用于三维裂纹扩展分析的有限变形不可逆内聚元

为了能准确和高效的跟踪动态裂纹扩展,我们发展了三维有限变形的内聚元和一系列不可逆内聚力关系.该内聚元通过采用不可逆内聚力关系来控制裂纹两侧物质的逐渐分离和形成自由表面,这一点可类比于传统有限元对块体材料的离散化.为了展示该方法的预测能力及便于灵活使用的特点,我们模拟了Zehnder和Rosakis$^{[1]}$所做的重物落下动态断裂实验,值得注意的是该方法可以近似模拟出裂尖的轨迹.      

近边界三维水下爆炸气泡动态特性研究

模拟了近壁、近自由面的水下爆炸气泡的非线性动态特性,假定水下爆炸气泡脉动阶段的流场是无旋、不可压缩的,采用高阶曲面三角形单元离散三维气泡表面,用边界积分法求解气泡的运动,在计算奇异积分时通过重新构造双层位势的主值积分消除双层奇异积分的奇异性,得到更精确的结果,并通过合理的加权方法精确的求解边界面上各节点的真实速度,结合弹性网格技术（elastic mesh technique, EMT）得到优化速度,在整个模拟过程中不需要采用数值光顺。将本文的三维模型与轴对称模型进行的对比分析表明,两种模型计算结果吻合很好,并用三维模型模拟了气泡与自由表面及圆筒的相互作用,水下爆炸气泡在自由表面及圆筒的联合作用下呈现出强非线性。     

应用格形模型和统计方法分析两相材料宏观等效力学性质

采用格形模型和统计方法分析了三维两相材料的宏观等效力学性质。首先建立了两相非均匀材料的力学模型和相应的格形有限元分析.在后利用该方法针对六种两相材料模型,分别分析了材料体积比、不同空间分布和材料物理性质分布对两相材料宏观力学性质的影响。由于使用了三维非均匀模型和自适应载荷步长的加载技术,该方法可以较好地模拟材料在准静态加载条件下的破坏全过程,所得结果可以为颗粒（或短纤维）增强复合材料的力学性质及其设计提供参考依据。     

LC4—M材料复合型韧断主要影响因素的分析

通过分析LC4－M铝合金材料在不同复合比载荷下的断裂试验结果,参照常规断裂现象,修正了一般断裂试验中认定裂纹启裂方向的方法,结合不同复合比下裂尖附近应力三维、主应力方向的计算分析,得到：在裂端的钝化变形区域、应力三维度的极大值处,对应于裂纹的启裂位置,即使在高韧性材料中发生剪切断裂的情况下也是如此;裂纹的启裂方向在拉伸断裂时与启裂点最大拉应力方向有关,在剪切断裂时启裂点最大剪应力方向有关,引起两种形式断裂的主要因数和破坏机理有很大不同。     

彩色数字编码投影光栅三维轮廓术的研究

研究了一种用彩色条纹对光栅进行数字编码的方法。其中投影光栅用白、红、绿、蓝和它们的补色黑、青、品、黄按照四位二进制原理对光栅进行编码。用白色和黑色条纹分别表示八位上的1和0;用红色和青色条纹分别表示四位上的1和0;用绿色和品色条纹分别表示二位上的1和0;用蓝色和黄色条纹分别表示个位上的1和O。这样在一个周期中共有64个条纹。这样的空间周期能够胜利一般特体的测量。由于每个的条纹只有一个逻辑状态,所以这种方法具有较好的抗干扰能力。     

一种新的投影莫阿三维轮廓测试系统

基于投影莫阿原理,考虑到传统投影莫阿测试系统结构难以达到均匀光照,机械结构相移速度慢且重复精度低的缺点,设计出一种新的投影莫阿三维轮廓投影成像测试系统,利用计算机实时控制亮灭三个光源实现相移,大大提高了系统测试速度,相移重复精度好,采用垂直投影,双电荷耦合器件（CCD）倾斜成像机构,提高了光场的均匀性和可测物范围,该系统特点是测试速度快（全场测量：2s-8s),相移精度高,测量面积大（最大可为300mm*300mm),光强照明均匀,系统测量精度可达40um,详细分析系统关键技术,并给出具体实验结果,结果表明系统的设计原理是成功的,为大面积物体三维轮廓快速测量提供了一种有意义 的思路。     

三维虚拟层合板壳单元及其应用

层合结构已广泛应用于各类工程领域。文中介绍的三维虚拟层合板壳单元,其主要特点是它允许同一单元由不同材料构成,有限元网格划分时可以把整体节点定义在结构的外部。这就使得该单元不仅可以应用于一般的层合结构计算,而且还可以应用于结构的形状优化设计。文中的经典算例说明了该单元的有效性。     

复合型运动荷载作用下横观各向同性体三维裂纹的应力强度因子

讨论横观各向同性体中含一半平面裂纹,在裂纹面上作用有运动点荷载的三维复合型应力强度因子历史,通过积分变换技术,最终将问题归结为求解Wiener-Hopf型积分方程组,该文给出了求解这一类积分方程组的一般性方法,在此基础上,基于Abel定理和Cagniard-deHoop方法,求得Ⅱ、Ⅲ型复合应力强度因子的解析解,最后通过数值结果揭示了横观各向同性材料三维方尖端场的动态特性。     

三维有限裂纹体分析

基于胡海昌教授提出的一类不含强奇异积分的新型面力边界积分方程,针对含平面裂纹三维有限体问题给出了数值分析和半解析数值分析裂式。文中对含圆裂纹或裂纹系的厚板、圆柱,以及含垂直于表面有的椭圆裂纹的矩形板等有关问题进行了具体求解,求得了相应的应力强度因子。将文中计算结果与已有结果比较表明,该方法具有较高的精度,而计算量较小。     

准三维旋转流体模型及其在部分充液转子稳定性分析中的应用

提了了一种简单的无粘旋转流体准三维模型,并给出了旋转流体对转子作用力的详细表达式,然后用该模型分析了部分充液刚性悬臂转子系统的稳定性,并与实验结果进行了比较,两者在定性上符合较好,准三维无粘流体模型与其它的无粘膜型一样也仅能用来分析无外阻尼或外阻尼较小的部分充液转子系统的稳定性问题。