圆锥过盈联接几何参数对其接触面微动损伤的影响

针对圆锥过盈联接接触面的微动损伤,重点讨论其轴套配合的几何参数与微动损伤的关系,运用平面应力应变求解法和数值模拟法,建立圆锥过盈联接的力学和有限元模型,分析不同套管槽数、配合长度、锥度和套管壁厚对轴和套管结合面的应力分布及接触状态的影响,研究接触应力和摩擦切应力随几何参数的变化规律,并进一步揭示该类联接的微动损伤机理。结果表明,圆锥过盈联接的接触面应力分布不均匀;随着套管槽数和锥度的增加,接触应力及摩擦切应力增大,接触面的滑移区减小;随着配合长度和套管壁厚的增大,接触应力和摩擦切应力减小,接触面滑移区增大。     

圆管内定型湍流的流速分布规律

目前通用的圆管内定型湍流的对数速度分布规律,存在两个主要揣点,一是在管中心处流速分布曲线产生尖角,二是用此规律得到的阻力系数λ值在Re<10~5时与莫迪图不符。这是由于认为在整个湍流核内切应力全等于管壁处的切应力所致,实际上切应力与距管中心的距离成正比。本文由此出发而导出湍流核内流速分布规律,从而消除了上述缺点。     

不同流变模式钻井流体圆管层流压耗的通用精确算法

钻井工程常用的管流压耗分析方法计算精度低,且不能适应一些相对复杂的流变模式。在已知流变方程的条件下,利用通用圆管流量方程建立流量与管壁切应力或管壁剪切速率的精确关系式,通过该关系式由给定的流量求解管壁切应力,进而获得圆管层流压耗精确值。这种方法适用于所有流变模式的钻井流体圆管层流,具有普适性好、建模过程简单、模型精度高等特点;室内试验表明该算法相对于传统算法是一种更加精确的圆管层流压耗计算方法;该方法的提出为一些复杂的流变模式在钻井工程及其他工程领域的推广应用提供了良好的基础。     

狭窄动脉血管中Poiseuille流动对管壁切应力的影响

对血管入口流动为Poiseuille流动时,血液流动对血管狭窄部位的管壁切应力及压力等的影响进行研究.利用不可压缩的N-S方程作为计算的理论基础,采用有限差分方案作为计算手段以得到在此流动过程中的数值解.     

超塑性薄壁圆筒拉扭作用下应力分析

超塑性材料具有延伸率非常高,可以形成复杂结构件等优点,已得到广泛应用．用塑性增量理论研究了超塑性材料薄壁圆筒受拉扭作用下的应力和应变率之间的关系．导出拉扭问题中,拉应力与切应力之比,等于它们相应的应变率比值K的3倍．讨论了在拉扭等比例应变率加载情况下,正应力和切应力的变化规律;讨论了当应变率相同的情况下,拉扭正应力与单向拉伸正应力之比,拉扭切应力与纯扭转切应力之比的变化规律．计算结果表明：应变率s：越大,以应力值越大．随着应变速率敏感性指数m的增加,az应力值减小,较大的m值使应力σz变化趋缓,较大的应变率εz使σz应力值变化较大;     

松散物料力学的若干理论和实践

本文讨论了松散物料力学的一些基本问题:屈服轨迹,静屈服轨迹和动屈服轨迹;在它上面没有切应力和正应力的自由表面;有效屈服轨迹和时间效应;主动应力状态和被动应力状态;松散物料的主应力轨迹,拱的理论等。在每个问题中,既讨论了理论问题,也讨论了实践问题。     

同心环隙有压科特流层流解析解及实验验证

本文对同心环隙有压科特流层流提出了一维流动的动量矩微分方程,并根据广义牛顿内摩擦力定律,求得了圆周切应力τ与圆周切线速度 u 的解析解.对流场中的零切应力环面,流速极环面和流速拐环面的存在条件进行了讨论.证明了流速极环面并不与零切应力环面重合.对所提出的上述理论进行了实验印证.实验表明用一维理论来描述这种运动是简单可行的.本文把层流的无压环隙科特流与有压槽道流作为两个特例概括在所提出的理论之中.     

正常使用内压作用下大坝背管环向钢材应力实用新算法研究

分析了管壁环向受力模式以及混凝土开裂对管壁环向抗拉刚度的影响。将管壁视为正交异性体，分析了管壁环向平均应变。推荐了通缝截面钢材环向应力的计算新方法，给出了算例，并对算法精确度作了充分论证。     

赫兹压力下涂层构件的边界元法分析

建立了涂层构件边界元法,并引入解析化算法处理其中的几乎奇异积分,以分析赫兹压力作用下涂层构件的力学行为;提出以最大切应力作为涂层结构强度的评判标准;分别讨论了涂层尺寸和涂层/基体材料的变化对最大切应力的影响,找出了受赫兹压力作用涂层构件的强度危险面.     

切应力作用下降膜吸收过程特性研究

利用CFD软件Fluent,通过数值模拟方法研究了溴化锂溶液降膜吸收过程.模型中考虑了界面切应力对于降膜吸收特性的影响,给出了不同界面切应力下主体温度、浓度随着下降距离的变化及热量、质量通量随着下降距离的变化.模拟结果表明:切应力对降膜吸收过程有一定的影响.与无切应力相比,正向切应力对降膜吸收过程不利,而逆向切应力对降膜吸收过程有利.这主要是由于切应力的存在改变了液膜内的速度分布及液膜在吸收器内的停留时间.     

颅内直的/微弯母管动脉旁瘤的三维稳态流/脉动流的数值模拟

对颅内直的或微弯母管动脉旁瘤的血液动力学进行数值模拟。在血液为不可压缩、牛顿流体和刚性血管假定下,利用人工压缩性方法求解三维N-S方程。在稳态和脉动情况下,计算了流动压力、剪应力、入流体积及速度场和压力场。基于管径的最大/最小Reynolds数是475/152,Womersley数是2.5,这些值表示了中等脑动脉。计算结果表明,在瘤颈的近端和远端应力集中,直管旁瘤比微弯的母管旁瘤的应力更集中,而且在一个脉动周期的大部分时间里,微弯母管的入流速率高于直母管的入流速率;压力有两个极大值,分别出现在瘤的顶部和瘤颈的近端;在一个周期内,流动方向和流入瘤中的流量的快速变化,导致瘤的远端和近端剪应力的压力快速变化,从而连续地损伤瘤颈的内膜,其后可能导致瘤的生长或再生。     

动脉硬化血管疲劳裂纹扩展与破裂理论与数值分析

 动脉粥样硬化的斑块破裂是中风和心肌梗死的主要原因.斑块破裂与血液和剪切应力存在一定的关系.基于血管是天然的周期性低应力环境,本文将血管斑块破裂处理成一个疲劳问题,将血管简化成圆筒,探讨斑块中的裂纹扩展与疲劳破坏,并考查血管内外径比、血栓、血压等因素对疲劳寿命的影响.应力强度因子的计算采用经典圆筒内壁单边裂纹的理论公式,疲劳裂纹扩展利用著名的Paris法则,并利用数值方法求解裂纹扩展过程.研究发现,在血管内外径比不变时,内径的大小对疲劳裂纹扩展的影响几乎可以忽略不计;血栓形成会增加血管壁厚,降低应力集中,该单一因素在疲劳意义上反而会有利;血压对血管疲劳寿命的影响非常大,成指数次减小或增加.     

压力容器的无矩分析

根据压力容器等一些薄壁容器,在工程实际中的破坏形式,按照弹塑性力学中的薄壁壳体的无矩理论,对其破坏时的应力进行分析,找出破坏原因.     

锥形血管非定常入口流的压力分布

对锥形血管中弹性管壁和血流的耦合运动进行了研究，应用解析方法和数值方法的混合求解，得到了定常流和振荡流两种不同状态下的压力分布，并讨论了锥度角及轴向距离对它的影响.     

(滚)法推拿形成运动狭窄粘弹性血管血液动力学

建立具有局部轴向运动狭窄的粘弹性血管中脉动血流模型,模拟研究中医扌衮法推拿的血液动力学机理.血液为牛顿流体,血流遵循线化Navier Stokes方程,血管壁为线性粘弹体,扌衮法推拿作用下血管形成轴向运动狭窄水平外力作用.求解得出血管内血液流速、流量以及管壁切应力.结果表明在扌衮法作用下,血管一个心动周期血液流量有明显变化,且随手法频率的加快以及作用力水平渗透系数增大而增大,随最大狭窄度的增大而减小;同时狭窄段内以及狭窄后部切应力随手法作用也明显变化.手法频率,血管最大狭窄度和作用力水平渗透系数,是中医扌衮法推拿的重要参数.     

基于双向流固耦合的血管机器人外流场数值模拟

采用双向流固耦合的方法,对血管机器人的外流场进行数值模拟,为血管机器人外结构与运行参数设计提供参考.计算结果显示,伴随着血流脉动,血管的变形呈现周期性喇叭形扩大—向前传递—恢复原状,变形较大的区域主要集中在血管机器人迎流面,同时机身旋转的作用快速将血液输送至背流面,使背流面的变形比机身变形略大;进而给出了壁面剪切应力与血管变形间的关系式,揭示壁面剪切应力随血管变形而变化的规律.最后,分析了血管弹性对血管机器人推动性能的影响,结果表明,血管弹性对血管机器人推动性能影响不大.     

基于磁共振图像分割的主动脉管壁剪切力计算

为了获得管壁剪切力等血液动力学参数并用其对心血管疾病进行预测,本文在三维相位对比磁共振成像技术获得的图像数据和血流速度信息的基础上,实现了一种基于图像分割的主动脉管壁剪切力计算方法。其中,图像分割方面,结合需要分割的主动脉血管图像的特点,使用交互式水平集分割算法得到了三维血管壁的分割结果,并对分割结果进行了主观和客观的评价;管壁剪切力计算方面,结合磁共振得到的血流速度信息和图像分割得到的血管壁几何信息,在理想不可压牛顿流体的假设下得到了计算结果,并对结果进行了可视化和分析。最后,对于这两方面研究中存在的一些问题和值得进一步研究的工作进行了总结。     

极性流体在带有小锥度圆管管道内流动的模型

讨论了用偶应力流体表示的血液在带有小锥度的刚性圆细管内的流动问题，运用Ｓｔｏｋｅ的偶应力流体理论和Ｂｌｅｕｓｔｅｉｎ与Ｇｒｅｅｎ的双极流体理论，分别导出了轴向速度，径向速度、流量和壁面剪应力的解析式，并作数值计算，分析了管子锥度，偶应力参数和双极参数等对上述有关量的影响。     

弯曲动脉血管中血液流动对血栓形成的影响

血栓性疾病大多发生在弯曲和血管分叉的位置附近,其形成机制和原因比较复杂,目前的研究主要集中在临床病例的治疗护理方面.临床观测表明,动脉疾病的发病机制和病变发展与血流动力学特征(如流场分布、壁面剪应力等)密切相关.采用计算流体力学方法,从血流动力学角度研究了弯曲血管中血液流动的改变对血管栓塞形成的影响.主要从血流入口初始速度、弯曲曲率半径、血管管径及血液黏度方面研究血液流动对血栓形成的影响.同时结合相关医学病例.从多学科角度分析并验证医学研究中有关血管弯曲对血栓形成机理的猜测.     

格子Boltzmann方法模拟狭窄颈动脉修复前后的流场

采用格子Boltzmann方法模拟真实人体颈动脉血管狭窄前后脉动流场的速度、压强以及壁面剪切应力分布,给出脉动流影响下流体分离区可能出现的位置以及壁面剪切应力的分布情况,分析脉动血液流在二维不对称动脉分叉血管中容易发生动脉粥样硬化的动力学机制,并对模拟结果进行定性分析,与已有结论进行对比,为血管壁病变和动脉粥样硬化形成机制提供有用信息.