非线性应力作用下裂缝砂岩应力敏感性特征

为了实现和评价变围压应力敏感实验关系转换为变内压应力敏感实验的等效关系，进而获取储层岩石渗透率与地层压力的关系，采用室内实验的方法，针对含微裂缝和人造裂缝的致密砂岩开展了变围压应力敏感实验、变内压应力敏感实验和特殊应力敏感实验；基于变围压实验数据，结合有效应力方程计算得到了实验岩样的渗透率随地层压力的变化关系，并与实验测定结果进行了对比分析。结果表明，计算得到的渗透率大于实验直接测定的渗透率，这种差异源于气体滑脱效应；基于Terzaghi有效应力方程计算的无因次渗透率小于对应变内压实验测定的无因次渗透率；基于非线性有效应力方程计算的无因次渗透率与对应变内压实验的无因次渗透率一致。有效应力和气体滑脱效应影响地层条件下渗透率的确定。     

纵骨式双层圆柱壳结构应力计算的级数方法

对承受外压的纵骨式双层柱壳结构应力计算方法进行了研究，首先在构造性各向异性壳假设下，将内外壳板视为弹性地基梁，建立了内外壳板，实助板的平衡方程，利用内外壳板与实肋板相接处位移协调，求解内外壳板的中面应力以及实肋板载荷传递值，然后利用扁壳理论以及应力函数方法建立了内外壳板壳体平衡方程，并利用梁振型函数的级数展开逼近位移和应力函数，求解出内外壳板典型部位的表面应力，通过与有限元计算值比较，说明本计算方法正确可行。     

喷瓷管道热喷瓷层应力状态分析

计算分析了喷瓷管道热喷瓷层的应力状态。计算结果表明，由于瓷层与金属基体热膨胀系数存在差异，瓷层处于压应力状态，金属基体处于拉应力状态；瓷层所处几何位置不同，其中的应力也存在差异。管道内瓷层的受力状态好于管道外瓷层。随着管道半径的增大，径向应力绝对值减小，瓷层所受的压应力也减小。由于管道内瓷层的半径小于外瓷层的半径，因而内瓷层所受的压应力大于外瓷层的压应力。     

风电锁紧盘轴套位移与应力计算

为了保证轴套在承受外压时其内表面位移与应力计算结果的精确性,采用厚壁圆筒理论和有限元分析软件ANSYS,分别对不同外压、内半径、外半径的三组轴套模型进行分析,同时给出了内表面位移和最大应力的计算公式。研究结果表明:位移和应力在轴套内表面处达到最大值;内表面位移和最大应力与外压、内半径成正比,与外半径成反比;两种方法计算结果的相对误差保持在1%之内;采用厚壁圆筒理论计算轴套内表面位移和最大应力所得结果能够满足风电锁紧盘的设计要求。     

内压容器的边缘应力及其对容器封头缝的影响

内压容器的边缘应力具有局部性及自限性的特点，它是压缩变形产生的，可用微分方程来分析计算。在实际设计压容器时，应充考试封头的形状对边缘应力的影响，从而设计出安全可靠的内压容器。     

受内压圆筒的临界大变形载荷计算

在工程中，受内压圆筒是一种常见的结构。目前工程设计手册中圆筒应力公式与材料性质无关，应用新的大变形理论，计算了受内压圆筒在大变形条件下的临界载荷。计算结果表明，在大变形条件下，用工程设计手册中的圆筒应力公式计算，将导致很大误差。     

计算自增强厚壁圆筒中应力强度因子的权函数法

对于自增强处理过的含有多条裂纹的受内压圆筒，其有效应力强度因子可以通过叠加由内压和压缩残余应力单独引起的应力强度因子而得到。到目前为止，对于局部自增强（超应变度小于１０％）的情况，只有很少的计算结果可以利用，文中用权函数法，对一个大范围的裂纹几何参数和多种超应变度的自增强进行了计算，给出了多条对称裂纹的应力强度因子的数值结果。     

厚壁圆筒中多条裂纹的热应力强度因子

含有多条裂纹的承受内压的厚壁圆筒，当其温度发生不均匀变化将会产生热应力，从而使总的应力场发生变化，裂纹尖端的应力强度因子也将发生变化，裂纹尖端总的有效应力强度因子可以通过叠加分别由内压和温度应力引起的应力强度因子而得到，对一个大范围的厚壁圆筒几何参数裂纹配置情况，用有限元单元法计算了由稳态温度应力引起的应力强度因子，并讨论了圆筒和裂纹的几何参数对应力强度的因子的影响。     

厚壁圆筒中多条裂纹的热应力强度因子

含有多条裂纹的承受内压的厚壁圆筒，当其温度发生不均匀变化时将会产生热应力，从而使总的应力场发生变化，裂纹尖端的应力强度因子也将发生变化，裂纹尖端总的有效应力强度因子可以通过叠加分别由内压和温度应力引起的应力强度因子而得到，对一个大范围的厚壁圆简几何参数和裂纹配置情况，用有限单元法计算了由稳态温度应力引起的应力强度因子，并讨论了圆简和裂纹的几何参数对应力强度因子的影响。     

计算自增强厚壁圆筒中应力强度因子的权函数法

对于自增强处理过的含有多条裂纹的受内压圆筒，其有效应力强度因子可以通过叠加由内压和压缩残余应力单独引起的应力强度因子而得到。到目前为止，对于局部自增强（超应变度小于１００％）的情况，只有很少的计算结果可以利用。文中用权函数法，对一个大范围的裂纹几何参数和多种超应变度的自增强进行了计算，给出了多条对称裂纹的应力强度因子的数值结果。     

棱柱腔剖分式钢丝缠绕超高压模具数值模拟

在由剖分式压缸、支撑环和钢丝缠绕层等部分组成的新型高压模具上,研究了圆弧型腔体和棱柱型腔体对模具应力大小和应力分布的影响。通过理论计算得出钢丝等剪应力缠绕下压缸所能承受的极限内压和需要的缠绕层数,用有限元方法进行计算,从压缸和支撑环剪切应力以及钢丝层轴向应力等多角度进行分析。数值模拟结果表明,相比于圆弧型腔钢丝缠绕剖分式模具,棱柱型腔模具的应力和应力分布更加合理,压缸内部压力向外传递的能力更强,材料利用率高,因此棱柱型腔压缸能够承受更高的内压。     

Ω形密封环的应力分析

作为弹性密封元件，Ω形密封环广泛应用于高参数工况条件下，掌握其在工况下的应力－应变状况是Ω环设计的重要内容。采用非线性有限元法对Ω形密封环在内压以及内压－轴向载荷作用下的应力－应变分布进行了计算，计算结果表明在轴向载荷与内压共同作用下，Ω环内的最大应变值出现在环壳－圆弧段交界面或环圈－圆弧段交界面上。该研究结果为Ω形密封环的极限设计提供了依据。     

喷瓷管道热喷瓷层应力状态分析

计算分析了喷瓷管道热喷瓷层的应力状态。计算结果表明 ,由于瓷层与金属基体热膨胀系数存在差异 ,瓷层处于压应力状态 ,金属基体处于拉应力状态 ;瓷层所处几何位置不同 ,其中的应力也存在差异。管道内瓷层的受力状态好于管道外瓷层。随着管道半径的增大 ,径向应力绝对值减小 ,瓷层所受的压应力也减小。由于管道内瓷层的半径小于外瓷层的半径 ,因而内瓷层所受的压应力大于外瓷层的压应力     

内压容器的边缘应力及其对容器封头焊缝的影响

内压容器的边缘应力具有局部性及自限性的特点 ,它是压缩变形产生的 ,可用微分方程来分析计算。在实际设计内压容器时 ,应充分考虑封头的形状对边缘应力的影响 ,从而设计出安全可靠的内压容器。     

考虑任意压力分布的裂缝诱导应力场计算模型及其应用

通过复分析和断裂力学Westergaard应力函数方法建立局部受均匀内压力作用下的诱导应力分布模型,并以此为基本单元结合数值积分复化矩形法的思路,叠加得到考虑任意压力分布情况的诱导应力计算模型。采用先计算再虚实分离的方法进行编程,验证单元模型的精度。模拟缝内压降、裂缝不对称延伸和净压力周期性波动对裂缝诱导应力的影响。结果表明:经典的裂缝诱导应力模型仅是局部受均匀内压力模型的特解;考虑缝内压降后,远井位置形成缝网的可能性大幅度下降,天然裂缝的稳定性显著提高;裂缝不对称延伸使裂缝附近的压应力区向短半缝偏移,但远离裂缝区域的诱导应力仍关于裂缝中垂线对称;缝内净压力周期性波动对诱导应力的影响范围在五分之一半缝长以内,求解远离裂缝区域的应力时,可以将平均压力直接带入经典公式计算。     

带支柱与凸缘开孔球罐最大应力

针对工程中球罐的实际结构与载荷形式，研究带支柱与凸缘开孔的球罐结构的最大应力问题．采用有限元软件ANSYS，分别对两种不同材料的带10个支柱和上、下两个凸缘开孔的球罐在内压、自重和内部液压共同作用下的应力进行了数值计算．计算结果表明，整个球罐的最大应力发生于球罐底部的凸缘开孔的周边，为说明上述问题的力学建模效果，还对承受内压载荷作用的不带支柱与凸缘的开圆孔球壳的应力进行了数值计算，结果表明其数值解与相应的理论解十分接近．     

轴流式血泵内部流场和生物相容性的数值分析

设计了一种新型磁悬浮轴流血泵，使用圆锥型磁轴承以避免由动静部件接触摩擦引起的血栓问题，其结构小巧紧凑并利于磁悬浮的实现．利用数值方法对血泵内的流场进行了模拟，加装出口导叶以改善血泵内部流场，得到了血泵的水力性能曲线及泵内压强、壁面切应力的分布．验证了转子和泵壳间的狭缝中存在与主流方向相反的逆向稳定冲刷流动，避免了狭缝内流动停滞，减少了血栓形成几率．给出了一种利用数值方法计算溶血指标的方法，并通过溶血指标的计算评价了血泵内的溶血程度，发现雷诺切应力是导致溶血的主要原因．     

压力容器分析设计中基于“处理面” 的等效线性化方法

从球形压力容器在内压作用下的解析解出发进行分析，指出在现有著作和规范中，直接对沿壳体厚度变化的应力表达式沿壳体厚度的一条“处理线”进行一维积分求解厚壁球壳壁上的薄膜应力和弯曲应力的方法在概念上不够准确，会导致一定的额外误差。由此提出了在壳体的环形截面区域的一个“处理面”上进行二维积分来求解壳壁上的薄膜应力和弯曲应力的方法，在概念上是准确的，能够避免“处理线”法导致的额外误差。通过一个受内压厚壁球壳的弹性解析计算，说明新方法比原方法有明显的改进。     

表面应力敏感型压阻微悬臂梁传感器的模拟

为获得用于表面应力测量的压阻悬臂梁传感器的参数的优化方法,建立了有限元分析模型。通过将模拟结果与压阻理论结合,分析了表面应力作用下的压阻式微型悬臂梁传感器。建立了两层硅悬臂梁结构模型,在顶层硅内施加初始应力模拟表面应力。对仿真结果应力数据进行提取与计算,结合压阻系数,分析了n型硅压阻与p型硅压阻长度、宽度和位置等对微型悬臂梁传感器灵敏度的影响。结果表明:为获得较高灵敏度,n型硅压阻应做长,p型硅压阻应做短并安排在固定端。该文研究结果为悬臂梁生化传感器提供了设计参考。     

消除东方红75拖拉机缸套淬火开裂,提高缸套内在质量的研究

从弹、塑性力学原理出发,计算了缸套从铸坯到淬火各工序的应力。用XYL型应力测试仪测定缸套各加工工序的残留应力。离心缸套外表层具有较大的压应力,对淬火开裂并非有害。机加工后,外表层仍处于压应力状态,其数值与理论计算值大致相符。缸套内表面淬火加热时,外表面出现相当大的拉应力是淬火开裂的外在原因,降低加热时,内、外表层温差可以降低外表层的拉应力及内表层的压应力,有效地消除了淬火开裂现象。采用这种淬火工艺可以细化淬火层马氏体组织,提高它的硬度,并降低了奥氏体残留量,从而增加了缸套耐磨性,收到了改善缸套内在质量的效果。