集中荷载作用下一次超静定梁的弹性力学解

根据弹性力学平面问题的基本理论,采用半逆解法,求出了单跨一次超静定梁在集中荷载作用下的应力和位移多项式解,并与材料力学解进行了比较,说明了材料力学解的精度和适用范围,可供工程结构设计和弹性力学教学参考.     

集中荷载作用下固支梁的弹性力学分析

根据弹性力学平面问题的基本理论,采用半逆解法,求出了两端固支梁在集中荷载作用下的应力和位移多项式解,并与材料力学解进行了比较,说明了材料力学解的精度和适用范围,可供工程结构设计和弹性力学教学参考.     

圣维南原理与双层平板复合材料的层间弹性耦合

研究了铁磁(电)/弹性介质双层复合材料中的层间弹性耦合,分析了圣维南原理(或局部作用原理)对理想弹性耦合条件下弹性介质内应力分布的影响.从弹性力学基本方程出发得到了切应力和张应力在弹性体内分布的解析模型.建议了一种用于研究局部作用原理的实验方法,该实验方法以应力双折射效应为基础,结合磁(电)致伸缩,构成乘积效应材料,并辅以应力计检测.分析发现,实验与理论结果基本一致.     

基于辛方法的薄壁箱梁剪力滞现象圣维南解析解

以弹性力学辛求解体系为基础,对薄壁闭口截面悬臂箱梁的剪力滞问题进行研究.将满跨均布荷载作用下的箱梁翼板部分进行简化,求解圣维南问题的解析解,给出了剪力滞和有效宽度的闭合多项式表达形式,并与国际规范及数值解加以比较.结果表明,所得公式表达简单,可以快速计算悬臂箱梁桥的有效宽度.
     

均布荷载作用下两端固支梁的弹性力学解析解

根据弹性力学平面问题的基本理论,采用半逆解法,求出了两端固支的单跨超静定梁在均布荷载作用下的应力和位移解,并与材料力学解进行了比较,说明了材料力学解的精度和适用范围.     

弹性材料平头压痕试验的有限元模拟

压痕试验是近些年来材料力学中应用十分广泛的力学试验之一．本文通过对弹性材料平头压痕试验的有限元数值模拟,比较了荷载一位移曲线和接触面分布应力的理论解和数值解,验证了有限元模型的有效性,并对有限元数值模型的几何尺寸、网格疏密、边界条件等参数进行了敏感性分析．该有限元模型的建立为研究压痕试验的应用提供了一种有效的数值分析方法．     

单跨超静定梁在均布荷载作用下的弹性力学解

根据弹性力学平面问题的基本理论 ,采用半逆解法 ,求出了一端固定一端铰支单跨超静定梁在均布荷载作用下的应力和位移 ,并由此说明了材料力学解的精度和适用性 .     

浅裂纹转子特性的动态圣维南原理解释

针对转子系统中常见的浅裂纹转子,利用动态圣维南原理对其无法通过信号处理方式进行故障诊断的特性进行了原理解释.根据动态圣维南原理的2个条件:外载荷动态合力为0以及外载荷产生的应力波对系统的远端作用为0,分别对裂纹转子呼吸函数以及转子应力波柱坐标弹性动力学解进行了分析与证明,并给出了浅裂纹转子在各种条件下其动态行为符合动态圣维南原理的准则.研究结果表明,实际工况下的浅裂纹转子大多满足动态圣维南原理的条件,难以通过信号处理的方式提取其裂纹故障特征,需要采用其他手段对浅裂纹进行定期检测或在线监测.     

累积变形影响下的半刚性节点古建木柱正截面压应力及承载力解析解

古建筑木结构在长期竖向荷载作用下会产生累积变形,针对累积变形古建筑木柱在竖向荷载作用下平面应力问题,运用弹性力学方法求解了应力与位移分量及屈服荷载解析解.结合半逆解求解方式和等效荷载法,将累积变形柱进行了等效简化,对于古建筑端部半刚性特性,运用位移和应力边界条件进行处理.研究结果表明:柱跨中侧向挠曲变形对截面压应力影响大,而端部侧移影响较小;半刚性节点的非线性对截面压应力影响显著.通过Ansys数值计算与理论公式进行了对比,讨论了累积变形对木柱屈服荷载的影响,解析解与数值解结果吻合良好.研究结果对长期竖向荷载作用下有累计残损变形的古建木柱力学状态评估有一定的借鉴意义.     

可移动载荷弯曲梁实验设计与理论研究

为适应工程教育认证体系建设和材料力学创新实验改革,将现有受固定载荷作用的纯弯曲梁实验设备拓展为两处受移动载荷作用的横向力四点弯曲梁实验设备,则可在一台设备上同时进行纯弯曲和横力弯曲实验,且可任意改变载荷加载位置。推导出了任意载荷位置下弯曲梁的弹性力学解析解,并通过ABAQUS数值模拟和实验对理论解进行了验证,实验结果、数值模拟结果与理论解析解结果吻合良好。该实验设计丰富了传统纯弯曲梁的实验形式,在加深学生对理论知识理解的同时,可进一步提高学生的自主设计和改造实验的能力。     

针对典型单体结构的数值流形解与弹性力学解对比

针对典型的单体结构悬臂梁的力学行为进行分析。阐述了受集中荷载悬臂梁位移解析公式,利用数值流形方法计算了受集中荷载下悬臂梁的位移情况。将数值计算结果与弹性力学解析解进行对比验证,证明了数值流形方法中加密数学覆盖的收敛性及必要性。通过分析数值计算结果与解析解的误差,表明误差来源于解析解的推导过程,在确定边界条件时解析解忽略了悬臂梁固定端的转动而使解析解存在误差,对解析解的误差提出修正方案并重新与数值解对比,验证了数值流形方法对简单结构体比常规解析解有更高的准确性。     

内爆炸荷载作用下立井井壁动力响应的解析解

本文以弹性力学及板壳理论为基础推导出圆筒立井井壁在掘进爆破荷载下的应力分布的解析解，并与实验数据基本吻合，从而使理论解得到了验证，为制定立井井壁的防护措施提供了理论依据。     

弹性圆板在轴对称边缘条件下的解及其应用

在不采用任何近似的板理论的条件下，给出一种横观各向同性圆板在表面应力自由、边缘承受轴对称分布应力工位移时的线弹性边值问题的半解析数值方法，并且说明鞭些典范问题的解在圆板的位和多、应力混合边界条件的圣维南原理的表述中的应用。     

双辊铸轧辊套温度场分布的圣维南原理现象

介绍了采用有限差分法并建立两个模型来求解铸轧中铸轧辊辊套温度场的方法和结果，发现辊套温度场分布规律与弹性力学中的应力场分布遵循圣维南原理相似。     

圣维南原理的一种可能的数学表达

明确了应用圣维南原理时采取的近似解的意义,并导出具有分片光滑边界面并满足圣维南原理的条件的两类弹体中应力分量解的必要条件。     

突加集中荷载作用下饱和土-深埋圆形隧道衬砌系统的非轴对称动力响应

考虑饱和土与深埋圆形衬砌的相互作用, 研究了突加集中荷载作用下饱和土-衬砌系统的非轴对称动力响应. 基于Biot理论和弹性理论, 采用Laplace变换和Fourier级数, 考虑衬砌边界条件以及衬砌与饱和土交界面处的连续性条件, 在Laplace变换域内求得突加集中荷载作用下饱和土-弹性衬砌耦合系统的位移、应力和孔隙水压力等的解析表达式. 利用Laplace逆变换Crump数值反演方法得到饱和土-衬砌系统动力响应的数值解, 并分析了土体和衬砌系统的力学、几何等参数对系统动力响应的影响. 结果表明: 5倍隧道衬砌半径以外处土体的动力响应远小于隧道附近土体的动力响应; 衬砌刚度和厚度对土体位移和应力影响显著, 但对孔隙水压力影响较小; 孔隙水的可压缩性对土体位移的幅值影响不大, 但对应力幅值的影响较为显著.     

厚板焊接接头残余应力和损伤分布的研究

对典型焊接方法下的厚钢板构件焊接性能进行实验和数值模拟研究.首先采用磁弹仪获得MP-σ标定曲线,通过磁弹性法测量得到厚钢板焊接接头残余应力;然后基于ABAQUS及其子程序DFLUX,模拟了厚钢板对接焊接全过程.对比数值模拟和实验结果表明:构件焊接接头纵向应力大于横向应力;沿Y轴的纵向焊接残余应力随着板厚度的增加而增加,厚度小于60mm焊件增加尤为明显.此外,本文耦合了焊接过程中的温度场、应力场,并考虑了积累损伤的影响,完成了焊接构件在低周往复荷载作用下的计算分析,结果表明,在低周往复荷载作用下焊接构件中的残余应力对累积损伤分布有较大影响.     

均布荷载作用下悬臂梁的弹性应力解

假设切应力,采用半逆解法,推求应力函数的形式,然后求出应力分量.再考虑边界条件,求出积分常数,从而得到悬臂梁弹性力学应力解.最后比较了弹性力学解答和材料力学解,得出了一些有用的结论.     

弹性地基上正交各向异性板的低速冲击响应

为了研究弹性地基上钢筋混凝土板在冲击荷载作用下的应力及位移特征,文中以弹性地基与正交各向异性板的接触作用为分析模型,采用显式有限元方法建立了弹性地基与四边自由的正交各向异性板冲击作用的分析模型,计算了弹性地基和正交各向异性弹性板的应力场及位移场。数值模拟结果表明:四边自由的正交各向异性板在冲击荷载作用下其底部受拉,顶部受压,其应力分布特征与薄板弯曲的应力分布特征相近,板中最大应力对称出现在距板底中央的1/3处;地基沉降主要出现在与板接触的有限区域内,且发生在距地基表面的0. 0～1. 2 m深度范围内。本文的计算结果可为评估弹性地基及正交各向异性板在冲击荷载作用下的安全性提供计算依据。     

FRP加固梁在集中荷载作用下胶层间应力的弹塑性分析

基于弹塑性力学的理论,通过FRP加固梁的平衡微分方程和变形协调条件,对粘胶层的应力进行分析,建立了加固梁层间应力弹塑性求解方程,并给出了相应的边界条件。文章对一承受集中荷载作用下的加固梁进行了层间应力弹塑性分析,对以后的数值模拟进行校正。