河海大学工程力学系、工程力学研究所介绍

河海大学(原华东水利学院)工程力学系建于1960年,根据水电建设和经济发展的需要,60年代设立应用力学专业,70年代设立水工建筑力学专业,1977年设立了工程力学专业,根据系所结合体制的需要,于1982年建立工程力学研究所.工程力学系与工程力学研究所.下设理论力学、材料力学、结构力学、弹塑性力学、计算力学、实验     

Ⅰ型裂纹光弹性分析方法研究

本文对Ⅰ型裂纹,利用 Williams 裂尖场级数解,通过光弹分析,编制 FORTRAN 语言程序求解非线性方程组,从而给出了一种确定应力强度因子的方法.实例分析表明,此方法与现有方法相比,实施的条件较宽,而精度却提高了.     

数字光弹性法综述

将光弹性法与计算机图像处理技术相结合 ,来自动采集光弹性数据和分析应力的方法 ,称为数字光弹性法 ,与传统光弹性法相比 ,它可以进一步提高实验速度和精度。本文详细讨论了以下两个方面 :一是光弹性条纹的细化和倍增处理技术 ;二是自动确定光弹性参数的技术 ,包括相移法、傅立叶变换法、逐步载荷法、广谱分析法和RGB光弹性法等。通过对近二十年来国内外在这些方面的研究、应用和进展作了综述 ,认为采用白光的彩色域相移技术计算光弹性等倾角 ,结合采用白光源或三色光源的相移法来确定光弹性等色线级数 ,有望成为解决静态二维和三维冻结模型薄切片应力分析的最佳方法 ;另外 ,设计一种能实时和同步采集多幅条纹图的实验装置 ,通过相移法来自动获取动态光弹性数据 ,是数字动态光弹性法很有前景的发展方向     

T应力对光弹性条纹影响的理论分析

以裂尖弹性应力场的多参数模型为基础,研究I型、II型以及I/II混合型裂纹参数对光弹性条纹的影响. T应力的存在和符号影响着等色线条纹环的半径大小和旋转方向,对于纯I型或II型裂纹而言,条纹环的旋转角度只与T应力有关;而对于I/II混合型裂纹,条纹环旋转角度与K_{\rm I}, K_{\rm II}和T应力有关. T应力的存在使得I型裂纹在裂尖±π/3方向上出现2个各向同性点(T应力为正时),使得II型裂纹在裂尖后的裂纹面上出现1个各向同性点. 对于I/II混合型裂纹而言,当T应力为正时等倾线出现距裂尖半径不等的3个各向同性点;反之, T应力为负时在裂尖后只存在1个各向同性点,这些各向同性点分别与I型和II型裂纹情况具有相同的规律.      

光弹性—数字散斑相关混合法在光弹条纹主应力分解中的应用

光弹性法是研究结构内部应力分布问题的一个有效方法.光弹性实验中,通常可以方便地得到等色线条纹图.确定了等色线条纹级数以后,为获得平面模型中任意点的应力完全解,需要借助其它方法给出一个补充方程.本文将光弹性法与数字散斑相关法相结合,提出一种用于光弹性法分离主应力的新方法:光弹性-数字散斑相关混合法.在理论研究的基础上,设计了光弹性-数字散斑相关混合法实验系统,并通过相应的三点弯曲实验对该方法和实验系统的有效性做出分析和论证.该研究为光弹全场应力分解以及动态光弹性-数字散斑相关混合法提供了理论和实验基础.     

光弹性测量等色线计算机数字图像色谱仿真

应用平面应力-光学定理,计算各点的光程差;应用色彩的RGB原理以及光程差和RGB之间的换算关系,将每个点的光程差换算成RGB值;利用等色线原理,采用VB编写程序,将具有相同RGB值的点按不同的色谱绘出等色线,实现了在载荷作用下光弹性测量等色线计算机数字图像色谱仿真,虚拟再现构件光弹性实验所得到的等色线。对复杂结构,特别是内部存在各种构造孔洞的构件,通过该技术可迅速获得构件全场等色线的分布,为进行结构设计和优化的光弹性实验提供了一种直观的数字化可视技术,同时为高等院校实验力学课程提供了一个虚拟的光弹性实验平台。     

拱形试件动态断裂的动光弹分析

本文采用动光弹方法,分析了对带边裂纹的拱形三点弯曲试件在抢击加载条件下的瞬态反应。从多火花动光弹仪记录下来的16幅断裂过程的照片和微机输出的电火花光信号图上,得到了各时刻的等差线图形和裂纹长度。使用运动裂纹尖端附近的应力场解,去计算动应力强度因子。对环氧树脂材料,测定了动态应力强度因子与裂纹扩展速度之间的关系,并给出了当裂纹扩展速度达到410m/s时,为裂纹产生分叉的条件。     

数字图像处理技术用于等倾线条纹的处理

本文利用数字图像处理技术,对光弹性条纹进行处理,实现了等倾线与等差线的分离,提高了等倾线的测试精度。同时利用微机系统进行主应力迹线的绘制,提高了主应力迹线绘制的准确性.     

光弹等差线与等倾线参数的全场检测法

本文研究了一种自动获得全场等差线级数与等倾线参数角的方法.该方法是根据“相移”思想,利用数字图像处理技术,对光弹等差线图与等倾线图进行位相检测,经过去包裹处理,确定出全场各点的等差条纹级次与主应力方向角.最后通过典型实验,考核了这种方法的正确性与处理精度。     

光弹性等倾线获取的图像处理技术

提出一种对数微分法,有效地解决了光弹性实验中等倾线的提取问题,不仅可消除平面偏振光场中等差线对等倾线的影响,而且能高精度地提取任意复杂受力模型等倾线.最后给出了等倾线提取及精度分析的两个实例,实验证明;本方法具有广阔的应用前景.     

光弹性等倾线的同时全场显示方法

本文提出同时实时记录对应于两个或两个以上主应力方向角的等倾线方法,改变了每次只能测绘一条等倾线的传统方法,不仅极大地缩短了等倾线检测时间,而且提高了检测精度。     

光弹性贴片法研究钢纤维活性粉末混凝土断裂性能

采用预制裂缝的三点弯曲试件,应用光弹性贴片法研究了不同纤维掺量活性粉末混凝土RPC200的断裂性能.实验获取了光弹贴片所显示的裂缝扩展全过程,由光弹性条纹分析了不同纤维掺量试件的初裂荷载及临界有效裂缝长度的变化规律.实验表明,利用光弹性贴片法可以有效的获取钢纤维混凝土裂缝扩展的全过程;随着钢纤维掺量的增加,试件的初裂荷载和峰值荷载得到相应提高,且峰值荷载呈近似线性的增加;当纤维掺量为1%时,临界有效裂缝长度值最大;纤维掺量继续增加,其分布均匀性下降,试件的韧性降低,临界有效裂缝长度减少.     

Photoelastic Stress Analysis by Use of Hybrid Technique and Fringe Phase Shifting Method

0Introduction Photoelasticityisanopticalmeasurementmethodforstressanalysis.Itcanperformwhole field measurementduetotwo dimensionalsignalprocessingoflight.Alsoitcanperformnon contact measurementbecauseoftransmissionorreflectionoflightonaspecimen.Photoelast…     

K_1、K_2、K_3混合型裂纹问题的光弹性方法求解

导出了用光弹性斜射法求 K_3的理论公式,在此基础上,结合超定法,用一次切片,解决了 K_1、K_2、K_3的混合型裂纹问题的光弹性方法求解,并进行了实验验证.     

改进的六步相移法确定等倾角与等差线相位

光弹性应力分析是一种重要的实验方法,确定等倾线参数和等差线参数是光弹法的关键。常用的六步相移法可以自动确定等倾线和等差线参数,但在求解等倾角时,由于不能避免等倾线相位图中耦合等差线的影响,会造成误差。针对这个问题,本文提出优化方案--多次载荷-六步相移法,实现在等倾线相位图求解中消除等差线的影响。通过处理对称受压圆盘在不同载荷、不同光场下得到的光弹图像,实现光弹性等倾线和等差线的自动判读,验证了所提方法的可行性。     

提取等倾线的数字图象处理法

本文详细介绍了应用数字图象处理技术进行图象相除和图象相减,获取没有等色线干扰的、精确定位的和倍增信息的等倾线的全场分析方法,并作了典型验证实验,为光测弹性力学的改革提供了途径和理论依据。     

纯钒在冲击加载下的动态拉伸断裂和弹性波衰减特性

利用平板撞击和激光干涉测速技术,实验研究了国产热等静压纯钒在压力5.2~9.0 GPa、拉伸应变率0.47×10⁵~1.19×10⁵ s^-1冲击加载下的层裂特性。结果表明：国产热等静压纯钒具有较强的抗动态拉伸断裂能力,其层裂强度在4.0~5.3 GPa范围,明显高于相似加载条件下文献给出的熔炼钒结果,这主要与热等静压加工工艺下纯钒杂质含量更低、内缺陷更少有关;同时,纯钒层裂强度对冲击压力和拉伸应变率均比较敏感。此外,对弹塑性加载速度剖面的分析发现：在6 mm样品厚度范围,纯钒的弹性波幅值随样品厚度增大而减小,雨贡纽弹性极限随样品厚度的衰减规律较好地满足指数关系σ_HEL=3.246（h_s/h₀）^-0.386,h₀为单位长度。

     

光弹性五步彩色相移法分析初应力对等倾角的影响

通过琼斯矩阵推导出一般平面偏振场的受初应力影响的光强等式，选用有边缘效应的直边、斜边和曲边三种常见边界形状的光弹性模型，用五步彩色相移法分析了初应力对等倾角的影响，这对正确评价和执行实验技术都有着积极的作用。