钢箱梁疲劳裂纹钻孔止裂修复的影响因素

考虑了钢箱梁疲劳裂纹止裂孔的孔径、位置、角度等参数,建立了线弹性有限元实体模型,得到钢箱梁疲劳裂纹钻孔孔边及沿孔边厚度方向的应力变化,对比了不同参数下钻孔止裂的效果,给出了钻孔止裂修复的影响因素.依据不同打孔参数下孔边应力降低程度,建立了止裂孔参数影响因素的比重关系.研究结果表明:过于增大止裂孔的孔径对止裂效果的提高并不明显;孔边的表面应力比孔内的应力大25%左右,裂纹更容易在表面萌生.分析结果表明:止裂孔的打孔位置应在裂纹边缘中心,并且止裂孔存在偏心或一定角度时,能够改善孔边应力的分布,进一步降低孔边应力的集中,具有更好的止裂效果.     

多射孔对套管-水泥环结构强度的影响

结合油井试采工程实际问题,研究了圆形和椭圆形两种形状的多个射孔对套管-水泥环结构强度的影响.给出了外压作用下的双层长圆柱壳结构开任意形状的单个贯穿孔问题的理论解,并用有限元软件ANSYS分别对具有圆形及椭圆形两种形状的单个射孔及多个射孔的套管-水泥环结构在受横向均布外压作用下的孔边应力进行了数值计算.计算结果表明,开单孔情况套管的最大应力的数值解与理论解很接近,每米分布40个圆形射孔情况下的套管-水泥环结构强度比每米分布八个椭圆形射孔情况提高20%以上,因而较为合理.     

干涉配合对飞机机翼螺栓连接结构力学性能的影响

为了研究干涉量对螺栓连接结构力学性能的影响,以航空工程中常用的飞机机翼螺栓干涉连接结构模型为研究对象,采用了基于试验验证的有限元分析方法,通过试验验证了所建立的螺栓连接结构三维弹塑性有限元分析模型的可靠性,在此基础上建立了6种不同干涉量下飞机机翼螺栓连接结构的参数分析模型,系统地分析不同干涉量对螺栓连接结构孔边应力分布、初始刚度以及承载能力的影响并进行对比分析,结果如下:对飞机机翼螺栓连接结构采取合适的干涉配合可以明显改善孔边结构的应力分布,减小应力集中情况;在所选取的干涉量范围内(0～2.5％),随着干涉量的增大,孔边结构的峰值应力距离孔边越远;当干涉量为1.5％ 时,孔边的峰值应力最小,同时当干涉量为1.5％ 时,结构的初始刚度和承载能力提高程度均为最大,分别提高了14.1％ 和9.33％.     

含孔复合材料层合板孔口缝合补强的层间应力分析

使用有限元模拟计算了含孔复合材料层合板开口缝合补强结构。研究了含孔复合材料层合板在轴向拉伸载荷作用下孔边各个铺层的层间应力分布情况,并将缝合后的层间应力值与缝合前的相关数值进行了比较,主要研究了不同缝合参数对孔边层间应力的影响。通过有限元模拟计算可得,层合板缝合补强后,孔边的层间应力比未缝合前显著减小,孔边附近层间应力的分布与相邻铺层的铺层角有关,不同铺层之间的层间应力沿孔边区域存在应力的转换点,并且存在显著差别。     

复合材料工字梁开孔应力及补强分析

运用有限元商用软件ABAQUS,分析了剪载荷下腹板开孔的复合材料翼梁的孔边应力分布及开孔补强性能.在应力分析中,讨论了开孔间距,开孔距离梁下缘条的高度及开孔形状对孔边应力分布的影响.研究表明开孔间距、开孔距离梁下缘条的高度及开孔形状对孔边应力集中程度都有影响,但是开孔距梁下缘条的高度和开孔形状影响较大;补强能降低开孔处的应力,提高结构承载能力.包边补强效果最好,双侧贴片补强次之,单侧贴片补强效果最弱.补强材料刚度越大,补强效果越好.     

正交各向异性板带有一般孔形时应力分析

采用复变函数方法研究面内均布荷载作用下带孔正交各向异性板的应力解析解.对含一个正六角形孔或不规则孔的无限平板进行分析,得到不同工况下(纤维角度、外荷载方向)孔边及部分孔外域的应力分布规律.结果表明,当单向荷载作用方向与孔边尖点指向垂直时,若正交各向异性板的纤维按0°和-90.0°布置,最大切向应力发生在孔边,并且位于尖点位置,但随着纤维角度的旋转,孔边的最大应力点逐渐偏离尖点,并且最大应力值也逐渐降低;因此,正交各向异性板的应力集中可以通过调整材料的纤维方向来改善.除此之外,当单向均布荷载σ的作用方向与坐标轴平行时,该坐标轴与孔边界交点的切向应力均为-σ.     

纯弯曲梁上的矩形孔的边长比对应力集中的影响

为了讨论含矩形孔的梁的应力集中情况，采用复变函数理论与保角映射技术，求出了含矩形孔的梁在纯弯曲状态下的孔边应力，分析了矩形孔的边长比、孔的方位角对孔边应力集中的影响，给出了孔边峰值应力随边长比及孔的方位的变化规律．对含几种不同边长比矩形孔的梁进行了系列计算，并将计算结果图谱化，便于工程应用．①     

光塑性力学分析法在冷挤压孔增寿机理研究中的应用

采用光塑性力学分析法,利用模型与原型的相似性来确定带衬套挤压和不带衬套冷挤压时孔边的载荷分布,并对这两种冷挤压方法所产生的差异进行了分析比较.结果表明:带衬套挤压和不带衬套冷挤压时孔边载荷的分布,模型材料与原型实际挤压结果相似;冷挤压孔在两个典型方向的应力、应变变化表现一定趋势,无衬套挤压中,孔边两个典型方向所产生的应力应变非常接近;而带衬套挤压中,衬套开口处产生的应力应变最大,与之相对的180°附近应力应变最小     

含矩形孔无限域应力集中的系列分析

采用复变函数理论与保角映射技术，求出了含矩形孔的无限域在孔边承受均匀内压时的应力，以及同时承受孔边均匀压力和无限远单向拉力时的应力．分析了矩形孔的边长比、圆角曲率半径及方位角对孔边应力集中的影响，给出了孔边峰值应力随边长比的变化规律．对几种不同边长比的矩形孔进行了系列计算，并将计算结果图谱化，便于工程应用．解答可移植到含孔无限大板的平板弯曲问题．     

复合材料层板有载孔孔边应力分析的解析方法

本文分析了各向异性、孔径大小和有限宽度对孔边应力分布的影响,通过比较得出有限宽度影响的计算结果与有限元素法的计算结果是吻合的。本文的解析方法使复杂的复合材料层板有载孔孔边应力分析问题有所简化,虽然有些近似假设,但精确度是工程应用所能接受的。     

钢桥面板顶板角焊缝疲劳裂纹钻孔孔位分析

结合钢箱梁局部模型试件,针对顶板角焊缝处表面裂纹进行钻孔止裂,进行止裂孔孔周应力计算,分析了不同孔位对止裂效果的影响并提出了合理止裂孔位,最后结合实际工程中止裂孔孔径应用情况,研究了合理止裂孔位与孔径的关系。分析结果表明,止裂孔没有改变构件整体应力变化趋势,孔边存在很大的应力降,但有应力台阶现象;孔位在0.5D(D为孔径尺寸)更远后,裂尖与孔边之间出现高应力、大应力降连接段,合理止裂孔位为0.5D,孔径大小对合理孔位与孔径的系数没有影响;止裂孔在裂纹尖端外情形下,孔径较小时,最大应力点还在裂纹尖端,孔径较大时,最大应力点在裂纹侧孔边,且离裂纹尖端越远,孔两侧最大应力差越小。     

带衬套冷挤压孔在三维状态下的有限元分析

针对目前在研究冷挤压孔边残余应力时,大都采用基于厚壁圆筒的轴对称小变形、平面应力状态、孔边受力为均布载荷等假设所带来的不足,提出了在三维真实模型状态下,考虑衬套对孔边受力的影响、试件在厚度方向上的应力差异等因素．研究了带衬套挤压件在加载、卸载及疲劳拉伸载荷状态下的应力分布,并和无衬套挤压时的状态进行比较,从机理上揭示了带衬套挤压在改善试件抗疲劳性能方面的优势所在．     

冷挤压孔的光塑性力学分析

为了使冷挤压孔真正起到抗疲劳增寿效果,有效控制孔表面残余应力大小及其分布是至关重要的。该文采用光塑性力学分析法,利用模型材料与原型材料的相似性,研究带衬套挤压和不带衬套挤压的２种情况下孔边的应力、应变分布规律。结果如下：采用光塑性力学分析法可真实地丙现冷挤压孔过程中的应力、应变情况;无衬套挤压时,孔边在Ｘ和Ｙ２个方向的应力应变非常接近,而带衬套挤压中,衬套开口处产生的应力应变最大,与之相对应的１８     

含孔复合材料层合板的孔边应力分析及孔形优化

应用各向异性弹性理论以及保角变换方法,将不同孔形参数化,并统一映射在一个表达式中,求解出在单轴拉伸载荷作用下,含圆形孔、正方形孔、三角形孔复合材料层合板的孔边应力,并对具有不同曲率的孔形的应力集中系数进行了讨论.研究结果表明:不同孔形所产生的应力集中有很大差异,其中圆形孔的应力集中最小,但在一定范围内,三角形的重力集中小于圆孔.最后以孔边最大应力最小化为目标优化孔的形状,得出可以用于结构中的应力集中较小的孔形.     

平板开小圆孔应力集中的三维有限元分析

针对经典的弹性力学中平板开小圆孔问题，采用有限元方法，把平板开孔问题视为三维应力状态，考虑在Z向的应力变化，给出了平板开孔问题各应力在孔边应力集中区域沿厚度的变化情况；并且探讨了所开圆孔的大小对应力集中的影响。     

部分边界受力情形下带裂纹的圆形孔口问题的解析研究

利用复变方法,通过构造保角映射,研究了圆孔带单裂纹且只在孔边受到均匀压力而裂纹面上不受力的部分边界受力的平面弹性问题,得到了复应力函数的精确表达式,并给出了应力场的解析表示,求得在裂纹尖端的应力强度因子的解析解.在极限情形下,还可以还原为圆孔带单裂纹孔边及裂纹上均受到均匀压力的已有结果.     

部分边界受力情形下带对称双裂纹的圆形孔口问题的解析研究

利用复变函数方法,通过构造保角映射,研究了只在孔边受到均匀压力而裂纹面上不受力的情形下,带对称双裂纹的圆形孔口的平面弹性问题,给出复应力函数的精确表达式及应力场的解析表示,求得了裂纹尖端应力强度因子的解析解.在极限情况下,所得结果可以还原为在孔边及裂纹上均受到均匀压力时带对称双裂纹的圆形孔口问题.     

多层高压容器存在间隙时的应力分析与计算程序

本文对多层式高压容器存在层间间隙时进行应力分析,找出有间隙厚壁圆筒应力—应变的关系,推导应力计算的方程式,提出应力计算的数学模型.并应用FORTRAN算法语言,编写计算内壁环向应力的计算程序.为了消除间隙,对φ505多层绕板容器进行超压处理试验,测定处理前后的内壁环向应力,将实测应力数据,与应用上述计算程序的计算机计得结果进行对比,找出超压处理过程间隙减少的情况.     

部分边界受力情形下椭圆孔边双对称裂纹问题的解析研究

通过引入新保角变换函数,利用复变函数解法和函数论方法研究了椭圆孔边双对称裂纹孔边受到均布内压而裂纹表面自由情形下的弹性缺陷问题,得到了复应力函数和应力强度因子的精确表达式,并给出了缺陷处断裂判据.所得结果不仅可退化为圆孔边双对称裂纹在孔边受到均布内压而裂纹面自由情形下的解析解,而且可退化为椭圆孔和圆孔带双对称裂纹内表面整个边界受均匀内压的结果.     

廊道型孔口的应力集中

本文为“标准廊道附近的应力集中”一文的继续和补充.首先采用改进的梅林契耶夫法求解映象函数,然后应用穆斯海里什维里方法求解无限平面域内廊道型孔口在五种应力场(σ_x~∞=1,σ_y~∞=1,τ=_(xy)~∞=1,σ_x~∞=-(M/J)y,σ_y~∞=(M/J)x)中的孔边应力.从而把原来求映象函数的绘图、计算交叉循环解法改为纯数解法,并与应力计算一气呵成,便于应用计算机求解.编制了 PC-1500微型计算机的程序,并算出了四种孔型的孔边应力,计算结果与有关文献结果一致,因而可以提供设计部门应用参考.