复合材料单层板非弹性主方向的裂纹尖端应变能释放率

本文研究线弹性正交异性复合材料单层板非弹性主方向的断裂问题.推出了非弹性主方向坐标系和弹性主方向坐标系的特征根和柔度系数的变换公式.将裂纹尖端应力与位移代入应变能释放率的基本公式,得到了在斜对称载荷作用下,用弹性主方向坐标系的工程参量表示的裂纹尖端应变能释放率的计算公式.     

影响弹塑性结构安定性的各种因素

安定分析是结构设计或承载能力研究的一个重要方面。本文首先简单介绍了经典安定理论、分析方法及其工程应用,然后从影响安定性的诸因素出发,对安定理论的近期发展进行了综述,包括安定理论在热载荷、几何效应、应变强化效应、动力效应等方面的推广和应用,塑性应变(或残余变形)的限制方法,以及安定性的实验成果等。      

环形夹层板的屈曲状态

本文根据Reissner假设讨论了内外边界固支并在外边界上受面内径向均匀压力作用的环形夹层板的轴对称屈曲状态.首先给出了屈曲问题的基本方程;其次,用打靶法对一些参数值给出了最小的临界载荷;最后讨论了在临界载荷附近屈曲状态的存在性及其渐近形式.     

模拟滚弯非稳态过程的虚拟载荷法

采用传统的拉格朗日有限元模型模拟三辊滚弯的非稳态过程时,受到网格数量和接触算法的影响,计算效率难以提高.受计算流体力学的启发,将滚弯机跨内空间视作一维流场,工件挠曲线视作流场中的变量,采用欧拉观点建模,可以大大减小网格数量,同时降低接触处理的难度.将欧拉观点控制方程中的迁移项归结成一个附加的虚拟载荷,将其定义为型材空间...     

区域脉冲载荷下二维Lamb问题的精确求解

采用积分变换方法,并利用两类积分公式克服反变换求解的困难,求得了区域脉冲载荷下一个二维Lamb问题的代数形式的精确解.基于该分段函数形式的代数结果,纵波、横波、Rayleigh波等应力波成分在弹性表面的激发和传播过程得到详尽分析,其中很多结论是已有的解析积分结果或者数值计算结果不曾得到的.     

基于载荷谱的凸轮机构关键摩擦副优化研究

通过台架试验测得凸轮机构的凸轮转动轴在实际工况下的载荷谱. 然后,结合载荷谱和机构几何尺寸进行力学分析,得到凸轮轮廓上的载荷分布. 针对机构关键摩擦副在最大载荷附近发生严重磨损的问题,以载荷分布为基础,通过UMT摩擦磨损试验机进行模拟机构实际接触情况的试样试验,探究摩擦副材料的摩擦学行为,优化摩擦副材料. 结果表明:摩擦副材料的摩擦学行为与其硬度和韧性都有关系,在韧性无较大差别时,硬度较高的材料耐磨性较强. 对于硬度较低、韧性较高的材料,摩擦时会在其表面形成黏着层,减缓其进一步磨损,但是摩擦系数较高. 试验预测在以减缓凸轮转动轴阻力增长为目的下,凸轮、滚子和滚子轴材料分别为TC4、022Cr12Ni9Cu2NbTi和07Cr17Ni7Al时,其效果最好. 后经原尺寸机构实际工况试验,验证了预测的正确性.      

基于3自由度的新月形覆冰输电线舞动稳定性研究

针对覆冰输电线舞动问题提出了一种基于非对称空气动力系数矩阵的临界风速计算方法．基于拟静态理论得到覆冰输电线的气动载荷,该气动载荷考虑了横向运动以及扭转运动对相对风攻角的影响,最后建立等效的3自由度覆冰输电线舞动模型．在初始风攻角处对气动载荷进行泰勒展开,得到非对称的线性空气动力系数矩阵．结合3自由度振动方程以及非对称空气动力系数矩阵,采用Rourh-Hurwitz准则计算覆冰输电线舞动发生的临界风速．通过风洞实验测得新月型覆冰单导线的空气动力系数,根据本文提出的理论分析了竖向振动频率、面外振动频率以及扭转振动频率对临界风速的影响,最后与DenHartog理论得到的临界风速进行了对比．本文研究成果对于指导覆冰输电线路防舞设计具有理论意义．     

冰区航行中船舶结构冰载荷的现场测量与反演方法研究进展

冰载荷是影响极地船舶航行安全的重要环境因素,而对船舶结构的现场监测是获取冰载荷的可靠途径.鉴于船-冰相互作用的复杂性, 目前还难以直接测量冰载荷,一般通过结构应变、六自由度运动参数等船舶结构局部或总体响应的测量数据间接反演冰载荷.根据冰载荷的作用范围,本文将船舶结构冰载荷现场监测划分为局部冰载荷现场监测与总体冰载荷现场监测两大类.对国内外18艘极地船舶冰载荷现场测量试验的开展时间、试验海域、测量方案等信息进行了系统的总结和分析.从基本原理、适用范围、应用现状和发展前景等方面全面地介绍了船舶结构冰载荷反演的影响系数矩阵法、支持向量机法、格林函数法、运动参数法和功能关系法,并重点分析了"MV Timofey Guzhenko"极地穿梭油轮与"IBRV Araon"破冰考察船的冰载荷测量结果.在此基础上对船体局部冰压、冰力峰值、冰载荷概率分布和冰激振动加速度等相关研究进展进行了深入的讨论.最后从测量技术、反演方法、冰载荷特性等方面剖析了当前船舶结构冰载荷现场监测中存在的问题,并探讨了相应的研究方向.本文对国内外极地船舶冰载荷现场测量与反演方法的论述可为后续研究与工程应用提供科学参考,从而更好地促进我国极地船舶的抗冰结构设计与冰区航行技术的发展.      

光学炮塔气动载荷的非稳态特性

采用耦合J-B模型的IDDES模型与双时间步LU-SGS方法开展炮塔非稳态气动载荷的数值仿真研究。炮塔流动会发生分离,天顶位置的分离角大于90°;当流动绕过炮塔时,形成马蹄涡、脱落涡街等非稳态流场结构,导致气动载荷也具有非稳态特性;炮塔顶点的脉动静压功率谱在1.6~40.0 kHz进入各向同性均匀湍流的惯性子区,基本满足Kolmogrov的-5/3定律;气动力以阻力为主,横向力的脉动幅值大,气动力矩则以俯仰力矩为主,滚转力矩的脉动幅值大,偏航力矩可以忽略不计;气动力和力矩的功率谱主要集中在1 kHz以下,存在多个尖峰频率,主频约为230 Hz (斯特劳哈尔数为0.15)。在ATP系统设计之初,需要考虑光学炮塔所受气动载荷的非稳态特性,并规避尖峰频率尤其是主频的谐振破坏问题。     

复合材料垂尾受热应变激增问题分析

为了解决复合材料垂尾在无机动时应变电桥出现应变激增的问题,本文建立了一种采用应变法测量复合材料翼面结构飞行载荷的物理模型,井进行定性验证试验.理论分析和试验结果表明,垂尾单侧翼面受热时,2个弯矩电桥应变急剧变大(应变值分别为175.24和254.15),而2个剪力电桥的变化很小(应变值分别为13.52和3.83),其根...