用非局部弹性场论研究圆盘状裂纹问题

本文采用非局部弹性理论。用Love位移函数导出三维轴对称问题的非局部弹性应力的一般形式解,并求解了圆盘裂纹问题。得到了裂纹尖端区的应力是有界的,再次证实了非局部理论模型求解断裂力学问题的正确性。     

温敏MHD旋转圆盘流动与传热问题数值研究

研究了温敏三维定常MHD旋转圆盘流动数值解问题。其中热传导系数和粘性系数均是温度的函数。通过物理分析得到Navier-Stokes控制方程组,利用相似变换,将N-S控制方程组转化为常微分方程组,再利用打靶法计算此常微分方程组的数值解。分别对不同磁相互作用参数、流体粘性参数、普朗特数及温敏系数下的横向、纵向、垂向速度分量及温度进行数值计算,并分析其变化趋势。通过与文献结果比较,发现霍尔电流会改变横向速度、垂向速度、温度与磁相互作用参数的单调关系,也会改变垂向速度与流体粘性参数的单调关系。同时也发现当磁场给定时,在考虑霍尔电流情况下,不同流体粘性参数对应的横向速度存在共同的极值点0.40;在不考虑霍尔电流情况下,横向速度的极值点分布在区间[0.43,0.46]内,垂向速度关于流体粘性参数的单调性变化交点分布在[0.8045,0.8225]内。     

疲劳多裂纹问题研究进展

介绍了近十年来颇受关注的疲劳多裂纹(MFC)问题的研究．其研究的对象主要是长寿命承力结构，尤其是老龄飞机；目的是建立疲劳多裂纹问题裂纹扩展的计算模型和含疲劳多裂纹结构的失效准则．该研究为长寿命承力结构的疲劳可靠性评定奠定了基础．     

加速旋转变厚度锥壳和圆盘中的应力

通过求解球坐系中的弹性力学平衡方程，得到线性变厚度锥壳和圆盘在角加速旋转中位移和应力的封闭形式解，从而发现锥壳式圆盘中的剪应力只与几何尺寸、材料密度和角加速度有关，而与材料的弹性常数无关，文末的数字结果表明，变厚度圆盘的变形和应力与等厚度圆盘相比有较大的不同。     

幂律流体在旋转圆盘上的流动

早在五十年代末六十年代初由于彩色电视显象管的荧光屏采用旋转甩涂法,美国的一些流体力学工作者研究了这一问题。最早研究这一问题的是文献[1]的作者,他们考虑了牛顿流体在旋转圆盘上的流动。实际的甩涂材料都是非牛顿流体。文献[2]的作者研究了幂律流体在旋转圆盘上的流动,指出 ...     

粘弹性流体在旋转圆盘上的流动

利用线性Maxwell模型,研究了粘弹性流体在旋转圆盘上的流动．并应用摄动法：求得涂层厚度的近似解析解．发现增加涂料的弹性,有助于甩涂．     

触变性流体在旋转圆盘上的流动

采用甩涂过程的基本方程，导得触变性流体在旋转圆盘上流动的速度分布．并利用特征线法，得到薄膜厚度的方程．对其定性分析表明，流体的重建系数越小和破坏系数越大，将加快甩涂过程．     

旋转薄圆盘的行波动力学特性分析

旋转圆盘是广泛应用于旋转机械装置中的基本结构元件,圆盘在高速旋转状态下会表现出与低速或非旋转状态下迥异的力学性能.本文对高速旋转薄圆盘横向振动的行波动力学特性进行了分析,建立了考虑离心力引起的薄膜内力影响下的动力学控制方程以及相应的边界条件.采用伽辽金法数值模拟了旋转圆盘前、后行波振动频率和动力屈曲失稳临界转速随着圆盘几何参数如半径比、厚度的变化规律,以及材料参数对于振动频率和临界转速的影响等.本文的数值计算可以同时给出圆盘旋转的前、后行波频率,并且结果与实验结果吻合良好.     

Casson流体在旋转圆盘上的流动

本文研究Casson流体在旋转圆盘上的涂层流动特性,得到基本流动的速度分布,并且用Runge-Kutta法进行数值计算,得到薄膜厚度随时间和流态参数的变化规律,还用能量法检验了流动稳定性。     

关于正交各向异性旋转圆盘的三维解

本文建立了正交各向异性旋转圆盘的三维解,并就３种典型旋转圆盘,将现在的三维解与经典的二维解进行了比较．结果显示,在应用经典的二维解法进行旋转圆盘的强度设计和计算时,将产生较大的误差甚至错误．     

多裂纹问题积分方程方法及相关问题

The content of thisreview consists of recent developments covering an advancedtreatment of multiple crack problems in plane elasticity. Severalelementary solutions are highlighted, which are the fundamentalsfor the formulation of the integral equations. The elementarysolutions include those initiated by point sources or by adistributed traction along the crack face. Two kinds of singularintegral equations, three kinds of Fredholm integral equations,and one kind of hypersingular integral equation are suggested forthe multiple crack problems in plane elasticity. Regularizationprocedures are also investigated. For the solution of the integralequations, the relevant quadrature rules are addressed. A varietyof methods for solving the multiple crack problems is introduced.Applications for the solution of the multiple crack problems arealso addressed. The concept of the modified complex potential(MCP) is emphasized, which will extend the solution range, forexample, from the multiple crack problem in an infinite plate tothat in a circular plate. Many multiple crack problems areaddressed. Those problems include: (i) multiple semi-infinitecrack problem, (ii) multiple crack problem with a general loading,(iii) multiple crack problem for the bonded half-planes, (iv)multiple crack problem for a finite region, (v) multiple crackproblem for a circular region, (vi) multiple crack problem inantiplane elasticity, (vii) T-stress in the multiple crackproblem, and (viii) periodic crack problem and many others. Thisreview article cites 187 references.      

旋转圆盘表面油膜破碎转捩临界特性分析

高速滚动轴承内圈和保持架等旋转运动件表面润滑油膜的流动铺展以及破碎为油带和油矢的特性决定着轴承的润滑与冷却状态.在获得轴承旋转运动件拓扑结构—旋转圆盘表面油膜稳态流动特性的基础上,利用力学平衡和液体表面波不稳定破碎理论,建立表面油膜破碎转捩为油带和油矢的临界特性分析模型,分析和探讨了表面油膜的稳态流动特性以及供油量和润滑油物理特征参数对油膜破碎转捩临界特性的影响.结果表明:表面油膜沿着圆盘径向逐渐变薄,因与圆盘表面存在滑移现象,其流动速度也随之减小;表面油膜破碎的临界波数和临界半径随着圆盘转速的增高而增大,临界厚度则随之减小;表面油膜破碎的临界半径和临界厚度随着润滑油供油量的增加而增大;增大润滑油密度,将延缓表面油膜破碎,破碎临界半径增大,临界厚度减小;增大润滑油的黏度和表面张力系数将促进表面油膜破碎,破碎临界半径减小.与相关的试验结果对比验证了理论分析方法的正确性和可靠性.     

含初始裂纹巴西圆盘劈裂问题的非局部近 场动力学建模

巴西圆盘劈裂是弹性力学及岩石力学与工程中的经典问题。在非局部键型近场动力 学理论的基础上,引入物质点对的转动自由度构建双参数微观弹脆性近场动力学本构力模型 以突破常规模型的应用范围限制,并考虑岩石混凝土类材料的宏观拉压异性和断裂特征。引 入动态松弛、粒子系统力边界条件和系统平衡弛豫等算法,实现了含不同倾角中心裂纹巴西 圆盘受压劈裂破坏全过程的近场动力学数值模拟,裂纹扩展路径及破坏形式均与试验结果高 度吻合,为裂纹扩展和断裂破坏问题的数值模拟提供了新的选择。     

圆形域多圆孔多裂纹反平面问题研究

本文运用复变函数及积分方程方法，求解了圆形域多圆孔多裂纹反平面问题，建立了两种类型的基本解。复叠加原理和所得的基本解并沿国圆孔和裂纹表面取待定的基本解密度函数，可得到一组以基本解密度函数为未知函数的Ｆｒｅｄｈｏｌｍ积分方程。通过该积分方程组的数值可以得到密度函数的离散值，进而得到了裂纹尖端的应力强度因子。     

岩石偏心圆孔单裂纹平台圆盘的动态裂纹扩展与止裂

针对平台圆环构型的优点, 提出偏心圆孔单裂纹平台圆盘(cracked eccentrically holed flattened disc, CEHFD), 该试样具有更长的断裂路径。利用霍普金森压杆加载系统, 径向冲击CEHFD试样, 完成Ⅰ型动态断裂实验。砂岩试样表面粘贴应变片和裂纹扩展计, 用于监测裂纹动态起裂、扩展和止裂的全过程。实验表明, 在整个断裂过程中, 裂纹非匀速扩展, 裂纹扩展速度在裂纹起裂后加速上升, 在裂纹止裂前有明显的减速, 与地震时断层的动态破裂全过程完全吻合。采用实验-数值-解析法得到动态应力强度因子, 其时间历程呈现先增大后减小的趋势。根据断裂过程不同时刻, 得到相应的动态起裂韧度、扩展韧度及止裂韧度。在动态断裂全过程中, 动态扩展韧度为速度的函数, 变化趋势与速度一致, 随着时间先增大后减小; 动态起裂韧度大于动态止裂韧度, 止裂韧度随着裂纹最大扩展速度的增大而降低, 并且有较大的离散性。

     

表面有吸吮的旋转圆盘上的层流边界层问题的新解法

本文用文献[3]的摄动法求解有吸吮的旋转圆盘上的层流边界层方程.传统地方法是把边界层方程中的非线性项按边界层的厚度平均.按照本文的方法得到的计算摩擦力矩系数的公式(4.4)十分简单、与传统方法得到的相应公式相比较,当吸吮参量甚大时,二者十分符合.     

旋转防喷器壳体疲劳裂纹扩展研究

受井内高压和岩屑颗粒反复碰撞,旋转防喷器壳体会出现裂纹,裂纹的进一步扩展会导致壳体发生破裂。本研究基于Paris公式研究旋转防喷器壳体的疲劳裂纹扩展寿命,通过疲劳裂纹扩展试验确定Paris公式的材料常数,通过有限元模拟对CT试样进行疲劳裂纹扩展研究,分析初始裂纹尺寸、载荷大小的影响。结果显示：实验结果与有限元仿真结果能较好吻合;随着初始裂纹尺寸的增加,裂纹前缘应力强度因子逐渐增大,初始裂纹开始扩展,深度亦会随应力幅和应力比的增大而增大,而裂纹扩展寿命随着裂纹长度和载荷增大而减小,随着应力比的增大而增大。该研究为旋转防喷器安全使用提供一定的理论依据和研究方法。     

中心裂纹圆盘应力强度因子的测试误差分析

本文在中心裂纹圆盘应力强度因子解析解的基础上,利用一阶微分法则,给出了与裂纹相对长度和加载角相关的应力强度因子(K 和K )的4个误差传递函数。这4个误差传递函数关于裂纹相对长度和加载角均是非线性的,它们既是误差分析的基础,又是合理确定裂纹相对长度和加载角的基础。分析结果表明,加载角的误差Δθ除了对纯 型K 的误差几乎没有影响,对纯 型K 影响较小外,对复合型K 、K 的误差均有较大影响。最后,本文建议裂纹相对长度的取值范围为0.4～0.6;还建议在复合型断裂试验时,必须依据对K 、K 的总体精度要求来严格控制加载角的精度。     

Bingham流体在旋转圆盘上流动的数值解

导出了描述Ｂｉｎｇｈａｍ流体在旋转圆盘上流动的基本方程，用差分方法数值解薄膜厚度分布方程，得到二种类型的厚度分布。数值解分别和计算机磁盘的厚度分布，Ｊｅｎｅｋｈｅ等的实验结果定性一致。     

旋转圆盘受均布压力作用时的摄动分析

本文对中心带轴匀速旋转圆盘在均布压力作用下的受力及变形问题进行了摄动分析，得到了受载条件为Ｊ＾２／ＪＨ＜＜１时，圆盘应力及形变的渐近解。其形变渐近解为Ｗｈｉｔａｋｅｒ函数形式比较表明，渐近解与Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ数值解有较好的一致性。