正交各向异性钢筋混凝土板的应力及应变分析

为了研究正交各向异性材料的应力、应变及弹性模量等力学参数,本文从材料的物理力学特性出发,推导了正交各向异性材料的弹性本构方程。用有限元分析软件模拟得到了正交各向异性钢筋混凝土板在自重与受荷作用下的应力、应变及板中挠度值。对比分析了视钢筋混凝土板为各向同性时的应力及应变情况。发现2种情况下的应力、应变及板中挠度值与实验数据均较接近,因此,本文的有限元分析方法是可行性的。由于2种情况下模拟结果相近,因此可视正交各向异性材料为各向同性进行分析,以简化分析过程。     

正交各向异性板周期张开型平行裂纹的应力分析

通过构造适当的Westergaard应力函数,采用复变方法和待定系数法对正交各向异性纤维增强复合材料板的周期张开型平行裂纹尖端附近的应力场进行力学分析.在无穷远处对称拉伸载荷的作用下,利用双曲函数的周期性,修正常规的应力强度因子定义,得到用n表示的周期张开型裂纹尖端的应力强度因子及用修正的应力强度因子表示的周期张开型裂纹尖端附近的应力场的显式解析表达式.此外,应力场的大小与材料弹性常数有关,这是正交各向异性材料不同于各向同性材料的特征.由于裂纹的周期分布,应力强度因子的大小取决于形状因子.结果表明,当裂纹间距趋于无限大时,退化为含单个中心裂纹正交异性纤维增强复合材料板的结果,并且所得的解析解能更好地体现裂纹的周期性.     

正交各向异性板平面应力问题

本文应用功的互等定理求解正交各向异性板的平面应力问题,所推出的位移方程,对各种载荷和各种边界条件的异性板都是适用的,是一种通用解析法。     

圆柱型正交各向异性曲杆在各向异性极点受力的弯曲问题

针对各向异性体在所有各个方向的弹性并不完全相同的特点,讨论了比较特殊情况下的问题,即圆柱型正交各向异性曲杆在各向异性极点受力的弯曲问题,构造了一个应力函数,给出了这类问题的一般的解法。     

正交各向异性矩形截面梁（板）的弹性扭转问题

对工程中常见的正交各向异性梁及正交各向异性板的扭转问题进行力学分析，采用Ｓ－Ｖｅｎａｎｔ假设，引入Ｐｒａｍｄｔｌ应力函数，给出该问题的弹性理解解，其结果可以作为复合材料结构力学的一个必要补充。     

正交各向异性板动力问题的边界元方法

根据几种正交各向异性板的近似基本解方法。特别是Tchebychev多项式逼近。由于近似基本解在边界上发散,必须将区域扩大。本文给出在m阶逼近时相对扩大量一个上限△_0=125/(64m~2-125)证明由区域扩大引起的误差为O(h 1/2)为了更好地逼近,每边上单元数在(2m)/3至m个之间为好。     

正交各向异性三角形薄板的弯曲问题

利用Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｒｉｔｚ法研究了板中面承受纵向力（拉力或压力）与法向荷载共同作用的，周边皆为简支的正交各向异性直角三角形薄板的弯曲问题。在某些特殊情况下，所得结果与得到的解答相符合。     

弹性模量比对正交各向异性承压锥壳大端应力的影响

使用各向异性薄壳理论对承压锥壳大端进行了力学分析,获得了锥壳大端连接处的剪力、弯矩及应力解,计算了弹性模量比对结构连接处的剪力、弯矩以及沿筒体纵向应力分布的影响。与各向同性的结果对比表明,弹性模量比对结构应力影响显著。研究结果为正交各向异性承压锥壳设计提供了参考。     

正交各向异性叠层复合材料板弯曲分析的有限单元法

文中构造出２０结点４８自由度三维退化层合板单元,用于分析各层片均为正交各向异性的叠层复合材料板的弯曲问题。该单元继承了文单元的优点,增强求解复合材料板的功能,对最有较强的适应性。对比同类问题分析,基于单层和分层理论的各类数值方法及状态空间理论的精确解法。本文方法简便易行,有相当的精度保证,求解效率也远高于上述诸法,是一种适合于结构总体分析的有效方法。     

正交各向异性板的非线性弯曲问题

利用“两变量法”和“混合摄动法”研究了正交交向异性板在非均布横向载荷作用下的非线性弯曲问题。在三边固定一边自由的条件下，得到一致有效渐近解。     

含圆孔有限厚度板的三维弹性应力场分析

通过三维有限元计算来研究含圆孔有限厚度板的圆孔边缘应力场,找出了应力集中系数与板的厚度、圆孔半径之间的关系,同时还分析了圆孔边缘的三维应力约束程度和三维应力约束区域的大小.研究结果表明:离面应力约束系数在板的中面最大,而在表面为0,三维应力约束影响区域的长度约为板厚的一半;应力集中系数沿厚度的分布是不均匀的,其最大值及位置与厚度有关;有限厚度板中面的应力集中系数及其最大值均大于平面应力或平面应变的应力集中系数;对含圆孔任意厚度板的应力集中问题,按平面应力或平面应变来考虑是不安全的;Sternberg等人对含圆孔任意厚度板的应力分布及应力集中系数的近似三维求解,仅适用于厚度较小的板,当板超过一定厚度时同样也是不安全的.     

A New Approximate Fundamental Solution for Orthotropic Plate

A weight double trigonometric series is presented as an approximate fundamental solution for orthotropic plate. Integral equation of orthotropic plate bending is solved by a new method, which only needs one basic boundary integral Eq., puts one fictitious boundary outside plate domain. Examples show that the approximate fundamental solution and solving method proposed in this paper are simple, reliable and quite precise. And they are applicable for various boundary conditions.     

含不同矩形孔各向异性板孔边应力状态

针对含矩形孔的复合材料板，根据非均质各向异性弹性理论，建立了基于准确的边界条件的边界积分方程，得到开口结构的应力分布，给出了含矩形孔复合材料板的精确解析解．按照所建立的数学模型对不同的矩形孔在偏轴荷载作用下对孔边应力集中系数的影响进行探讨．     

正交异性板三维高阶渐近分析的圣维南原理表述和应力边界条件

提出正交异性板的三维高阶渐近分析,其内部区域各阶渐近解为各级精度的二维板理论解,首项与著名的Kirchhoff板理论一致;而其边界层解则分解为半无限板条的平面应变和扭转变形解,因而也缩减为二维边值问题的分析。由Laplace变换方法对边界层半无限板条的分析建立了指数型衰减解的应力边界数据应满足的充分必要条件,此即圣维南原理在板渐近理论研究中的列式或表述。由此导出高阶板理论的应力边界条件,首项时与Kirchhoff板理论缩减的力边界条件一致。     

关于正交异性材料I型裂纹的应力强度因子的探讨

利用对比全场解和局部解的方法,得出了正交异性材料I型裂纹的应力强度因子表达式,并将材料常数对其的影响做了简单的探讨。     

关于正交异性材料Ⅰ型裂纹的应力强度因子的探讨

利用对比全场解和局部解的方法,得出了正交异性材料I型裂纹的应力强度因子表达式,并将材料常数对其的影响做了简单的探讨.     

保角映射方法在复合材料断裂分析中的应用

复变函数保角映射方法作为一种成熟的求解方法广泛用在各向同性材料的弹性力学问题中,复变函数的保角映射方法有许多优点,可以省去繁琐的偏微分方程的求解过程,还可以用来求解形状复杂的孔口问题.但关于含裂纹各向异性材料断裂分析的保角映射方法很少见到,本文作者将保角映射方法推广到正交异性材料的断裂分析中去,并得到了系统的求解公式,该系列公式在复合材料断裂理论研究和工程应用中具有一定的实用价值.     

正交各向异性单层板轴向拉伸时圆孔边应力集中的研究

本文对复合材料的孔边应力进行了理论计算与测试研究。文中引用了正交各向异性单向板圆孔边应力集中系数的理论计算式。介绍了用光弹贴片法对拉伸时圆孔边应刀集中系数的实测．测试值中考虑了贴片的增强效应与泊松比失配影响。最后对测试值与理论值进行了比较，符合较好。     

剪切荷载作用下方孔应力集中问题的解析解

用解析的方法对孔口的应力集中问题进行研究,讨论在剪切荷载作用下矩形小孔附近的应力分布情况。首先建立剪切荷载作用下带矩形小孔薄板的能量方程,并把小孔看作外部荷载之一,从而得到具有循环周期性的有限元方程。然后采用U变换法对能量方程进行解耦。U变换法是一种能对循环周期结构进行精确分析的解析方法,应用该方法可以得到矩形小孔附近各点位移的解析形式解,进而对各点应力进行分析,得到应力集中系数。     

正交各向异性开孔夹支方板动力特性研究

用高精度三角形板单元有限元程序研究多种正交各向异性材料开圆孔或开方扎夹支方板的自由振动．分析材料性质、弹性主方向、孔的形状和大小与固有频率、振型的关系，并与各向同性开孔板比较，揭示正交各向异性材料开孔板的动力特性．