应力互换定律在平面应力分析中的应用

剪应力互等定律是材料力学中常用的一个定律.如所周知,它是应力互换定律在两微面相互垂直时的一种特殊情形.当两微面不相互垂直时应力互换定律对分析问题更显方便.一般空间应力状态的应力互换定律的证明可见于弹性理论书籍.本文仅对平面应力状态用材料力学的方法作简单的证明,并举例说明它在平面应力分析中的应用.     

关于斜交微面上应力的合理性

文[1]对文[2]提出的应力互换定律在平面应力分析中的第3种应用,即快速检查斜交微面上应力的合理性提出商榷,并将文[2]图5中的剪应力26MPa 改为-23MPa 后,作为反例.然后应用应力互换定律得:     

斜交微面上应力合理的充要条件

文[1]认为应力互换定律不是斜交微面上应力合理的充要条件,笔者认为值得商榷.斜交微面上应力合理的涵义应该是斜交,微面上的应力应满足微体的全部有效的静力平衡方程.由文[2]所设立的楔形微体(图1)的平衡条件     

双轴应力状态下正交异性动态光弹性应力——光性定律研究

基于静态下Ｈｙｅｒ和Ｌｉｕ表述的正交异性应力－光性定律，在前文中，提出了正交异性光弹性复合材料的动态应力－光性定律并证明了其在单轴应力状态下的正确性。本文旨在进一步考察在双轴应力状态下正交异性动态应力－光性定律的适用性，采用的方法是对纤维增强光弹性复合材料制作的平板模型施加冲击荷载，加载方向与材料纤维方向分别成０°、９０°及４５°角，同时进行正交异性动态光弹性实验和动态应变测量，另外，对该模型进行相应的各向异性介质时域边界元计算。把动态应变测量推算出的应力分量以及时域边界元计算出的应力分量分别代入正交异性动态应力－光性定律，得到随时间变化的双折射条纹级数历程，将其与正交异性动态光弹性实验的结果进行比较。实验及计算结果表明，在三个加载方向下，由这三种方法得到的双折射条纹级数历程均吻合良好，从而证明了前文提出的正交异性动态应力－光性定律在双轴应力状态下的正确性。     

低速冲击下复合材料合板的响应过程模拟

运用一种精度较高的高阶位移模型分析了复合材料层合板在低速击下的响应过程,该位移模型能够同时考虑层间正应力和横向剪应力,另外,采用修正的Hertz接触定律与Newmark积分方法相结合,建立了冲击接触的有限元模型,本文的数值模拟计算结果与解析结果相比较证明了该方法的有效和精确性。     

多点碰撞中的牛顿碰撞定律

本文指出一般多点碰撞中牛顿碰撞定律不再成立,从而需要检查各多点碰撞模型中该定律的正确性,为此证明了一个判别定理.     

正交异性动态光弹性方法的几个基本问题的研究

文章对适用于动态研究的正交异性光弹性复合材料进行了分析，详细说明了光弹性复合材料中残余双折射的确定方法；基于静态下Ｈｙｅｒ和Ｌｉｕ应力－光性定律，提出了正交异性动态应力－光性定律，并对正交异性材料的动态力学参数及动态光弹性常数给出了实用的标定方法；最后，利用三个单轴压缩试件（０°，９０°及４５°），采用动态应变测量方法，证实了单轴应力状态下正交异性动态应力－光性定律的正确性。     

用光弹和光弹贴片法研究爆炸应力波

本文借助于光弹和光弹贴片法及沙丁照相机,用透明的环氧树脂板和带有双折射贴片的大理石板模拟无限平面,研究了炸药爆炸后介质中应力波传播的特征。借助于动态二维应力光学定律和应变光学定律得出了无限平面中炮孔周围应力场的定量分析结果。     

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。     

爆炸应力场的动光弹性分析

本文以动光弹试验结果为依据研究了炮孔周围应力波的传播和两炮孔同时起爆时应力波的叠加,用二维动态应力-光性定律分解膨胀波中的主应力σ_R和σ_θ,分析了应力场的衰减规律。     

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多孔介质的变形表现为黏弹塑性,其中,弹性变形体现为本体变形;黏性变 形体现为结构变形;塑性变形体现为损伤变形. 在原有有效应力理论的基础上结合损伤力学 的基本原理,研究多孔介质有效应力的性质. 在原假设多孔介质颗粒可压缩的前提下,假定 部分颗粒可发生局部破坏,并且在颗粒破坏后,有效应力将有所增加,相应的骨架承载能力 将有微小程度增强. 采用损伤有效应力参与计算将能更加准确地描述多孔介质复杂的变形性 质.     

动态光弹性方法的主应力分离的研究

本文提出了动态光弹性、动态焦散线实验方法同边界元法结合的混合法，并用这种方法解决了动态光弹性主应力分离的问题，首先对现有的多火花高速摄影系统进行了改造，在动态实验过程中，成功地得到了不同瞬时的清晰的动态光弹性的等差线条纹和动态焦散线系列图像，这样，便可提取不同瞬时的边界应力值、全场主应力差值及边界上的外载。继而提出用Ｌａｐｌａｃｅ变换域上的边界元法来求解在冲击载荷作用下二维弹性模型全场的主应力和。最后，以受冲击载荷作用的圆盘为例，进行实验及边界元法计算，得到了分离的主应力场。     

主应力及其方向余弦和极值切应力方向余弦计算的补遗

对原已发表的有关主应力及其方向余弦和极值切应力方向余弦计算的文章中的不完善之处进行了补遗。     

接合残余应力在界面端的应力奇异性

接合残余应力对异种接合材料强度的影响很大，正确地分析接合残余应力在界面端附近的分布及其奇异特性，是研究异材强度评价方法的关键问题之一，本文利用弹性学中的Ｇｏｕｒｓａｔ公式和有关微分方程解的理论，求得了平面近似下的界面端附近的残余应力场及其应力奇异性，与单纯的外力作用时的情况不同，残余应力在界面端有可能出现对数型的应力奇异性，并且不能仅用Ｄｕｎｄｅｒｓ的异材参数来描述。     

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为研究金属-FGM-陶瓷 EFBF 复合板的稳态热应力,从热传导规律出发,结合热应力计算公式,建立了该复合板稳态热应 力的研究模型,用有限元和辛普生法分析了T_a=500K和T_b=1800K时,该 复合板的稳态热应力分布并与无梯度两层复合板的结果进行了比较. 结果表明：FGM梯度层的厚度、组分和孔隙率对该EFBF复合板的热应力有不同程度的影响, 此外,有梯度三层复合板的热应力比较缓和,最大拉应力减小29.18%. 此结果为该复合板的设计和应用提供了准确的计算依据.     

考虑损伤作用计算多孔介质有效应力研究

多孔介质的变形表现为黏弹塑性,其中,弹性变形体现为本体变形;黏性变形体现为结构变形;塑性变形体现为损伤变形. 在原有有效应力理论的基础上结合损伤力学的基本原理,研究多孔介质有效应力的性质. 在原假设多孔介质颗粒可压缩的前提下,假定部分颗粒可发生局部破坏,并且在颗粒破坏后,有效应力将有所增加,相应的骨架承载能力将有微小程度增强. 采用损伤有效应力参与计算将能更加准确地描述多孔介质复杂的变形性质.     

落叶松、白桦树木生长应力测试研究初探

对小兴安岭落叶松和白桦树木生长应力的实测结果进行理论分析,根据实验数据的处理,给出实测树木生长应力的分布图,其中纵向生长应力占有主要地位．     

半平面双材料角界面应力奇异性分布规律的探究

论文对半平面双材料角受集中力问题的界面应力场作了深入的探究,特别着重于双材料角端点附近的界面应力的奇异性分布规律.论文通过对界面应力的严格解和渐近解[16]的比较,发现在双材料角界面端点邻近,严格解和渐近解的差是一个向端点衰减的微幅震荡分布的应力.这个向端点衰减的微幅震荡应力的起始点,称为转换点.自界面端点到转换点,严格解等于渐近解与微幅震荡衰减应力的叠加,称为渐近段.自转换点到无穷远,界面应力由严格解确定,是界面应力的基本段.在基本段内,渐近解单调变化并趋近于零,显著地偏离严格解.所以,转换点将界面应力曲线分成渐近段和基本段.文中讨论了渐近段界面剪应力奇异分布的特点,及半平面双材料角界面端点存在应力奇异性的条件.转换点的意义在于它是渐近段和基本段的过渡点.把转换点代入渐近段的渐近表达式,即可导出表征双材料角奇异性的界面剪应力强度因子与转换点的界面剪应力的关系式.这个关系式将有利于双材料角奇异性初始脱粘判据的研究和建立.     

膜-基复合材料界面剪应力的三维半解析计算

采用影响系数法对膜-基复合材料的界面剪应力三维半解析进行了分析研究.利用三维有限元方法对薄膜的影响系数进行了计算. 将基体作为半无限大体,利用其平面边界作用单位力时的位移场解析解,得到基体的影响系数. 结果表明,对膜-基复合材料界面剪应力进行三维半解析计算,克服了完全用三维有限元对其进行计算的限制,为该类问题的分析提供了新的途径.     

考虑接触应力非线性分布的接触力元模式及其验证分析

在作者提出的非连续变形计算力学模型中,采用接触力元模型描述多体接触界面上的接触特性.由于这种模型中假定接触应力沿接触界面为线性分布,从而得到的接触界面应力分布往往出现跳跃等非光滑性特征,该文对此进行了改进,采用具有高阶光滑性的非线性函数建立了能够考虑界面上接触应力非线性分布的接触力元模式,以期合理地揭示多体系统中界面的接触特性.对某一典型算例进行了数值计算,通过与大型通用非线性有限元结构分析软件ABASQUS的计算结果对比,验证了所建议计算模型的合理性与有效性.两种方法计算得到的界面接触对上的接触力基本相同;而由于采用的应力分布模式的假定不同,接触应力有所差别,由于在该文计算模型中接触对上的接触应力是按照未知量直接求得的,因此按照所建议的非线性接触力元模式所得到的接触应力更为合理.