应力状态分析——三向拉(压)时斜截面上的应力

从受力构件某点处取出以主应力表示的三向应力状态出发求任一斜截面上正应力和剪应力的解析法和图解法。在图解法中作了探讨,提出“混合法”比较简单。     

二向应力状态的矢量应力圆法

本文介绍二向应力状态的另一种解法——矢量应力圆法。该方法是以力的平衡方程为基础求力,并画出单元体所受外力的矢量图,从该图上可量出所求斜截面上力的大小和方向,从而应力的大小和方向即可求得。在某些情况下比用材料力学中的解析法或图解法更快些,且更易于想象。     

超大型铁件焊接残余应力分析

采用有限元软件ABAQUS对某工程超大型铁件的焊接残余应力进行分析,给出焊缝截面处残余应力的大小和分布,以及焊接件的变形,最后得出焊接残余应力的分布规律。     

矩形截面梁的应力极值新算法

矩形截面梁应力极值分析是其强度设计的关键,应用应力状态数值计算的新方法对其进行分析,得到了准确的应力极值分布规律图,采用整体分析的综合方法,利用应力圆的几何分布特点,在图形上就可以准确地判定出应力极值的大小和方位,使得应力极值的分析问题由抽象的计算变得具体而且可视,方便于梁应力极值问题的分析和应用。     

杆件在复杂内力作用下的强度分析

建筑工程、机械工程中往往有些杆件是在复杂内力作用下工作。为了保证杆件工作安全可靠,有必要对其强度进行分析。实验表明圆截面构件的破坏必在其半径的最大处,即最大应力点一定在圆的表面上某点。由切应力互等定理可知,在截面边缘上各点处切应力方向必与圆周相切。假设研究的材料为线弹性,多个力作用效应符合材料力学叠加原理。为此,利用材料力学方法可以解决杆件横截面上存在多个内力的强度计算问题。能够通过试算或数学软件绘制函数曲线来求出极值,确定危险点的位置。虽然工程上同时出现6个内力分量的机会不多,但作为理论探讨仍有其实际意义。在设计领域计算手段不断进步的今天,解决工程力学数值精确计算已经很容易。     

三向应力状态分析的图解法

根据斜截面上应力分量的计算式，提出了“辅助应力圆”的概念，以“辅助应力圆”和莫尔圆的组合探讨了三向应力状态下任意斜截面上应力分量的图解法，以及获得主应和主方位角的方法。     

用能量原理推导圆轴扭转弹性变形与应力分布

关于圆轴自由扭转时横截面上的应力分布,弹塑性力学给出的弹塑性解与大量金属材料的扭转实验结果存在众多分歧。针对这一问题,通过分析材料在弹塑性变形阶段弹性变形和塑性变形对应的细观机理,根据最小变形能原理,给出了弹塑性小变形时,圆轴扭转横截面上任一点处的切应力和弹性切应变的分布规律。结果表明,圆轴扭转时小塑性变形的出现,并不影响材料的弹性性质,也不改变构件内弹性变形的分布规律,即在弹塑性小变形条件下,圆轴扭转横截面上任一点处的切应力、弹性切应变的大小仍与该点到圆心的距离成正比,亦即仍呈现出与弹性变形时相同的分布规律。     

平面应力状态最大主应力方位的确定

推证了一个确定最大主应力的方位公式，通过结合主应力公式，可直接明确地给出最大主应力及最小主应力的方位，从而可避免再用应力圆或实践经验判断主应力方位的过程．     

《材料力学》中应力状态分析教学方法研究

在平面应力状态分析中,通过取出受力构件内某点的应力状态,便可以求出任意斜截面上的应力和主应力,从而对复杂受力构件作强度计算。本文就应力状态分析教学方法进行了探索研究。     

斜交墩截面刚度与弯曲正应力

斜交墩与正交墩受力的不同主要体现在截面刚度与弯曲正应力,通过理论分析得出斜交墩顺桥向截面刚度相对于正交墩增大,并推导了采用主惯性矩、斜交角和主轴坐标系坐标表示的斜交墩弯曲正应力公式,得到了在顺桥向弯矩作用下斜交墩截面中性轴的位置与斜交角的关系。通过对某实桥的斜交墩进行截面惯性矩计算,建立有限元模型计算弯曲正应力,对研究结论进行了验证。研究结果表明：主轴坐标系任意坐标点的弯曲正应力随着斜交角度变化而变化,且存在极值,该点应力极值对应的斜交角度仅与该点的主轴坐标系纵横坐标比值有关;矩形斜交墩（包括空心墩）顶点处最大弯曲正应力存在最不利的斜交角,并分别得到了矩形实心墩与空心墩角度的解析表达式。     

确定平面应力状态下主应力方向的简便方法

强度理论及强度计算,是材料力学中的重要内容。强度理论的建立依据是应力状态分析,应力状态分析的主要内容,就是准确确定主应力方向,所以是否能准确的确定主应力方向,对强度计算至关重要。本文分别用解析法和图解法确定主应力的方向．解析法可用两种方法;一种是用主应力的计算公式确定,另外也可通过计算单元体上的应力情况,用直观判定的方法,确定主应力的方向。图解法是用应力圆,通过作图确定主应力方向,比较几种方法,找出更为简便的确定主应力方向的方法。     

双材料层合梁的弯曲切应力分析

为分析由不同材料组成的任意多层层合梁的弯曲性能,以一矩形截面层合梁为例,采用相当截面法确定了组合截面中性轴的位置,利用静力平衡条件建立任意多层复合材料层合梁横截面上任一点处弯曲切应力的一般公式。在此基础上,进一步推导了双材料层合梁的弯曲切应力计算表达式,表明弯曲切应力在不同材料层沿截面高度分别按二次抛物线变化,并且在结合面处保持连续。通过对双材料层合梁截面优化设计问题的分析,为避免弯曲切应力引起层合梁结合面处的脱层问题提供了设计理论依据。     

平面应力状态最大主应力方向的判定法

本文提供平面应力状态下最大主应力方向的简便的判定法,并给出图解法证明和解析法证明。     

形状记忆合金受弯杆横截面上的应力分布

从Brinson本构理论出发，将材料沿构件的纵向等效成若干纤维丝的组合，并假定在受力时由这些纤维丝组合而成的横断面上的应变大小沿着截面高度呈线性变化，即同一横断面的变形符合平截面假定，从而建立起形状记忆合金在弯矩作用下截面上的应力沿截面高度的关系式。通过实例分析，认为构件在弯矩作用下横断面上的应力沿截面高度呈非线性分布，并有明显的相变点；同时发现在相同的应变情况下，加载时的应力明显大于卸载时应力，出现应力滞后，因此认为形状记忆合金可以作为弯矩作用下的耗能材料。     

弯箱梁桥各种荷载应力与自重应力之比的研究

以桥长和圆心角为参数建立了30个二等跨连续弯箱梁桥模型,拟合出跨中和支座处不同荷载单独作用时的控制截面角点上的正应力与自重正应力之比(自比重)随圆心角(或桥长)的关系曲线,并对这些自比重曲线进行详细讨论,总结出各种荷载自比重随2参数的变化规律,对工程设计提出建议和借鉴依据.     

等腰三角形截面杆的弯曲

由于数学上的困难,文献中有关等腰三角形截面杆弯曲问题只有在一些特殊情况下获得了精确解。本文所研究的应力函数可以用来解决所有顶角在0°<2α<90°范围内的等腰三角形截面杆弯曲问题的精确解。Timoshenko关于等边三角形截面杆弯曲问题的应力函数及其解是本文给出的普遍应力函数及其解中的一个特例。     

弯箱梁桥各种荷载应力比重的研究

以桥长和圆心角为参数建立了30个二等跨连续弯箱梁桥模型,拟合出跨中和支座处不同荷载单独作用时的控制截面角点上的正应力在所用应力中的比重随圆心角（或桥长）的关系曲线,并对这些自比重曲线进行详细的讨论,总结出各种荷载应力比重随二参数的变化规律,对工程设计提出建议和借鉴依据.     

钢管混凝土拱桥初应力度调查与分析

在收集已建钢管混凝土拱桥资料的基础上,探讨初应力取值问题,分析此类型桥梁的初应力度范围. 同时,研究钢管混凝土拱桥的初应力度与跨径、截面形式、矢跨比、钢材类型、混凝土延米重等的相关关系. 调查表明,跨径和截面形式是影响钢管混凝土拱桥初应力度的主要因素,跨径增加、初应力增大,且以桁式拱桥的初应力最大、单圆管截面的最小. 不过,相同跨径下单圆管截面的初应力最大、桁式截面的最小. 最后,给出以跨径和截面形式为参数的初应力度简便计算方法,为钢管混凝土拱桥初应力问题的研究提供参考.     

旋转支承钢轮应力分析

以Hertz弹性接触理论和曲梁理论为基础,分析了回转支承空心钢轮的圆周应力对轮轨接触von Mises应力峰值及其位置的影响,通过采用平面应变有限元的进一步分析表明,降低钢轮截面梁高可以提高钢轮的径向柔度,同时圆周应力可以有效地抑制接触正应力,提高钢轮接触强度,但可能使钢轮接触区内yon Mises应力峰值点从中间向两侧分离,导致应力循环次数翻倍,影响疲劳强度.至于对接触区内钢轮的剪应力和钢轨的von Mises应力,截面梁高的变化对峰值和位置的影响则不大.     

莫尔圆图解法的改进

本文对应力圆图解法作了改进，使图解法更直观、更简便。并将改进后的图解法应用到应变、惯性矩计算中