考虑胶接层效应的对称正交层压板的层间应力

本文研究了对称铺层的正交层压板在单向拉伸情况下的层间应力问题,文中采用纤维层之间存在胶接层的力学模型,纤维层简化为横观各向同性体,胶接层则为各向同性体。对各个单层按三维弹性理论建立其基本方程式及相应的边界条件,用分离变量法得到以 Fourier 函数和双曲函数两个无穷级数表达的位移和应力解,并对[0°/90°/90°/0°]铺层的层压板进行了实例计算,精确地确定了胶接层中的法向正应力和剪应力分布规律,比林毅在[1]中假定胶接层只承受沿厚度均布的横向剪应力有了改进。计算结果表明胶接层中的剪应力与正应力沿厚度方向在第二层中达最大值,层间应力在第二层与第三层的交界面上为最大,而沿宽度方向仍有明显的自由边缘效应,这与过去已有的结果是一致的。另外,文中还分析了胶接层厚度对层间应力的影响。     

基于蒙特卡罗模拟的CFRP缠绕压力容器可靠性分析

对具有多维基本随机变量的碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced plastics,CFRP)缠绕压力容器提出一种可靠性分析方法.选取CFRP单向板弹性常数、基本强度、纤维缠绕角和压力容器纵环向层壁厚作为基本设计变量,制备CFRP单向板试件和CFRP缠绕压力容器,并通过大量试验获得各变量的概率统计分布.根据经典层合壳体理论和Tsai-Wu失效准则对CFRP缠绕压力容器进行结构失效演变及应力分析,基于可靠性分析的极限状态方程,完成压力容器失效载荷与失效概率分布以及重要随机变量对失效概率分布影响规律的数值模拟.模拟结果与试验结果基本符合,验证了本文分析方法的准确性.     

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.     

圆柱坐标下的多层理论在实芯转子异步电机中的应用

多层理论是分析实芯转子异步电机转子体内电磁场及计算电机性能的一种非常有效的方法.文献[1]阐述了在直角坐标下光滑实芯转子异步电机的多层分析理论.这种建立在直角坐标下的多层分析,明显的不足之处是未考虑定、转子曲率影响.采用圆柱坐标的多层分析模型可见于文献[2],它将转子沿径向分成许多薄筒,以各薄筒上的电磁量作为求解变量,列出相应的矩阵方程来求解.这种方法的缺点是待求的矩阵方程往往阶数很高,运算工作量大.本文将根据在圆柱坐标下光滑实芯转子异步电机的多层分析理论,采用文献[2]的分析模型,以矩阵传递方程形式,分析计算光滑实芯转子异步电机转子电磁场.它不仅比文献[2]的方法运算简便,而且矩阵传递方程的形式与直角坐标的相似,分析和处理方法相同,便于两种坐标下计算结果的比较.1 基本理论     

加权残数法在双曲扁壳有矩理论中的应用

文[1]讨论的加权残数法在正交正放类平板网架夹层板法中的应用,具有推导简单,內力挠度表达式简练易懂的优点。本文讨论的是将加权残数法由平板型结构推广到曲面壳体型结构的应用。工程界常用的壳体结构,以双曲率扁壳为多,但当跨度较大时,一般均采用符拉索夫(BπaCOB)的有矩理论[2]即建立两个高阶偏微分方程作为基本方程,通过单三角级数法或纳维尔(Navicy)双三角级数法求解出内力函数φ与法向位移ω。但是,单三角级数法求出的挠度、内力表式冗长,计算麻烦。纳维尔法所得的内力表达式虽然比较简单,但推导过程不如加权残数直接、简单。利用本文方法推导的双曲扁壳内力、挠度表达式与用纳维尔法所得结果完全吻合,说明其计算精度与收敛性均达到满意的结果。我们用本文的方法设计了18×18~M和36×37.5~M两个钢筋混凝土双曲扁壳结构,以证明其实用价值。     

松套圆筒自增强分析

本文应用塑性力学方法,分析了松套圆筒的自增强压力,以及筒间初始间隙与各层圆筒屈服尺寸之间的关系,这些关系式可为松套圆筒自增强技术提供理论依据。为了不致使圆筒变形过大,本文限制各层圆筒在自增强过程中不发生无限制的塑性流动,从而在对各层套筒的径比提出一定限制的条件下,得出了某些可供试验及设计应用的计算公式。     

水平采空区群动态失稳演化过程及工程控制

为研究单层和多层水平采空区群的动态失稳演化过程,采用RFPA岩石破裂过程分析软件,并通过近似重度增加法在数值模型顶部施加增量载荷,表征水平采空区群围岩的折减过程.研究结果表明:对比单层水平采空区群,多层水平采空区群岩体结构具有较强的抗破坏能力;单层水平采空区群的间柱失稳过程较分散,而多层水平采空区群的间柱失稳过程则较集中;单层和多层水平采空区群动态失稳的演化过程具有一定的相似性,即按照从中部间柱(底层)、相邻间柱、顶板(底层)到左右两侧帮壁的顺序失稳破坏.根据单层和多层水平采空区群的失稳演化过程,从间柱、顶板、左右帮壁三个方面提出水平采空区群失稳破坏的工程控制措施.     

关于在某一类法向荷载作用下矩形底四边简支扁球壳的内力计算

§1引言 双曲扁薄壳体的基本理论,首先由 [1-3]系统论证,对于矩形底四边简支均布法向荷载扁球壳的情况, [2,3]、 [4,5]、何广乾[6]、胡海昌[7]、胡定钟[8]等人曾研究过。对于非均布和局部法向荷载作用下,在[9,10]中曾用二重三角级数法进行过内力计算,尤其是在局部法向荷载作用下,用二重三角级数表示的某些内力收敛缓慢,取到30 × 30项仍难以得到稳定的结果。 本文用单重三角级数法对非均布和局部法向荷载作用下扁球壳的挠度和内力公式进行推导。经验表明,用单重三角级数表示的挠度和内力计算收敛较快。 §2根据壳体的有矩理论,扁球壳的基本…     

具振荡边界的圆柱壳的动力稳定性

当一个壳体结构被安装到具有振动的结构物或基础时,由于必须满足位栘连续条件,因此壳体的边界运动引起了壳体本身的变形,当由此而产生的应力足够大时,壳体就会失去稳定。文献[1]证实了纵向相对于横向的边界振动对壳体的影响要明显得多。在本文里研究了具有纵向振动的边界条件下圆柱壳体的稳定性问题,本研究应用了Donnell方程及Galerkin方法。研究结果表明壳体的稳定与否取决于边界振荡的振幅与频率,以及与壳体的几何尺度和位移型式有关。本文最后提供了一个具体数值实例。     

考虑横向剪切板的应力混杂有限元分析

引言在以势能原理为出发点的位移法有限元中要求单元间的插值函数的协调性(或称保续性)是比较困难的,对板的问题尤其是这样。应力混杂法是为了克服上述困难而产生的。它是从基于修正了的最小余能原理出发,予先只要求单元内部的平衡,而把单元间平衡的要求放在变分中自动满足。这方面有许多作者进行了工作[2-8]逐步发现这个方法的其他优点,而且也提出了不少问题,这些问题已引起结构力学和数学工作者的兴趣。     

预张力钢丝缠绕圆筒的切向应力计算

1.假设 Ⅰ.缠绕圆筒在轴向为无限长,并不存在轴向力; Ⅱ.各钢丝层等效于从里向外按先后用过盈装配的薄壁筒,并且构件始终在弹性范围内,芯筒和钢丝的弹性模量E相同; Ⅲ.各钢丝层分别以层间压力的形式作用于内部的钢丝层和芯筒,而对其外部的钢丝层不产生影响; Ⅳ.在层间压力作用半径以内的钢丝层与芯筒构成一整体。该整体的内部应力可用厚壁筒公式来计算,即等效于受外压的厚壁筒;     

用钻孔法测定圆筒容器的残余应力

本文用薄壳理论推导出圆筒壳体表面因钻孔引起的释放应变与残余应力(或初始应力)之间关系的精确理论方程式.并进行了方程式可靠性的验证实验,提出了一个适用于工程的简化方程式。     

多层粘合板理论

本文对由若干个各向异性材料单层重选粘合成的板、在弯曲荷载下,提出一种解析解法。这是对全板进行分层分析的方法,提出的方法,是对S.T.Mau[a]分层分析法的改进,未知数个数比Mau法少,建立方程式的工作也较简单。文中实例说明本法有较高精度。     

基于MATLAB的圆筒应力变化规律研究

圆筒由于能充分发挥材料的抗压特性而越来越多地被应用到工程结构中,传统的应力分析主要是针对内外径尺寸固定的圆筒,而当圆筒内外径尺寸变化时,圆筒应力如何变化并没有叙述。为了解决传统应力分析存在的不足,本文利用MATLAB给出了圆筒内外径尺寸变化时应力和许用外压的空间三维分布图。通过对相当应力规律分析和许用外压规律分析,能够掌握圆筒的应力变化规律,有利于工程中对圆筒尺寸的选取和优化。     

基于MATLAB的圆筒应力变化规律研究

圆筒由于能充分发挥材料的抗压特性而越来越多地被应用到工程结构中,传统的应力分析主要是针对内外径尺寸固定的圆筒,而当圆筒内外径尺寸变化时,圆筒应力如何变化并没有叙述。为了解决传统应力分析存在的不足,本文利用MATLAB给出了圆筒内外径尺寸变化时应力和许用外压的空间三维分布图。通过对相当应力规律分析和许用外压规律分析,能够掌握圆筒的应力变化规律,有利于工程中对圆筒尺寸的选取和优化。     

层合复合材料自由角附近的层间应力场--一个半解析解

对层合复合材料自由角附近的层间高应力问题提出了一个计算应力场的半解析解,它适合于[90°/0°]s,对称铺层的层合复合材料变温问题.对文中给出的[90°/0°]s.对称铺层碳纤维增强塑料和Ni/Al层合复合材料的两个算例,解析解所得结果与用三维有限元计算的结果符合得较好.还就应力场和层间破坏之间的关系进行了讨论,发现层间剥离应力,即正应力可能是层间破坏的主要因素.     

单层厚壁圆筒的自增强损伤研究

摘要用损伤变量研究自增强厚壁圆筒产生自增强的过程,引入损伤有效应力的概念,结合自增强厚壁圆筒的结构特点,建立了单层厚壁圆筒的损伤自增强模型。给出了损伤区和弹性区的应力表达式、损伤自增强压力、外壁环向应变与损伤自增强残余应力等表达式。借助于25Cr2MoV材料的自增强实验数据对损伤自增强模型进行了测算,结果表明,损伤自增强模型与理想弹塑性模型、双线性硬化模型相比更接近于实测值。重要意义在于可能产生新的单层厚壁圆筒的研究方向。     

应力约束下桁架结构拓扑优化的静定基法

对于从基结构出发的单工况应力约束下使桁架结构重量最轻的最优拓扑,必定是静定结构;对于多工况应力约束下桁架结构的最优拓扑大多数是静定结构。而对于超静定结构的求解,目前的方法多是转化为静定的基本结构来求解。由此,本文提出一种求解桁架拓扑优化问题的新分析方法——静定基法,给出了静定基法的基本思想和求解策略,用解析方法求解了单工况应力约束下的桁架拓扑优化问题,研究了多工况应力约束下最优拓扑为静定结构的桁架结构,给出了优化问题的精确解。算例表明了该方法的有效性和可行性。     

关于双层异性壳体的自由边界问题

一、问题的提出及求解方法直到目前,关于层压壳体的自由边界问题的研究还极少,有的研究也仅限于很简单的情况。文献[2] 只求得了半无穷长厚壁圆住在端面承受轴对称边缘力时的边缘效应的解析解。本文目的是研究双层异性圆柱壳体在均布侧压力作用下产生的自由边缘效应。为了便于分析,本文取一层为横观各向同性,另一层则为各向同性的双层异性圆柱壳体的简单情况,在文献[1] 研究方法的基础上,进一步求解了两端为自由的具有任意厚度的双层异性圆柱壳的自由边界问题的解析解。除了对铺层次序、载荷性质及厚径比等参数外,还对壳体的长度与     

桥面混凝土裂缝处防水层抗拉分析

为充分了解桥面防水层的层间拉应力的变化规律,研究桥面混凝土裂缝处防水层的抗拉性能,利用有限元法对混凝土桥面铺装结构建模,分析了在行车荷载作用下,桥面各铺装层参数对桥面防水层层间法向拉应力的影响规律,并针对桥面水泥混凝土调平层裂缝处的防水层,建立了防水层张力计算模型.计算结果表明:沥青混凝土面层与水泥混凝土调平层的模或量和厚度、防水层厚度等参数的变化对层间法向拉应力影响很小;防水层模量是影响层间法向拉应力的主要因素,当防水层模量为10~50MPa时,对层间法向拉应力的影响最大,防水层模量为50~300MPa时影响较大,防水层模量为300~1500MPa时影响基本稳定.