干燥过程中马尾松板材干燥应变的研究

用木材干缩元件、弹簧和阻尼器构建马尾松板材干燥应变模型，并采用改进的切片方法来分析干燥过程中木材的自由干缩、瞬时弹性应变、黏弹性应变和机械吸附应变的变化规律。在模型中引入与木材含水率密切相关的干缩元件，解释各层的干缩差异是产生干燥应力的源动力。结果表明，黏弹性应变和弹性应变具有相同的变化规律；机械吸附应变由应力和含水率变化共同作用产生，木材干燥结束后产生的机械吸附应变是干燥各时期机械吸附应变的叠加；机械吸附应变的大部分在干燥前期产生。表层干缩差异达到最大的时间可以作为判断干燥基准变更的时间，当表层干缩差异达最大值以后可以加快干燥速馊。     

污泥的滑移现象及其特性分析

为了确定对于脱水污泥是否存在滑移现象以及影响壁面滑移的可能因素,采用平行板旋转流变仪(AR2000)并借助高速摄像机进行实验,采用直线标记法观察滑移现象,考察了应力应变数据对平行板间距的依赖性,同时研究阶跃应变扫描时间应力曲线的趋势。结果表明,剪切试验表明随着应变增大,含水率80%的污泥,剪切应力在某一处发生分叉,即剪切应力依赖于间距,说明发生了滑移现象,同时将其用来研究临界剪切应力以及计算滑移速度的大小,初步拟合出剪切应力和滑移速度的公式。而含水率90%的污泥应力应变污泥曲线重合较好,即没有滑移发生。同时对含水率80%的污泥在不同剪切速率下进行了5s和60s的扫描,5s与60s情况下剪切速率分别于大于10s-1和0.5s-1时时间应力曲线出现峰值情况,即均有滑移现象发生,故浓度、剪切速率和时间均对滑移有一定影响。     

多孔材料热风干燥过程中收缩特性研究

为了更好的研究多孔材料热风干燥过程中内部干燥特性,将干燥过程中整体体积、尺寸收缩比与平均干基含水率的函数关系运用到内部各单元层。以胡萝卜颗粒为例,建立了干燥中物料内部各单元层收缩模型。运用MATLAB编程的方法对胡萝卜颗粒内部各单元层体积和尺寸变化及分布规律进行数值模拟计算。模拟结果表明:片状胡萝卜颗粒在热风干燥过程中随着水分不断对外扩散迁移、干基含水率降低的过程中,表单元层由于水分首先扩散蒸发到热空气中而首先收缩,内部单元层水分滞后扩散蒸发而滞后收缩;外部单元层水分扩散速率大于内部单元层,边界收缩位移量最大。通过实验对模拟结果进行验证,验证结果表明此模型可以用来表述干燥过程中多孔材料内部收缩特性变化规律。     

木材干燥应力模型的研究

将木材干燥过程中的总应变分为自由干缩、瞬时弹性应变、黏弹性应变和机械吸附应变，并在此基础上建立了木材干燥应力模型。应用此模型，只需要在干燥过程中测量出木材的分层含水率和干缩率，便可较准确计算出木材干燥应力应变。通过对30 mm厚马尾松板材干燥过程中总应变实际测量值与模型计算值的比较，验证所建模型计算出的木材干燥应力应变具有较高的准确性。     

沥青路面在半正弦荷载下的力学响应

研究轮胎/路面的接触印迹特征及随机荷载作用特点,采用ABAQUS软件构建路面结构三维有限元模型,对半正弦荷载作用下的沥青路面力学响应进行分析。结果表明,半正弦荷载作用下沥青路面的上面层和中面层出现应力应变集中,应力应变值随路面深度的增加而逐渐减小;沥青路面的竖向、横向及纵向应力最大值均出现在上面层,且竖向应力最大,横向应力次之,纵向应力最小;竖向、横向应变最大值出现在上面层,纵向应变最大值出现在上-中面层,且路面结构内部出现反复的纵向拉-压变形,这很可能是沥青路面轮迹带附近材料产生疲劳损坏的根本原因。另外,荷载作用时间和路面温度对沥青路面应变的影响要大于其对应力的影响,路面温度的升高导致应变增大且延迟了残余应变的恢复时间。     

膨润土-砂混合物缓冲层径向热传导性

膨润土-砂混合物作为高放废物处置库缓冲材料,在核废料衰变热影响作用下,其稳定性及物理力学性能产生显著变化,这对缓冲回填材料的包封阻隔作用及处置库的安全运行产生重要影响。本研究采用自行设计的装置对按比例缩小后的不同干密度、含水率、掺砂率试样进行热传导模拟试验,并对试验过程进行热-力耦合数值模拟分析,得到了缓冲层温度、应力和应变的变化及分布情况。结果表明,增大试样干密度、含水率和掺砂率均可提高导热性,应力和应变也随之增大,且不同含水率试样产生的结果变化显著;缓冲层靠近热源的位置温度、应力和应变最大,且沿径向方向减小,初始时刻各值变化显著。     

聚丙烯/硅藻土复合材料弯曲载荷下界面应力分布的有限元模拟

应用ANSYS软件对硅藻土填充聚丙烯复合材料弯曲载荷下的界面应力分布进行有限元模拟。结果表明,PP树脂与硅藻土粒子之间界面区各方向的正应力、等效应力、以及XY方向上的剪切应力均于硅藻土粒子的极点处达到最大值,并沿界面朝赤道方向逐渐减小;而YZ方向上的剪切应力在粒子的极点附近为最小,然后逐渐增大,在距极点约30°处达到到最大值;随后又回落,于距极点约40°附近后,变化趋于平缓。     

单搭接接头断续胶层中应力分布的数值分析

在分析现有的单搭接接头胶层中有集中间隙的有限元模型的基础上，提出了用平面应力随厚度变化的模型取代平面应变模型思路，对比了连续胶层与胶层中有3个断续间隙时搭接部位上剪切应力分布情况。结果表明：与连续胶层的单搭接接头相比，有3个断续间隙的接头剪切应力分布模型大致相同，应力的峰值增加约10％，断续胶层仍承受了部分工作载荷。     

基于数值模拟的无芯模旋压收口工艺

为深入研究旋压收口成形机理，并为实际工艺过程提供依据，文中建立了单旋轮无芯模旋压收口成形的大变形弹塑性有限元模型，使用有限元分析软件MARC，对旋压收口成形过程进行三维弹塑性有限元模拟．对旋压成形过程的变形机理及应力应变分布的分析结果表明，变形金属在旋轮与毛坯的接触区受三向压应力作用；从已变形区到未变形区，轴向拉应变逐渐过渡为压应变，径向压应变则过渡为拉应变．随着压下量的增加，等效应力增加，径向应力最大值均出现在口部直身以及过渡圆角内壁，最薄区域（拉裂危险截面）出现在过渡圆角位置．有限元模拟结果与实际旋压变形规律吻合良好，为收口旋压成形工艺的制定提供了理论依据．     

纤维缠绕复合材料旋转壳体有限元强度计算

本文用有限元法分析了如图1所示的纤维复合材料结构的旋转壳体。计算后给出各节点的位移、内力、封头处各节点内外两个单层的应力值和强度破坏裕度、筒壳处两个层组各自内外单层处各节点的应力值和强度破坏裕度。1.单元的选取 单元选取双曲拟协调单元,每个节点有三个未知数,单刚矩阵为〔6×6〕。 拟协调元方法是直接对应变进行插值处理。假设单元域内的应变场为为了找出广义参数〔a〕与节圆位移参数向量之间的关系,在(1)式两边同时左乘〔N〕T,并在单元内完成积分,得将(2)式代人(1)式,得到k卜州XAj’‘〔C)｛q),则得 ︾ ︶ 二 ︶ 「 二 「 …     

轴瓦合金层应力的有限元分析

建立了合金屋、钢背和轴承座的三层圆筒模型,利用ANSYS软件对轴瓦应力,尤其是合金层应力进行了计算,计算过程中考虑应力沿合金厚度方向的变化,结果显示,轴瓦周向应力分布取决于油膜压力的梯度,最大拉应力位于压力梯度最大处,而周向压应力的峰值则位于压力梯度方向改变处,径向应力的分布与滑膜压力的分布相同,压应力存在于油膜压力区域,径向应力与周向应力的最大值位于轴瓦合金层内表面,剪应力存在于压力峰值周围,并有一个转向过程,且剪应力的峰值位于轴瓦中截面合金层与钢背的结合处,理论计算证实,轴瓦合金层愈薄,疲劳强度愈高。     

应力状态对井壁失稳安全性的影响分析

目前研究井壁失稳问题时,考虑的因素为井周应力状态与强度的相对关系。当最大主应力与最小主应力之差差值跃过莫尔圆包络线,即认为井壁发生剪切破坏,产生平行于井眼轴线的纵向裂缝,一般取切向应力与径向应力分别为最大最小主应力。但是在某些特殊构造区域,井壁轴向应力成为最大主应力,如果仍按照传统的切向应力与径向应力进行计算,得出的坍塌压力与实际相比偏小,会低估井壁失稳的风险。本文研究了计算坍塌压力时考虑轴向应力的判断条件,给出了解析判别式,提高了坍塌压力计算精度。当地层强度低于该临界值时,应选取轴向应力为最大主应力。本文可以为直井钻井设计提供参考依据。     

页岩水化对岩石应力分布关系的影响

页岩气钻井井壁不稳定是钻井过程中的一个重要难题,含水量的多少直接影响岩石应力分布.根据现场数据得到含水量随时间和距井眼轴线距离的变化规律.通过力学与化学耦合的总吸附水量模型表征含水量和应力分布关系,并且考虑地层的各向异性.将假设地层为各向同性时的水化应力和地层为各向异性时的应力耦合.通过计算机编程分别得到径向应力、切向应力和垂向应力随井周角和距井眼轴线距离之间的三维关系图.结果表明,页岩径向应力,切向应力和垂向应力随距井眼轴线距离的增加而减小,说明在井壁处水化膨胀造成应力值很高,随距离井眼轴线距离的增加钻井液入侵减小,从而水化膨胀应力逐渐减小.切向应力和垂向应力随井周角变化明显,是由于地应力非均匀性造成的,页岩的水化增加了地层的不稳定性.     

锚杆支护下两向不等压深埋隧洞受力与变形弹性分析

为了给引水隧洞隧址选择和支护参数设计提供理论参考,采用均匀化方法,基于复变函数理论,推导了非均匀应力场下锚杆支护时深埋圆形隧洞的应力及位移弹性解析解,并给出了洞周切向应力及径向位移随围岩弹性模量、侧压力系数、锚杆长度、半径和环向间距等参数的变化规律。通过算例分析,得出以下结论:（1）随着围岩弹性模量的增大,隧洞洞周各点的切向应力和径向位移均减小,且对围岩弹性模量（单位:GPa）在[5,10]区间最敏感;（2）侧压力系数在（0,1]区间时,洞周最大切向应力和径向位移随其增大而减小;在[1,2]区间则相反,并对侧压力系数在[1,2]区间更敏感;（3）随着锚杆长度的增大,洞周的切向应力和径向位移逐渐减小;随着锚杆半径增大,洞周的切向应力逐渐增大,径向位移逐渐减小;而随着锚杆环向间距的增大,洞周应力和位移的变化趋势与锚杆半径的规律相反。     

基于平面应变假设的橡胶圆筒静态受压分析

研究了减振元件中橡胶圆筒的静态受压机制.基于轴对称平面应变假设,给出了橡胶圆筒的几何描述,并结合3次缩减多项式本构模型推导了橡胶圆筒应力解析式.建立了相应边界条件下橡胶圆筒数值模型,仿真获得其应力响应后与解析式计算结果进行了对比验证.分析了压缩量改变对橡胶圆筒应力的影响规律.结果表明:随压缩量增大,径向应力和切向应力增大且增幅基本不变;边界层应力与压缩量近似成正比例关系,压缩量1%时,内外表面切向应力相差很小.     

锯切参数对圆锯片动态稳定性的影响及优化

利用有限元法和正交试验法相结合研究圆锯片在夹紧比、回转速度、锯片的厚度不同水平下的固有频率和应力状态,以此来研究锯片的动态稳定性.结果表明夹紧比增加可以提高锯片的固有频率,降低锯片的径向最大应力和切向最大应力;锯片基体厚度的增加也可以提高锯片的固有频率,而对锯片的应力影响不大;回转速度增加对锯片的固有频率影响不大,却可以大幅度地提高径向最大应力和切向最大应力.综合切削因素得到锯片的最优锯切参数为：夹紧比0.4,回转速度228rad/s,基体厚度2.2mm,节块厚度2.8mm.     

周边固定环形圆板的应力研究

运用平板理论 ,分析了周边固定受同心环形线载荷作用环形圆板的应力 ,并且导出径向应力、切向应力及挠度的计算公式 ,为结构设计提供了方便