基于子模型法的带有表面裂纹钢丝应力强度因子研究

钢丝裂纹应力强度因子是进行钢丝疲劳断裂寿命评估、疲劳裂纹扩展分析和钢丝断裂强度评估等工作的重要参数。本文首先介绍了裂纹扩展分析软件FRANC3D,然后基于子模型法模拟研究了拉伸荷载作用下带有表面裂纹钢丝的应力强度因子,裂纹种类包括直线形裂纹和半圆形裂纹,最后拟合得到拉伸荷载作用下带表面裂纹钢丝的应力强度因子形状修正系数表达式,分析了利用该公式进行承载力评估时产生误差的原因。研究结果表明,利用子模型模拟分析拉伸荷载作用下带有表面裂纹的钢丝应力强度因子时计算精度高,计算速度快,对计算机硬件要求低;利用该方法得到的钢丝裂纹应力强度因子,在进行索承式桥梁吊索安全性能评估时,评估结果更精确。     

超静定型钢桁架优化设计的面积比法

满应力准则是对超静定型钢桁架进行优化设计的有效方法．但这种方法的主要缺点在于收敛速度很慢甚至不收敛,这给设计工作带来很大的不便．对问题进行了研究,在“型钢压杆稳定设计直接法”的基础上,提出了满应力优化设计的一种新方法——面积比法,有效地提高了设计过程的收敛速度,降低了设计成本,供有关结构设计人员参考．     

薄壁绕丝筒体应力与变形的近似计算

将等张力缠绕筒体钢丝层中沿厚度方向近似呈阶梯状分布的预应力简化为均匀分布,其大小由钢丝层预应力降低系数η确定(η随钢丝层厚度的增大而减小),由此可获得薄壁绕丝筒体应力与变形的近似计算式.     

钻孔法测量残余应力中几个问题的探讨

本文针对钻孔法测量残余应力中一些不能用“释放”理论解释的问题,通过对钻孔法基本测量原理的分析和与其它传统电测方法对比,认为常用于测量残余应力的电测方法中钻孔法应定义为“干扰法”,切条法和套孔法为“释放法”,Sach＇s镗削法则为“干扰-释放法”.根据实验结果推荐公式=(λ-1)~(1/2)为预测钻孔深度的经验公式.同时应用“干扰”理论分析了压痕法测量残余应力的基本特性,提出压痕法与电测法结合将发展成为一种近似无损的测量残余应力的新方法.     

光弹性实验——(三)三维光弹性实验的“冻结”法

“冻结”法是当前解决三维应力分析问题比较有效的方法,在工程中已获得了广泛的应用。 “冻结”法的实验程序是:三维模型的应力“冻结”→沿需研究的截面切出薄片→将切片夹持于旋转台上,用偏光弹性仪或偏光显微镜,以平行光法或聚敛光法进行实验量测工作,获得必要的数据——等色线及等倾线→根据实验数据进行应力计算,给出工程中提出的应力分析问题。     

非均匀介质有限元法

提出适合非均匀介质应力分析的有限元法．文中在有限单元内部采用等参变换方法模拟材料特性的变化，算例表明该法计算效率高，计算精度好．     

胶补加筋板应力强度因子及胶层剪应力计算

在铆钉力法的基础上，提出计算胶接修补加筋板结构应力强度因子及胶层剪应力的解析法，对分析胶接修补的加筋板强度具有现实意义．利用影响系数，可以得到筋条、补片及蒙皮位移的表达式，根据位移协调条件，建立联立方程，从而得到胶层剪应力及铆钉力．通过解析式，计算裂纹尖端的应力强度因子，分析补片对结构修补的效果，综合考虑了筋条及补片对应力强度因子的影响．     

激光反射全息干涉法现场测量残余应力的实验研究

本文根据激光反射干涉法的基本原理，采用钻盲孔释放残余应变的手段，提出一种新颖的残余应力激光全息现场测量的方法，推导出该光学测量方法３种计算公式．解决了激光全息干涉法不能进行现场实测的难题．     

激光反射全息干涉法现场测量残余应力的实验研究

本文根据激光反射干涉法的基本原理，采用钻盲孔释放残余应变的手段，提出一种新颖的残余应力激光全息现场测量的方法，推导出该光学测量方法３种计算公式．解决了激光全息干涉法不能进行现场实测的难题．     

三维光弹模型内部应力全场分析的进一步研究

本文对目前广泛采用的三维光弹性应力分析“冻结”切片法作了扼要的讨论,并提出以“冻结”法为基础,采用一种连续切片法,可将对切片一次正射所获得的实验数据,与弹性理论基本方程和本文所导出的方法相结合,进行三维模型内部应力全场分析,通过电子计算机进行数值计算,获得了满意的成果,且为今后三维光弹性应力分析自动化提供新的途径。     

轴向加载下不同捻向多股钢丝绳的力学行为研究

多股钢丝绳在工程结构中广泛应用，其中多数钢丝经过两次捻绕成为二次螺旋钢丝。基于Love弹性曲杆理论和变形前后钢丝绳结构状态分析，建立了轴向加载下考虑二次螺旋钢丝局部变形行为的多股钢丝绳弹性理论模型，并通过有限元模拟研究了钢丝绳的弹塑性力学响应。将弹性理论模型结果与有限元模拟结果、Costello模型进行了对比验证，进一步分析了不同捻向钢丝绳(顺捻、交互捻)整绳和局部钢丝的力学行为。研究发现二次螺旋钢丝的局部响应不同于单股绳一次螺旋钢丝，钢丝的弯曲和扭转变形沿钢丝绳截面周期性变化。整绳受拉伸载荷时，沿钢丝轴线的拉伸变形占主要部分，交互捻钢丝的弯曲和扭转变形均小于顺捻钢丝，且扭转变形的方向与顺捻钢丝相反。在通常弹性使用范围内，交互捻钢丝绳沿钢丝截面的最大拉伸和扭转应力均小于顺捻钢丝绳，且产生的反作用扭矩更小，因此优于顺捻钢丝绳。     

应力场强(SFI)法下的疲劳缺口系数K_f的计算

着重研究场强法理论下疲劳缺口系数Kf的计算．结果表明应力场强法理论下的疲劳缺口系数Kf与试验结果符合得较好,用应力场强法理论计算得到的等幅和变辐载荷的寿命与试验寿命也符合得较好．     

J．M．Dancan反转应力法的探讨

作者从近年来实际应用有限元法模拟地下工程开挖过程时发现的问题入手，讨论了Ｊ．Ｍ．Ｄａｎ－ｃａｎ反转应力法存在的缺陷．并进一步从理论上分析了Ｊ．Ｍ．Ｄａｎｃａｎ法出现问题的特征和条件．最后给出了一种可替代Ｊ．Ｍ．Ｄａｎｃａｎ反转应力释放法的直接积分法．     

疲劳裂纹形成寿命预测方法综述

本文对预测结构疲劳寿命的主要方法作了系统的回顾,并按控制参数将它们分为４类：名义应力法,局部应力应变法,能量法和应力场强法．对这４类方法从多方面作了简要的比较,从宏观力学观点看,应力场强法能比较好地解释疲劳现象,且与疲劳机理比较符合     

基于ARCHARD磨损模型的WR-CVT非连续接触钢丝绳磨损研究

针对WR-CVT (Wire rope continuously variable transmission)弯曲段钢丝绳更易磨损问题,以6×7+IWS (Merallic wire strand core)钢丝绳为研究对象,基于Archard磨损模型结合自适应网格技术,建立WR-CVT钢丝绳非连续接触磨损有限元模型,研究磨损对钢丝绳接触压应力以及滑移幅值等接触参量的影响,并进行了试验揭示磨损机理.结果表明：随着磨损的作用,钢丝间接触区域不断增大.最大磨损深度出现在钢丝绳与绳槽边缘接触处,此处钢丝接触压应力较磨损前显著减小,滑移幅值和磨损深度在不断增大,接触压应力集中点沿钢丝轴向不断移动,接触区域形貌逐渐形成扁平状,磨损机理为磨粒磨损、黏着磨损和疲劳磨损.     

液饱和多孔介质中三维应力波的传播

为了深入研究液饱和多孔介质中应力波的传播，提出了三维两相细观计算模型．基于此模型。应用Galerkin余量法并计及流-固耦合界面的耦合效应，利用直接耦合的技术，开发了三维流-固混合显式动力有限元计算程序．在此基础上对冲击载荷作用下液饱和多孔介质中三维应力波的传播现象进行了数值模拟，并详细讨论了孔隙率，孔隙形状等因素对应力波传播主导波形的影响．     

脆性岩石断裂破坏机理的边界配位法分析

针对裂纹表面承受载荷时的应力条件，提出了新的应力函数，该应力函数对于各种裂纹模型、各种边界条件、各种边界形状、裂纹表面自由或承受均布载荷等均适用．并利用边界配位法，计算了在压缩载荷下，岩石内部裂纹的应力强度因子（ＳＩＦ），给出了关于岩石断裂破坏的一些新结论     

粘弹性构件应力分析的混合法

详细讨论了光测粘弹性介质中光学及力学参数测试的理论及方法。首次提出用边界元与光粘弹性法相结合求解粘弹性体中应力分析的新方法，并推导出了相应的公式．以粘弹性简支梁为实例验证了我们提出的方法．     

依据控制致裂钻孔应力变化确定原岩应力的平行钻孔法的研究

为了寻求一种操作简单、低成本的岩体应力测试方法, 本文提出了一个依据控制致裂钻孔应力变化的量测推算原岩应力的改进平行钻孔法。本文阐明了平行钻孔法岩体应力量测的特点和控制致裂法的原理。介绍了依据控制致裂钻孔应力变化确定岩体应力的基本理论。     

钢丝帘线泊松比的实验研究

本文对钢丝帘线／橡胶复合材料中的钢丝帘线泊松比的定义提出了新的见解，建议用钢丝帘线横截面变化率代替其横向应变，并提出了利用扫描电子显微镜测定截面变化率的实验方法