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。     

双折射材料初应力的定量研究相移等达因技术的应用

文章提出两种用相移等达因技术对存在于双折射材料内部的初始应力进行定量分析的方法，并以两种常用的双折射材料Ｐ６和Ｈｏｍａｌｉｔｅ１００为例进行了内部初应力的实验研究，给出了材料内部初应力的分布。以上研究说明双折射内部初始应力不容忽视，数字相移等达因技术是双折射材料内部初始应力进行定量分析的有力手段     

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。     

用最小二乘法求光弹性解

本文给出了从光弹性数据中决定平面应力分布的最小二乘求解方法。与传统的剪应力差法比较,可同时获得应力模型的全部解,不出现积累误差,从而获得较大的精度;不需单独测定材料条纹值,简化了实验步骤。     

边界元法与光弹性实验相结合的应力分析法

本文介绍了边界无法与光弹性实验相结合进行应力分析的方法。叙述了用边界无法求解主应力的基本原理。结合光弹性实验等差线条纹图,可分离出主应力。     

High-speed Photoelastic Stress Analysis of Axially-impacted Finite Column

In an earthquake occurring directly under a city, such as the Hanshin–Awaji great earthquake, the first axial longitudinal impact induced from the source may create fatal damage to the architectural columns. This phenomenon has been confirmed by a theoretical analysis based on elastic wave propagation in columns fixed at both ends. In this paper, the stress intensification behavior in the columns under axial impact is verified by the high-speed photoelastic experiments in combination with semiconductor strain gage and by the theoretical analysis of the longitudinal stress wave analysis method.     

利用边界单元法求平面问题应力强度因子K_I的应力-位移杂交法

本文提出用裂尖附近2点或3点的应力和位移计算应力强度因子K_I的杂交方法.这种方法充分利用了边界单元法的计算结果,考虑了裂尖应力场和位移场渐近展开式的高阶项,使用远离裂尖的点算出的K_I也有较好的精度,拟合线十分平坦.用算例的结果将杂交法与一般的位移法和应力法进行了比较,同时,对常量单元和线性单元也进行了比较.     

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。     

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。     

杂交元本征应力模式和应力子空间的性质研究

详细讨论了有限元本征应力模式和应力子空间的性质，并着重讨论和进一步完善了与杂交应力有限元应力子空间有关的一些定理，为提出新方法提供了理论基础，主要包括：（1）证明了杂交元特征值不大于对应位移元的特征值；（2）证明了矩阵H非奇异的充分必要条件是假设应力模式线性无关；（3）证明了杂交元所对应位移元的本征应力模式形成的杂交元与该位移元相同；（4）证明了等价假设应力模式形成相同的杂交元；（5）证明了确定杂交元本征应力模式的充分必要条件是其范数平方等于所形成杂交元的变形模态特征值；（6）证明了杂交元假设应力模式与变形模态的能量一一对应的充分必要条件是假设应力模式彼此正交且与所对应位移元的本征应力模式除了一一对应者之外都正交。     

相移云纹干涉法与盲孔法相结合检测复合材料的残余应力

本文应用相移云纹干涉法与盲孔法相结合检测纤维增强复合材料的残余应力。盲孔法是工程中被广泛应用的测定残余应力的方法之一,相移云纹干涉方法可得到孔边任意一点的位移信息。由于正交各向异性复合材料在弹性主方向不发生拉剪(或剪拉)耦合效应,所以通过适当读取孔边特殊点的位移,可方便地得到残余应力值。     

斜拉桥塔锚固区光弹性应力分析与等倾线图像处理

本文采用光弹性冻结应力法，对独塔斜拉桥塔锚固区进行了应力分析，给出了有关截面的边界应力分布及主应力迹线，从而为优化工程设计提供了重要的参考依据。本文还提出了一种新的提取等倾线的方法──图像对数增强相减法，实现了等倾线与等差线条纹的分离，同时使条纹得到了细化，提高了处理等倾线的速度与准确度。编制了自动绘制主应力迹线的程序，利用它绘制了桥塔截面的次主应力迹线。     

边界元和激光散斑的子域杂交法

本文将计算力学的边界元法和实验力学的激光散斑法相结合用于求解受力物体的应力应变场。即用实验提供变形物体的真实边界条件,用数值方法进行求解。文中定义了虚边界的概念,并进一步提出了子域杂交法。同单纯数值计算和实验分析相比较,本文提出的方法无需构造力学模型,因而具有简单、可靠的特点,并可以更好地应用于实际问题。     

利用光学干涉条纹图相位分析测量纳米位移

Optical methods such as Twyman-Green interferometry, moiré interferometry, holographic interferometry and speckle interferometry are useful to measure displacement and strain in the full-field of structures. Recently phase analysis method of fringe patterns obtained by these optical methods becomes popular, and it provides accurate quantitative results in the full-field. In this paper, in order to measure displacement and strain, real-time or high-speed nano-meter displacement measurement methods developed by the authors are introduced. That is, (1) out-of-plane displacement analysis by Twyman-Green interferometry using integrated phase-shifting method using Fourier transform phase-shifting method, (2) simultaneous two-dimensional in-plane displacement analysis by moiré interferometry and (3) out-of-plane displacement analysis by phase-shifting digital holographic interferometry. The theories and applications are shown.     

用光弹性方法研究厚壁压力容器内表面裂纹的应力强度因子

本文针对三维裂纹纹尖的应力状态及裂纹表面均匀受压的情况，用应力函数法导出了纹尖近区域应力级数解；用光弹性方法测定厚壁压力容器内表面沿９０°（纵方向），５７°，４１°，２７°，０°（横方向）布置的圆形裂纹应力强度因子Ｋ１，ＫⅡ和ＫⅢ的分布，在光弹分析中引入了二阶非奇异项，并在数据处理中采用了阻尼最小二乘法以获得精度较高的解。     

尖锐夹杂角端部局部应力场杂交有限元分析

本文首先利用作者曾提出的一维有限元特征分析方法计算所得到的尖锐夹杂角端部应力奇异指数和奇异应力场、位移场角分布函数,并依据Hellinger-Reissner原理,开发出了一个特殊的、能够反映夹杂角端部局部弹性现象的n结点多边形超级角端部单元,然后将该超级单元与标准的4结点杂交应力单元耦合在一起构建了一种分析异形夹杂角端部奇异弹性场的新型特殊杂交应力有限元方法.文中给出了两个应用算例,算例结果表明:本文方法不仅使用单元少、计算结果精度高,而且适用范围广,可拓展应用于分析复合材料微结构组织与力学行为关系.     

挤压凹模强度的光弹性与有限元优化综合分析

本文介绍用光弹性试验测定挤压凹模工作时承受的内压力分布规律,在此基础上作了凹模的有限元优化设计,最后进行了光弹性实验验证.这种综合分析方法为提高模具的承载能力、节省模具材料和改进模具结构设计提供了有益的经验.     

应力高梯度问题的无网格分析

基于移动最小二乘法的无网格计算，采用线性基函数即可得到C^1连续位移场，使得应力，应变场在整个求解域内保持连续；节点之间脱离了单元的约束，对求解域进行离散和加密节点时变得十分灵活，因此适合分析应力高梯度问题。本文简要介绍了无网格方法的基本原理，给出了确定节点影响域大小的方法，应用无网格方法对带有V型缺口的受拉方板J23-10曲柄压力机机身进行了受力分析，得到的应力集中部位的计算结果与实际值更为接近。     

Residual Stress Analysis of Orthotropic Materials by the Through-hole Drilling Method

The present study deals with the development and the application of the through-hole drilling method for the residual stress analysis in orthotropic materials. Through a systematic theoretical study of the stress field present on orthotropic plates with a circular hole, the relationships between the relaxed strains measured by a rectangular strain gauge rosette and the Cartesian components of the unknown residual stresses are obtained. The theoretical formulas of each influence coefficient allow the user an easy application of the method to the analysis of uniform-residual stresses on a generic homogeneous orthotropic material. Furthermore, to extend the method to the analysis of the residual stresses on orthotropic laminates, caused by initial in-plane loadings, an alternative formulation is implemented. The accuracy of the proposed method has been assessed through 3D numerical simulations and experimental tests carried out on unidirectional, cross-ply and angle-ply laminates.