一个新的岩土塑性屈服准则及应用

本文就岩土类材料中广泛应用的莫尔-库仑(Morh-Coulomb)准则,在π平面上提出了一种与之等面积的圆屈服准则,对于常用的十多种理想塑性屈服准则写为广义冯·米赛斯(Von Mises)准则形式,使之程序编制简单,计算工作量大大简化.实际计算表明,等面积圆屈服准则可获得与莫尔-库仑准则相同的计算精度.     

一个新的岩土塑性屈服准则及应用

本文就岩土类材料中广泛应用的莫尔-库仑(Morh-Coulomb)准则,在π平面上提出了一种与之等面积的圆屈服准则,对于常用的十多种理想塑性屈服准则写为广义冯·米赛斯(Von Mises)准则形式,使之程序编制简单,计算工作量大大简化.实际计算表明,等面积圆屈服准则可获得与莫尔-库仑准则相同的计算精度.     

三维应力时求主应力的图解法

本文从三向主应力出发,按任意斜截面的应力分量计算式及莫尔圆图解法,提出了"正规单元体"概念,并总结出用莫尔圆求解任意三维应力时的主应力的图解法。(一)坐标轴与主应力方向重合时任意斜截面上的应力分量计算式及其图解法根据点应力分析,取如图1所示的四面体,截面ABC上的应力为 ...     

应变莫尔圆的复数解答

莫尔圆在实数域中的解答以及相应的实平面上的图像使用较为广泛,而其在复数域中的解答和相应的复平面图像则论述不多．本文将应变莫尔圆在复平面的解答和图形与实平面的解答统一起来,证明两者完全等价,并且举例说明复数形式在使用上更加简洁．     

再谈莫尔圆的妙用

武立生同志在《力学与实践》1980年第4期"莫尔圆的妙用"一文中论述了莫尔圆在应力状态理论中和在求惯性矩、惯性积中的应用。我在本文中将对莫尔圆应用在计算散粒体塑性区的开展方面作进一步的探讨。当散粒体在条形荷载作用下,可根据弹性理论求得其中任一微元体上的σ_x、σ_z和τ_(xz)(包括自重应力等引起),再由材料力学求得二个互为垂直的面上作用着的最大主应力σ_1和最小主应力σ_3(图1)。在σ-τ ...     

转动惯量和惯性积对旋转坐标系的莫尔圆法

根据转动惯量和惯性积的转轴公式与平面应力状态下斜截面上应力计算公式的相似性,给出了利用莫尔圆计算转动坐标系下转动惯量和惯性积的方法.运用该方法,计算了转动轴通过质心,因安装误差使盘面法线与转动轴存在偏角的刚性圆盘对转动轴的转动惯量和惯性积.该方法简单直观、概念清楚,为进一步计算轴承附加动压力提供了更简捷的方法.     

加筋土强度的理论研究及试验验证

将加筋材料对土体强度提高的贡献等效成一种附加围压, 通过莫尔圆法, 求得小主应力增量, 并认为土体在破坏时处于极限平衡状态, 得到了黏聚力和内摩擦角同时变化时的加筋土强度表达式, 对该式作了详细讨论, 用该式计算了6 例典型加筋土在轴对称荷载下的大主应力, 结果表明计算所得大主应力值与三轴试验值比较吻合.     

三向应力Mohr圆的真实构成及剪应力作用方向的确定

三向应力Mohr圆的构成在传统上是借助公式推证而得，并以平面图形来表示，缺乏三维的真实感和直观性。在应力应变分析中，对于平面应力问题，可以通过平面应力摩尔圆确定过一点不同斜面上的应力分量及其作用方向。对于三维问题，利用摩尔圆图解法可以确定某一斜面上的正应力和剪应力的数值，但不能表示剪应力的作用方向。剪应力的作用方向需要通过另外的图解方法来确定。本文分别从坐标系旋转和数值计算的角度解释了三向应力Mohr圆的构成过程，形象地说明了Mohr圆的物理本质。针对三向应力Mohr圆不能表示剪应力作用方向的问题，通过矢量运算，给出了剪应力作用方向的确定公式。     

用解析法推导莫尔-库伦准则

莫尔-库伦准则是岩土材料的破坏准则,也称为极限平衡条件。当土中一点的应力状态满足极限平衡条件时,该点的土就濒于破坏。在土力学教材和文献由,大都是借助于莫尔园和库伦强度线从几何关系推导这一准则的。崔托维奇教授和吴天行教授分别给出了推导该准则的解析方法,但前者推导较烦,后者则须...     

求解集中载荷下弹性圆板挠度的方法

用源函数方法借助于δ—函数,可以很方便地计算集中载荷作用在圆板上任一点时板的挠度。一、解的一般表达式边缘固定的弹性薄板的小挠度问题已广泛地开展了研究。这里我们用源函数方法来处理这个问题。对于圆形薄板,可解析地求     

基于欧拉摩擦的皮带内力分布及载荷变形关系

围绕圆轮的皮带在达到临界状态前外载增加或降低过程中,局部静摩擦力会发生大小 和方向的改变. 皮带任一点处内力变化可以沿指数曲线增加或减小,取决于加载历史. 皮带 本身是线弹性材料,但变形与力之间是非线性关系,且加载与卸载过程不同,形成滞回圈. 滞回圈内每一点都是皮带可能出现的载荷和变形状态.     

应力圆的解析与图解法证明

应力圆以严格的应力解析表达式为理论根据.作为几何图形,应力圆是应力状态直观形象的载体,人们可以通过作图的方法方便地获得描述应力状态的有关参数,即图解法,这在计算工具尚不发达的年代很有价值.然而,图解法存在的根本依据是应力圆所具有的特性,深入系统地研究这些特性,可以深刻地揭示应力圆的本质.为此,从应力圆的理论构成入手,深入分析应力圆的理论表达式与几何图形的有机联系,并对应力圆图解法进行系统证明.     

可燃气体非稳定爆轰波通过90°圆弯管传播特性的实验研究

对丙烷-氧气-空气的混合气体非稳定爆轰波通过90°圆弯管传播特性的变化进行了初步的实验研究.同时实验研究了预混气体的初始浓度和初始压力对非稳定爆轰波经过弯管前后传播特性的影响.实验结果表明,可燃气体非稳定爆轰波经过90°圆弯管后传播速度和压力与直管中相比有了显著地提高.这一研究结果对于工业上安全使用管道阻火器具有重要的实际意义.     

多层地基上轴对称受荷刚性圆板问题

利用刚性圆板表面各点位移相等,并结合刚性圆板与地基表面的位移相容条件与光滑接触条件,经由Hankel变换,推导出了刚性圆板与分层地基表面接触应力的对偶积分方程;求解该对偶积分方程,再由多层地基应力与位移的传递矩阵解,并经Hankel逆变换,得到了多层地基上轴对称受荷刚性圆板问题的解.编制了计算程序,并进行了数值分析与计算.计算结果表明:对均匀地基而言,实际工程的计算分析可只考虑4倍刚性圆板直径以内深度范围内的应力与位移;而地基的分层性对地基的位移和应力有着较大的影响,简单地将均匀地基的结论推广到分层和非均匀地基是不恰当的.     

功能梯度与均匀圆板弯曲解的线性转换关系

基于一阶剪切理论, 研究了功能梯度材料圆板与均匀圆板轴对称弯曲解之间的线性转换关系. 通过理论分析和比较 功能梯度材料圆板和均匀圆板在一阶剪切理论下的位移形式的轴对称弯曲控制方程, 发现了功能梯度材料圆板的转角与均匀圆板的转角之间的相似转换关系. 在假设材料性质沿板厚连续变化的情况下, 给出了相似转换系数的解析表达式. 在此基础上, 进一步导出了一阶剪切理论下功能梯度圆板的挠度与经典理论下, 均匀圆板的挠度之间的线性关系. 从而, 可将功能梯度材料圆板在一阶剪切理论下的弯曲问题求解, 转化为相应均匀薄圆板在经典理论下的弯曲问题求解, 以及转换系数的计算问题. 这一方法为功能梯度非均匀中厚度圆板的求解提供了简捷途径, 而且更便于工程应用. 作为例子, 采用上述方法分别求得了周边简支和夹紧条件下, 梯度圆板在均布横向载荷作用下的弯曲解析解, 该解答与Reddy得到的结果完全吻合.      

圆迹合成孔径雷达星载实现的可行性分析

圆迹合成孔径雷达(circular synthetic aperture radar,CSAR)是一种通过传感器平台作360°圆周运动来获得全方位高空间分辨率的聚束合成孔径雷达,本文通过对其星载平台进行动力学分析来研究其星载的可行性.首先以CSAR的工作条件作为约束,建立了星载平台轨道模型.然后以圆迹中心为基点,分析了星载平台的运动状态及受力情况,最终得到形成圆迹平台所需要的主动控制力.研究结果表明:形成圆迹的星载平台,作用在卫星平台上的主动控制力大小、方向是不断改变的,使得CSAR对任意纬度区域的观测很难实现.但对于两极点区域,当星载平台沿圆迹以一定的角速度运行时,主动控制力的大小、方向不变,易于实现控制,有星载实现的可能性.     

脆性材料破坏与莫尔理论存在的问题

材料受力时应力状态不同，则断裂过程物理机理会发生改变，脆性材料受拉时发生的拉断与受压时发生的剪断，是两种不同物理机理的断裂形式，而莫尔强度理论用一个断裂条件解决这两种断裂形式的强度问题，是否合理需要讨论，结合灰铸铁HT200材料在不同受力条件下的断裂破坏试验，对此问题进行了研究，结果表明，莫尔理论对复杂应力状态下材料断裂不能合理、准确地进行强度计算。     

运动学的齐次变换表述

本文将任意一点和刚体上各点的坐标、速度与加速度统一地用齐次变换矩阵表述,形式简单、物理意义明确。文中还用齐次变换方法讨论了地球上的动点和定点相对于定坐标系的运动学表达式。一、齐次坐标和齐次变换1.齐次坐标通常,称不同时等于零的任意四个 ...     

功能梯度与均匀圆板静动态解之间的相似转换关系

基于经典板理论,研究了功能梯度材料圆板的轴对称弯曲、屈曲和自由振动解与相应的均匀材料圆板解之间的转换关系.通过消去拉-弯耦合项得到了以挠度函数表示的功能梯度圆板的弯曲、屈曲和自由振动控制方程.分析功能梯度圆板与均匀圆板的控制方程之间的相似性,得到了功能梯度材料圆板与均匀圆板的解之间解的相似转换关系,在假定FGM圆板的材料性质沿厚分别以幂函数和指数函数的度变规律后,给出了相应的转换系数的解析表达式.该系数集中反映了功能梯度圆板的材料非均匀性.在已知均匀材料圆板轴对称解的条件下,可将功能梯度材料圆板轴对称问题的求解转化为相似转换系数的计算问题.这一方法可为非均匀板的求解提供了十分便捷有效的途径,而且便于工程应用.     

纯滚动圆轮静摩擦力方向的确定

给出了匀质圆轮受力偶或水平力作用在水平地面上作纯滚动时, 其静摩擦力方向的确定方 法. 只受力偶作用作纯滚动的圆轮, 其摩擦力的方向仅取决于外力偶矩的转向, 判断依据为 摩擦力在该圆轮的平面运动中起阻碍圆轮的转动和为圆轮的平移提供主动力两相对的作用. 当圆轮只受水平力作用作纯滚动时, 用刚体平面运动微分方程和动能定理两种方法对摩擦力 方向进行了推导判定, 摩擦力的方向不仅与水平力的作用位置相关, 还与圆轮的大小和相对 质心的惯性半径等因素相关.