温度场下厚壁圆筒多裂纹的应力强度因子K_1

本文用J积分法研究厚壁圆筒的热应力多裂纹问题,并与位移法、应力法比较,其结果是满意的.作者编制的程序还可用于机械力和温度场下其他平面问题中的应力强度因子的计算.     

一种散体材料SHPB被动围压试验体应力修正方法

本文利用有限元仿真给出了一种修正方法，并用数值仿真和试验验证了该方法的可靠性。研究表明:散体材料SHPB被动围压试验中，试样厚度远小于厚壁圆筒长度时，端部效应会导致厚壁圆筒不均匀凸出变形，计算材料的体应力-应变关系不能将厚壁圆筒应力状态简化为平面应力问题；厚壁圆筒处于弹性状态下，通过厚壁圆筒理论计算出的径向力与真实径向力存在一定比例关系，在一定范围内，折算系数与试样实时厚度呈二次函数关系。     

用有应力变换的有限元进行石墨构件的粘弹性应力分析

本文研究反应堆用石墨构件的应力分析问题。由于辐照石墨的蠕变响应是反应堆运行温度和快中子累积剂量的函数。因此使计算复杂化了。为了解决这个问题,本文提出应力变换法得到了有限元公式。对受辐照、有内热源、内外壁为放热条件的厚壁圆筒进行了求解。计算结果表明同解析解吻合得很好,并且具有简化计算和节省时间的优点。     

自增强厚壁圆筒疲劳裂纹扩展寿命的可靠性分析

本文提供了自增强厚壁圆筒疲劳裂纹扩展寿命的可靠性分析的方法和公式,自增强残余应力用符合厚壁筒用钢具有强化和包辛格效应实际性能推得的公式进行计算,残余应力对应的应力强度因子的计算采用了有限元法,得到了工作内压与自增强残余应力共同作用下的厚壁筒应力强度因子公式,通过实验测定了厚壁筒用钢的断裂韧度和疲劳裂纹扩展速率等性能。     

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研制和开发了曲梁以及复合曲梁测量应力的创新实验装置, 通过该实验的设计、开发和应用,可以验证它的创新性和综合性,找出曲梁、复合曲梁与直 梁的诸多不同之处. 把该实验用于测试由钢制成的、钢与铜两种材料制成的,具有直角梯形 截面的简支梁在拱顶处受垂直集中力作用时的正应力和切应力,计算结果表明,理论解和实 验值吻合得很好.     

受内压厚壁圆筒的塑性变形条件与脆断分析

基于弹性约束的概念,分析了受内压厚壁圆筒产生塑性变形的条件。发现厚壁圆筒发生脆性断裂的根本原因是,圆筒内壁高应力区因受到外壁低应力区的弹性约束,在应力达到材料的屈服条件时不能产生塑性变形。通过计算给出了受内压管道避免脆性断裂的壁厚设计和选材方法。研究结果表明,对外直径2b=300mm的不同管线钢,随屈强比从0.51增大到0.91,其临界壁厚由62.2mm降低至12.9mm,极限内压由225.2MPa降低至69.0MPa,即选用材料的屈强比越低,设计管道不发生脆断的壁厚尺寸范围越大,在临界壁厚尺寸范围内管道的极限承载能力也越高。因此使用较低屈强比的材料并控制合理的管道壁厚,能使管道在承受意外的冲击内压时,出现全面塑性变形,以吸收冲击能量,避免管道脆性断裂的发生。     

弹性力学中拉梅问题的讨论

拉梅公式为厚壁圆筒问题计算中的基本公式,具体表达式为式中,σ_(?)、σ_θ分别为筒任一点处的径向应力和环向应力;p_a、p_b 分别为筒内、外表面所承受的压强;a、b 分别为筒内、外半径.     

不同心曲梁的正应力计算

同心曲梁(指内外缘具有同一曲率中心的曲梁,图1)受弯曲时,截面上某点的正应力一般按下式计算: 文献[1,4]给出了矩形截面同心曲梁按公式(1),(2)的计算结果与弹性理论解的比较,两者甚为接近。 在工程上,也有很多曲梁,例如大型压力管道分叉处的加固梁等,其内外缘的曲率中     

厚壁圆筒的载荷特征与变形规律研究

为了研究厚壁圆筒在受到相同冲量但载荷特征不同时材料的变形规律,分别采用解析解、LS-DYNA软件和有限元计算程序对厚壁圆筒在受到内压作用下的力学响应进行了计算比较,在得到基本一致的结果后,利用有限元计算程序对冲量相同时四种加载方式下厚壁圆筒的动力学响应进行了计算,计算结果表明冲量相同时,不同载荷特征的载荷作用下的应变是不同的,应变与载荷作用时间和大小相关.     

环向非对称分布多裂缝应力强度因子

本文利用三维光弹性实验研究了工程中最危险的受内压厚壁圆筒内表面环向相对分布２条不同裂缝和非对称多裂缝应力强度因子（ＳＩＦ）的变化规律，给出近似计算式，利用趋势面图描绘了它们变化的典型特征，给出工程应用方法和实例．     

柱状装药爆炸条件下厚壁圆筒爆室内 流场及结构动力响应分析

借助非线性动力有限元程序ANSYS/LS-DYNA,采用基于罚函数的流固耦合算法,对厚壁圆筒爆 室在柱状装药爆炸作用下的动态响应过程进行了数值模拟研究。分析了厚壁圆筒爆室内柱状装药爆炸非定 常流场的演化过程以及筒体的动力响应特征。给出了爆炸流场的压力云图、筒壁受到的爆炸压力峰值及冲量 的分布规律、筒体的等效应力云图以及等效应力的分布规律等。流场压力及筒体应变的计算结果与实测结果 吻合较好,并将动力响应的有限元计算结果与理论解进行了比较,证明轴对称平面应变假设下的理论解可以 给出问题的保守估算。分析表明,该厚壁圆筒爆室在柱状装药爆炸作用下在弹性范围内工作,爆室的强度设 计是安全的。     

弹性力学中拉梅问题的讨论

<正> 拉梅公式为厚壁圆筒问题计算中的基本公式,具体表达式为式中,σ_(?)、σ_θ分别为筒任一点处的径向应力和环向应力;p_a、p_b 分别为筒内、外表面所承受的压强;a、b 分别为筒内、外半径.     

内时弹塑性分析的一种新算法及其实验验证

本文提出了一种内时塑性理论的弹塑性本构矩阵,发展了内时切线刚度有限元算法。与文[1]相比,该法所需迭代次数显著减少,且无需采用加速因子。作为验证与应用的例子,分析了35CrNi3MoV钢自增强厚壁圆筒(内径22mm,外径55mm)在单调或脉动循环载荷下的弹塑性应变场和残余应力场。与实验的比较是在自增强压力分别为7245,7055,6789个大气压力下进行的。比较结果表明计算得到的残余应力值与文[2]中用Sachs镗孔法测得的残余应力值、计算得到的内压-外壁应变关系与实验结果等都吻合的较好。计算预言了脉动循环载荷下自增强残余应力的松弛现象。本文发展的非线性问题的算法具有数值稳定性好,收敛性好等优点,在实际中可能具有较大的应用价值。     

求解粘塑性力学中的两个问题

本文研究环板和厚壁圆筒的粘塑性分析问题。在这两个问题中部忽略了弹性变形,给出了这类结构的应力分析和变形计算的方法,获得了粘塑性环板和厚壁圆筒的许多重要结果。     

圆筒外壁双边裂纹扭转问题的应力强度因子计算

本文提出了一组应力函数,用边界配置法计算了含外壁双边裂纹的扭转圆筒的扭转刚度和Ⅲ型应力强度因子.当内孔很小时,计算结果与含双边裂纹扭转圆轴的已知解一致.同时,本文给出了不同几何尺寸下圆筒扭转的计算结果.所用力法可以用于含外壁双边裂纹的不同形状简类结构的扭转问题.     

应用增量理论考虑应变硬化效应包辛格效应和温度对机械性质影响的自增强厚壁圆筒分析

本文提出的采用增量理论的分析模型和方法可以定量分析应变硬化、包辛格效应和材料机械性质随温度变化等因素对自增强厚壁圆筒中残余应力和操作应力分布的影响.厚壁圆筒看成由N个同轴薄壁圆筒套在一起组成的构件;采用包括弹性、塑性和温度应变的增量型本构关系和相容条件导出了自增强圆筒的基本方程;设计了计算机程序并给出了分析实例。分析结果表明,应变硬化会减小塑性区并降低残余应力;包辛格效应使反向屈服容易出现;温度升高将使残余应力和热应力松驰.     

两端带约束条件的厚壁圆筒空间解析解

在实验研究基础上，得到一个新位移函数，由此求得了两端带约束条件的厚壁圆筒受均布内压力的空间解析解，其理论值与实验值得到了很好的吻合     

柔性曲梁多体系统的研究现状和展望

本文对近几年来柔性多体系统建模理论的研究进展进行了评述, 详细阐述了曲梁结构多体系统动力学研究的理论背景和工程意义. 结合连续介质力学和多体系统动力学理论, 介绍了平面曲梁、空间曲梁应变位移场的描述以及几何非线性问题研究现状. 通过国内外文献及已有的研究, 综述了现有曲梁的离散化方法, 以及这些方法对于定曲率、变曲率曲梁的适用性. 然后, 总结了曲梁刚柔耦合动力学建模和数值计算中的难点问题, 介绍了平面曲梁、空间曲梁实验研究的现状. 最后, 综合全文, 提出了目前研究存在的难点问题, 以及计划解决这些难点问题的方法.      

带集中质量的旋转柔性曲梁动力学特性分析

本文对带集中质量的平面内旋转柔性曲梁动力学特性进行了研究.基于绝对节点坐标法推导出曲梁单元,其中该曲梁单元采用Green-Lagrangian应变,并根据曲梁变形前后的曲率变化和曲率的精确表达式计算了曲梁单元弹性力所作的虚功.通过虚功原理,利用δ函数和中心刚体与悬臂曲梁之间的固支边界条件,建立了带集中质量的旋转柔性曲梁非线性动力学模型.基于该模型,本文仿真计算了悬臂曲梁的纯弯曲问题和带有刚柔耦合效应的旋转柔性曲梁动力学响应问题,以此分别讨论了所提出曲梁单元的收敛性和动力学模型的正确性.进一步应用D’Alembert原理,将旋转曲梁等效为带离心力的无旋转曲梁,通过线性摄动处理得到系统的特征方程,以此分别研究了旋转角速度、初始曲率和集中质量对曲梁动力学特性的影响.最后重点分析了旋转曲梁的频率转向和振型切换问题,并阐述了两者之间的相互关系.研究结果表明:随着旋转角速度的增大,曲梁的频率特性与直梁的频率特性相近,以及曲梁拉伸变形占主导的模态振型会提前.     

弹性压力管道和周围粘弹性介质的应力分析

如图所示,受均布内压力的圆筒埋在无限大介质中,这是工程技术中常见的一类问题,例如压力隧洞和坝内水管等.对于圆筒和介质都是理想弹性体的情况,弹性理论已经作过研究,导出过圆筒和介质的应力计算公式.然而,在许多情况下,把介质看作粘弹性体则更为切合实际,这时应力分量将随时间t而变化. 假定材料都是均质各向同性的,略去体力,且规定拉应力为正.设圆筒的内半径为R_1,外半径为R_2,受内压力q△(t),△(t)为Heaviside函数.取圆筒中心为极坐标原点.如果粘弹性