向同性压电弹性力学轴对称问题基本方程出发,采用直接位移法将位移分量展开成径向坐标,的幂函数线性组合形式,其中含有7个待定的位移函数,它们是坐标z的函数,由基本方程导出关于位移函数的控制方程,结合相应的边界条件,可以积分得到位移函数,并确定积分常数,从而给出横观各向同性压电功能梯度旋转圆盘的三维解析解．并通过相应算例展示了一种特殊形式的压电功能梯度材料的梯度指标对应力场、位移场和电场的影响．     

悬臂磁电弹性梁自由端作用集中力问题的解析解

对磁电弹性材料构成的悬臂梁，在自由端作用集中力的弯曲问题按平面应力问题进行了研究．从横观各向同性磁电弹性体的三维基本方程出发，简化得到平面问题的基本方程，给出了用4个拟调和函数表达的4个特征根互异情况下的通解，进而以试凑法推导出了自由端作用集中力的悬臂磁电弹性梁的位移、电势、磁势、应力、电位移和磁通密强度的解析解，所得解易于理解、便于校对、形式简洁．最后，将计算结果与压电材料和弹性材料相应结果进行了分析、比较，发现应力σx和．Txz与材料常数无关，且与各向同性弹性梁结果一致；位移和电势受材料常数影响较大，而应力和电位移影响较小．所得结果为验证各种数值计算方法提供了参考依据．     

熔融玻璃基底上金薄膜的表面形貌

研究了沉积在熔融玻璃表面金原子的扩散和凝聚行为 .实验结果表明 ,金原子的凝聚过程具有明显的 3个阶段 :沉积在熔融玻璃表面的金原子先形成具有特征结构的网状薄膜 ;然后网孔破裂 ,凝聚成准圆形团簇 ;经无规扩散和凝聚 ,准圆形团簇最终组成大的分枝状凝聚体 .准圆形团簇的扩散系数为10 -7～ 10 -8cm2 ·s-1数量级 .实验结果表明 :熔融玻璃基底表面的金膜形貌随凝聚时间的变化而变化     

凸二次规划非精确不可行内点算法

提出了凸二次规划非确不可地内点算法，该算法使用的搜索方向仅需要达到一个相对的精度，这样的搜索方向可以通过krylov子空间迭代法得到，还分析了算法的全局收敛性，并对算法中非精确牛顿搜索方向的计算进行了讨论。     

推移质运动的动力学模型

近底水充中推移质的输称属于固液二相流问题,本文针对固相推移质具有的随机和力学双重特性,通过类似分子运动论中Boltzmann方程的推导方法,建立起推移质运动的控制微分方程,其中碰撞项主要考虑推移层颗粒与床面层颗粒的碰撞效应,据此获得推移质输移问题的固液二相流模型－－动力学模型,将推移质通量与所受外力联系起来,便于揭示推移质运动的力学本质,开辟推移质理论研究的新途径。     

橡胶增韧高聚物的动态断裂

采用冲击改性的高聚物对材料的断裂能在近瑞利波速Cr时减小的断裂行为进行了研究.设计了基于条带几何形状的实验装置用以探索这些高聚物在快速裂纹传播(RCP)时的脆性行为.发现沿着橡胶增韧聚甲基丙烯酸甲酯(RT-PMMA)的整个试样,尽管有的出现裂纹分叉甚至裂纹俘获静止,其宏观裂纹速度几乎恒定.当材料行为趋于加速裂纹时,临近Cr时断裂能减少,而当由于分叉使力学惯性效应趋于限制裂纹传播速率时,宏观裂纹速度稳定在大约αmb=0.6 Cr,其是RT-PMMA的宏观裂纹分叉速度.因此,对这种材料在宏观裂纹分叉速度时,实验断裂表面能及断裂表面韧性没有单一值.实际上,其宏观断裂表面能值随着失稳形态数目或无效裂纹分叉而增加.     

液体压力和体力作用下各向异性弹性楔形体分析

对于各向同性或特殊各向异性弹性楔形体,由于面内位移和面外位移不耦合,楔形体承受液体压力和体力时的应力场为经典的李维解。而对于一般各向异性弹性楔形体,通常面内位移和面外位移相互耦合。本文根据二维变形弹性体的Stroh理论,分析了液体压力和体力作用下一般各向异性弹性楔形体的应力场,并计算了复合楔形体的应力。     

新型噻吩基取代卟啉的合成及其荧光光谱研究

合成了两种新型噻吩基卟啉－5，15－二（2－噻吩基）－2，8，12，18－四乙基－3，7，13，17－四甲基卟啉7a（45．1％）和5，15－二（2－联噻吩基）－2，8，12，18－四乙基－3，7，13，17－四甲基卟啉7b(61.2%),并研究了它们的光谱性质，其中荧光光谱的最大发射峰蜂都在631nm处，量子产率分别为4．1％（7a)和1．4％（7b)。     

三值序列的特征检测及其产生

本文重新定义了三值序列的表述及其规范,根据三值序列特征检测及其产生电路含有模3乘2运算,本文提出了具有Q,2Q双轨输出的三值D型触发器,以简化相关电路的逻辑结构并减少延迟,本文还讨论了三值线性模和特征序列及相应的电路设计。