滑移线法的研究及应用

在许多塑性变形情况下，速度场比较容易用解析法获得。因此利用滑移线场和速度场的相似性，不难用解析法得到滑移线场。利用它可以得到结构或工艺过程的极限载荷。本方法计算方便，而且容易提高计算精度。     

极限分析法求解基坑支护桩(墙)入土深度

根据极限分析理论，构造基坑支护开挖稳定分析的机动许可速度场并建立虚功率方程.由此推出支护桩(墙)临界入土深度极限分析上限解的计算公式.结合算例分析了支护桩的入土深度、开挖深度和土的抗剪强度的关系，它们之间呈非线性而不是经验的常量关系.     

多组载荷作用下结构的极限分析

研究多组载荷作用下刚塑性体极限分析上限格式的数值计算方法。通过采用有限元离散技术和 Ｍｉｓｅｓ屈服条件，引入了一种直接迭代的算法，它将产生一个单调递减的载荷因子序列，该序列收敛于真实极限载荷因子的上限，同时也得到相应的机动场。算例分析表明了该算法的稳定性和高效率。     

基于Meyerhof机构的吸力式沉箱基础抗拔承载力极限分析上限解

为了研究吸力式沉箱基础上抗拔荷载作用下的极限承载力上限解,构建出反向Meyerhof破坏模式.根据极限分析上限定理,引入反向地基承载力,基于Meyerhof破坏模式,将原基础下的主动区变为被动区,对数螺旋线方向相反且延伸至沉箱侧壁,建立了相应的机动许可速度场,推导出理论上更为合理的吸力式沉箱基础极限抗拔承载力上限解.分析了上限解与黏聚力、内摩擦角、摩擦系数以及基础下地基反向承载力之间的关系.采用Matlab软件编程计算出上限解,并与文献中的试验数据进行对比分析.结果表明,上限解与试验值的误差最大值为28%,最小值为9%,从而证明了破坏模式的合理性及所提方法的适用性.     

三维结构极限上限分析的有限元方法

根据塑性上限定理，采用罚一对偶方法，解决了三维极限分析中的塑性不可压问题，建立了三维结构上限分析的有限元规划格式，给出了相应的优化迭代求解算法。克服了目标函数非线性非光滑所导致的数值计算困难，使迭代过程产生的极限载荷因子和相关速度场收敛于真解的上限。该方法已应用于带缺陷压力容器的数值极限分析中，计算实例表明该方法具有数值稳定性好、精度高、收敛快等优点，并具有较广的适用范围。     

临坡双层粘土地基极限承载力的上限分析

在现有研究基础上,结合临坡条形基础双层粘土地基临近边坡的非对称性特征和层状地基特征,构建出临坡条形基础双层粘土地基的多滑块组合单侧滑移破坏模式;根据速度相容关系和速度三角形闭合条件,确定出多滑块离散模式相对应的机动允许速度场;引入上限极限分析理论,导出临坡条形基础双层粘土地基极限承载力计算模型,在此模型上采用序列二次规划算法进行优化求解,建立了临坡条形基础双层粘土地基极限承载力确定方法.利用Matlab的符号运算功能和优化函数编程计算进行实例分析,并与有限元数值计算结果进行对比分析,表明了本文研究方法的可行性与合理性.     

无支护立井井筒极限深度的上限解答

本文应用极限分析的上限方法,对库仑材料立井井筒的稳定性进行研究,对于内摩擦角φ=20°的情况,通过进行非线性优化,给出了井筒极限深度的上限解答,并对不同材料参数时的机动场进行了讨论。     

论固体力学中的极限分析并建议一个一般变分原理

本文首先简单地回顾和讨论了固体力学中极限分析的发展和现状。自从著名的上限定理和下限定理奠定以后,作为应用塑性力学分支的极限分析逐渐受到重视并有了相当迅速的发展。现在对于由于主要是受弯构件组成的刚架结构,极限分析已经没有原则上的困难,通常可以找到既是上限又是下限的完全解。至于在二维三维连续体,特别是板壳方面,虽然已经完成一些工作,但是在经过一段进展以后,现在进展显得迟缓了。这是因为在这两个基本定理的具体应用中,一般很难找到足够接近的上限和下限。特别是下限的应用困难很大。 本文的后半部是提出一个一般变分原理,在这个变分原理中应用力场与速度场彼此独立变分,它等值于极限分析所满足的全部方程式：平街、机动、屈服和流动定律。和上限和下限定理相比较,如果采用同样的应力场和速度场,通过这个变分原理得出的极限载荷,将在上下限定理给出的上限和下限之间。举列表明,采用各种不同的应力场和速度场,能给出比较稳定的极限载荷值。此外这个变分原理还可适用于非均质材料或各向异性材料的极限分析。     

水平成层土坡破坏机理及稳定性分析

采用室内模型试验及极限分析上限法对水平成层土坡破坏机理与稳定性进行研究。首先,构建室内模型分别模拟不同边坡高度与不同分层厚度条件下的水平成层土质边坡,分析在坡顶条形荷载作用下坡顶与坡面位移-荷载变化规律、极限承载力及破坏面形态和位置。基于极限分析上限法基本原理,针对水平成层土质边坡圆弧+直线的破坏模式建立机动容许速度场,推导该类边坡在坡顶条形荷载作用下极限承载力的求解公式,并将室内试验结果与数值分析结果进行对比分析。研究结果表明:水平成层土质边坡在坡顶条形荷载作用下的破坏模式为圆弧+直线组合式,其滑动面由凹向边坡体内部的圆弧曲面和平面2部分组成,圆弧曲面上端位于加载梁后缘处,下端处于填土分层处,平面为填土分层交界面;上限法在求解水平成层土质边坡稳定性问题上具有一定的合理性。     

非均匀地基与均匀地基承载力上限解之间的转化关系

利用上限法研究条形荷载作用下非均匀地基极限承载力问题.基于平动失效机理,运用极限分析方法,得到土体粘聚力随深度线性变化条件下非均匀地基极限承载力上限解的解析解,计算分析条形均布荷载作用下非均匀地基极限承载力.通过与均匀地基承载力的经典解答进行比较,分析非均匀地基与均匀地基极限荷载之间的相似性,进而得到承载力系数之间的相似转换关系,给出相应转换系数的解析表达式,该系数集中反映了地基的非均匀性.借助均匀地基经典上限解,可将非均匀地基极限承载力的问题求解转化为相似转化系数的计算问题,从而为求解非均匀地基极限承载力的求解提供十分便捷有效的途径,便于工程应用.     

宽截面铝型材挤压导流模应用研究

探讨了导流模内挤压铝型材的流动规律。提出了确定导流模最小厚度的理论依据。用流函数法确定了宽截面薄壁铝型材挤压变形动可容速度场、应变速率场及上限功率。讨论了变形程度、磨擦因子等参数对导流模最小理论厚度、挤压载荷的影响。得出薄壁型材导流模厚度的理论最小值。为导流模优化设计提供了理论依据。     

滑坡极限分析与塑性耗散功率

基于塑性力学和极限分析理论，研究了岩土体的体积塑性耗散功率和面积塑性耗散功率，并以平动性滑坡为例，给出了滑坡体塑性耗散功率和安全因子的计算方法．     

双剪应力屈服准则解析圆坯拔长锻造

建立了圆坯拔长锻造的运动许可速度场与应变速率场。采用双剪应力屈服准则经上界定理求得解析解,该解与传统工程法进行了比较,计算结果高于传统工程法的结果。     

T型和X型管接头在轴压下极限强度的半经验公式

基于圆环模型给出了Ｔ，Ｘ型管接头在轴压下极限强度的半经验公式，其中圆环的等效长度由试验结果进行回归，预测的极限载荷与实验数据符合较好。     

连续速度场解析平面变形正反向挤压

对平面变形的正反向挤压问题建立运动许可的连续速度场并获得上界解析解。该解与以三角形速度场得到的上界解和 Avitzur 以柱坐标系连续速度场得到的上界解进行比较表明,本文解法有时可得到更低的上界值,且可得到通解。     

深小锥孔零件无芯棒开式冷挤压刚塑性边界分析

运用场论及流体动力学的理论,分析了深小锥孔零件无芯棒开式冷挤压的变形特点,给出了该变形过程非稳态速度场的瞬时流函数方程,并由流函数方程建立了运动学许可速度场。分析了影响速度场变化的主要因素,从位置和形式2方面确定了刚塑性变形区边界和速度间断线方程。     

立轧对称-反对称抛物线狗骨模型轧制力的解析

为提高热轧产品质量,必须保证热轧带钢宽度尺寸精度,生产中多采用在粗轧机组处安装立辊轧机来进行控制,但立轧后板坯横断面会产生狗骨形状.首次建立了立轧对称-反对称抛物线狗骨函数模型和运动许可速度场.使用刚塑性第一变分原理,采用变上限积分得到立轧时总功率泛函和轧制力的解析解.将轧制力解析结果与有限元仿真值进行比较,误差在3%以内,与Yun模型比较误差不大于6.3%.采用本文模型预测现场轧制力的精度良好,可以满足现场控制要求.     

半固态触变力的上限解

采用上界理论解法,求解半固态A356铝合金触变成形力·假定变形体为质点连续分布的刚塑性材料,设定连续函数速度场,将变形区分为圆盘和圆环两个塑性区、一个圆环刚性区等三个区,计算结果表明,触变成形力为82298kN,与实测结果在误差允许范围内拟合良好;变形力与变形区的尺寸有很大关系,当侧壁及下部圆盘愈厚时,变形力愈小;反之,变形力愈大     

临坡抗拔条形锚板破坏模式及 极限承载力上限分析与试验验证

考虑土体材料的非线性特征,用非线性强度准则及其关联流动法则构造临坡条形锚板上拔时的机动许可速度场,并基于上限定理导出其曲线型破坏模式及抗拔承载力上限解.此后,借助DIC图像关联技术开展了一系列临近砂土边坡条形锚板的室内抗拔模型试验,得到了不同边坡角度及不同临坡比情况下条形锚板的抗拔承载力及上方土体破裂面发展模式.对比结果表明,临坡条形锚板的抗拔承载力与本文上限解计算结果误差在13％以内,土体破裂面模式也基本吻合,从而验证了本文理论解的合理性.最后,对抗拔条形锚板的临界临坡比进行了探讨,分析结果表明临界临坡比随埋置深度和初始黏聚力的增大而增大,随单轴抗拉强度的增大而减小.