双轴应力状态下正交异性动态光弹性应力——光性定律研究

基于静态下Ｈｙｅｒ和Ｌｉｕ表述的正交异性应力－光性定律，在前文中，提出了正交异性光弹性复合材料的动态应力－光性定律并证明了其在单轴应力状态下的正确性。本文旨在进一步考察在双轴应力状态下正交异性动态应力－光性定律的适用性，采用的方法是对纤维增强光弹性复合材料制作的平板模型施加冲击荷载，加载方向与材料纤维方向分别成０°、９０°及４５°角，同时进行正交异性动态光弹性实验和动态应变测量，另外，对该模型进行相应的各向异性介质时域边界元计算。把动态应变测量推算出的应力分量以及时域边界元计算出的应力分量分别代入正交异性动态应力－光性定律，得到随时间变化的双折射条纹级数历程，将其与正交异性动态光弹性实验的结果进行比较。实验及计算结果表明，在三个加载方向下，由这三种方法得到的双折射条纹级数历程均吻合良好，从而证明了前文提出的正交异性动态应力－光性定律在双轴应力状态下的正确性。     

正交异性光弹性应力分离的边界元法

本文对平面正交各向异性复合材料模型引入正应力线性和及边界上正应力线性和流的概念,提出从应力相容方程出发.用边界元法计算正交异性光弹性模型内任一点的正应力线性和位的方法,再与正交异性光弹性法中所给出的应力同的关系结合,即可进行正交异性光弹性应力的分离.最后,对边界元方法的精度进行了讨论.     

复合材料光弹性分析的工程方法

本文在推导均衡光弹性复合材料应力(应变)—光定律的基础上,导出了均衡光弹性复合材料的近似应变—光定律。然后加以推广,提出适用于一般光弹性复合材料的近似应变—光定律.精度分析及实验验证表明:作为工程计算,在采用本文推荐的参数时,光弹性复合材料可视作各向同性材料进行光弹性分析。     

复合材料光弹性分析的近似方法

本文提出了一种用于光弹性复合材料的简化应变——光学定律。按照这一简化定律。模型材料的主应变差和主应变方向只要利用光弹性实验测出的等差线与等倾线即可求得。些是一种正交异性光弹性分析的近似方法,这一方法所得结果与实验数据比较,最大误差在10％左右。由于采用简化应变——光学定律使得正交异性光弹性分析工作大为简便,因此它是一种适合于工程应用的近似方法。     

“论两种不同正交异性楔弹性接触”中应力奇异性

一般楔形体受面力作用时,其应力及位移有时会变为无限大。本文继续[1]的工作,分析均匀正交异性楔和两种不同正交异性复合楔的应力奇异性问题。由于假定了G_(rθ)=((E_rE_θ)/(1/2))/(2(1+(μ_(rθ)μ_(θr))/(1/2)),可用解析法得到应力奇异阶次为γ~(-s)型。对于均匀正交异性楔s只与材料弹性模量比值平方根kl=(E_θ/E_r)/(1/2)有关;对于正交异性复合楔,当k＇=k＇＇,s与复合楔中材料剪切模量比值e(=G_(rθ)~＇/G_(rθ)~＇＇)是无关的。     

两种不同正交异性楔的弹性接触

本文给出了满足圆柱型正交异性体相容方程的应力函数,称为广义Airy应力函数。应用该应力函数还找到了用两种不同材料(皆为均匀、正交异性)组成的复合楔形体,在表面分布荷载作用下,应力和位移的一般解析式。式中含有的两个参数k租e分别表示材料的正交异性和不同介质特性。当命k=1或e=1或k=1、e=1等等。可得到关于材料特性有六种不同类型组合的一般解析式。文中给出的实例,精确地满足所有条件。     

关于三维光弹性几个基本问题的讨论

本文讨论下面几个问题:三维光弹性基本方程;特征量(包括特征方向及特征位相差)与应力分量之间的关系;光弹性基本方程的解。这些问题都是已解决的问题,本文的目的,一是改进解决方法使之简易直接,再是对于改进方法中所依据的物理概念使之更加明确,这样就使这些复杂问题变得易于接受。     

含两个圆孔的正交异性板孔口补强应力分析

应用数学弹性力学和Ｆａｂｅｒ级数展开的方法，对于含有两个圆孔，且孔周各补强一弹性加强的正交异性板，给出了其在无限元处均布的外力作用下，环及板内的应力场解，其特例与前人结果一致。     

动态光弹性方法的主应力分离的研究

本文提出了动态光弹性、动态焦散线实验方法同边界元法结合的混合法，并用这种方法解决了动态光弹性主应力分离的问题，首先对现有的多火花高速摄影系统进行了改造，在动态实验过程中，成功地得到了不同瞬时的清晰的动态光弹性的等差线条纹和动态焦散线系列图像，这样，便可提取不同瞬时的边界应力值、全场主应力差值及边界上的外载。继而提出用Ｌａｐｌａｃｅ变换域上的边界元法来求解在冲击载荷作用下二维弹性模型全场的主应力和。最后，以受冲击载荷作用的圆盘为例，进行实验及边界元法计算，得到了分离的主应力场。     

爆炸应力波对高速扩展裂纹影响的动态光弹性试验研究

本文用动态光弹性模拟试验和分析方法,观察和分析研究了爆炸应力波对高速扩展的运动裂纹扩展方向和扩展速度的影响过程和机理。结果表明:当[裂纹扩展方向与入射膨胀波(P波)波阵面法线的夹角]=0时,P波的作用不会改变裂纹的扩展方向,但使其扩展速度发生变化,入射剪切波(S波)能使裂纹改变扩展方向;当0/2时,P波和S波都能改变裂纹扩展方向,而且,P波使裂纹扩展速度降低,S波使裂纹扩展速度提高。这一试验研究对于理解爆炸、冲击载荷与扩展裂纹相互作用的机理,对于理解控制、光面、预裂爆破中相邻炮孔之间后爆炮孔产生的应力波与先爆炮孔壁上产生的裂纹的相互作用具有理论和实际意义。     

A Discrete Algorithm of Integrated Photoelasticity for Axisymmetric Problems

By measuring stresses in cylinders with no stress gradient in axial direction, the cross-section of the cylinder may be considered as consisting of concentric rings in each of which the stresses are constant. Axial stress distribution in the cylinder is determined stepwise starting with the outermost ring (the so-called onion-peeling method). This paper generalizes the onion-peeling method for the case of axisymmetric stress distributions when stress gradient in the axial direction is present. Measurement of the integrated isoclinic and optical retardation is carried out in two parallel sections which are perpendicular to the specimen axis, Δz apart from each other. The distributions of the axial stress and shear stress are determined directly from the measurement data, using linear approximation of integrated photoelasticity. Other stress components are determined using the equilibrium equation and the compatibility equation (if stresses are due to external loads) or using the generalized sum rule (if residual stresses in glass are measured). The method is less sensitive to measurement errors than the Abel inversion. In comparison with the polynomial approximation of the stress distributions, the onion-peeling method gives more adequate results if stress distribution is not smooth. The paper is illustrated with several applications.     

用于动光弹的高压脉冲闪光系统

本文介绍采用GMB—1型高压脉冲闪光机作微闪光源,KDQ—1A7.6毫米空气动力枪作加载装置,通过触发装置控制同步的微闪系统。本系统的光脉冲能量为1.13～2.26J,光脉冲主峰宽度小于60ns,动态分辨率超过2×10~7对线/秒。除用来进行动光弹试验外,还可进行动态云纹法、动态白光散班法、动态焦散线法试验。     

Stress Concentration in an Orthotropic Plate with a Circular Hole under Dynamic Loading

The paper sets forth a photoelastic method for the determination of the dynamic stress concentration factor near a hole in an orthotropic plate. The stress distribution at the periphery of a circular hole is analyzed. The stress concentration factors for orthotropic and isotropic plates under dynamic and statical loading are compared     

热光弹性法在残余热应力场分析上的运用

本文用热光弹性法对金属构件因热疲劳裂纹扩展而引起的残余应力场进行分析,并针对具体实验采用实验中途调节参数的方法满足了相似准则,使结果具有良好的精度.     

应用三维光弹性分析轧辊的接触应力

对有限长，外载荷又集中作用的轧辊，当其母线接触压靠性，接触面上的应力分布是不均匀的。于是，根据弹性力学理论推导的无限长辊子相互压靠的接触应力“赫芝”解法无法得到充分应用。由于这个原因。该文提出了一个辊子接触应力非均匀分布模型假设，它是在横向满足半椭圆分布，而纵向为未可知的曲线分布，根据这个假设应用三维光弹性的应力切片法及有限元数值计算概念。导出了这类辊子接触应力的混合计算方法。作为一个应用实例，该文讨论了宝钢1420双平整轧机轧辊的接触问题，该轧机有六个辊子组成，上下三三对称，其中最外层为支承辊，中间是中间辊，下层是工作辊，工作辊与轧件接触，钢厂在板形控制研究中，十分需了解各辊子之间的接触应力，应用该文分析方法。可以得到接触面上理想的三向接触应力值。为厂方的板形控制工艺改进提供了极有用的参数。     

用动光弹性法研究材料引入的分配层对应力波传播的影响

本文用动态光弹性模拟试验分析方法，观察和分析研究了材料不同的分配层对应力波在结构中传播的影响，比较分析了冲击荷载产生的应力波在洞室结构顶部的传播及相互过程，得到指定点处的应力—时间关系曲线，为结构震塌机理的进一步的研究和防护结构的改进提供参考。     

基于动态光弹性方法的冲击载荷作用下自由边界主应力研究

当物体在冲击载荷作用下,物体内部会产生应力波,研究应力波的传播过程及规律对研究物体受冲击载荷作用具有重大的意义.应力波在物体内传播时,在自由边界处产生的主应力状态对于理论求解和计算有着重要意义.采用动态光弹性方法,结合新型动光弹系统及相关实验设备采集物体在冲击载荷作用下的等倾线和等差线条纹图,通过分析等倾线的条纹,得出等倾线与自由边界相交所成角度不为0°或909,得出在物体自由边界处两个主应力均存在且不为零的结论.针对上述结果,采用电测方法进行验证,两试验结果相符合,方案可行且准确.     

应用新型动光弹系统研究某设备受冲击载荷作用

结构受到冲击时,其应力分布与在静荷载作用下完全不同.本丈应用新型动光弹实验系统研究了某设备在冲击载荷作用下其内部动态应力分布情况.该系统由部分传统的动光弹实验装置、高速摄影系统和数字光弹图像处理系统组成,并且采用激光光源、落锤冲击载荷加载装置.加工制作了该设备模型的光弹性模型,应用到冲击载荷作用下的实验研究中,得到了该...