光弹物理模拟实验法在古应力场研究中的应用

古应力场的研究是当今构造地质学和石油构造地质学的研究热点,作用在岩石或地层中的应力可以导致其不同样式和特性的变形,并且驱动油气的运移和成藏。从地质体中直接获得古应力场各项参数相当困难。将光弹物理模拟实验方法应用于古应力场研究中,介绍了光弹物理模拟实验的装置、材料、边界条件和相似理论,给出了实验结果。对该实验结果进行了物理学和动力学分析,结果表明：（１）最大主应力σ１作用方向和强度控制着非均匀介质中     

光弹物理模拟实验法在古应力场研究中的应用

古应力场的研究是当今构造地质学和石油构造地质学的研究热点。作用在岩石或地层中的应力可以导致其不同样式和特性的变形 ,并且驱动油气的运移和成藏。从地质体中直接获得古应力场各项参数相当困难。将光弹物理模拟实验方法应用于古应力场研究中 ,介绍了光弹物理模拟实验的装置、材料、边界条件和相似理论 ,给出了实验结果。对该实验结果进行了物理学和动力学分析 ,结果表明 :①最大主应力σ1作用方向和强度控制着非均匀介质中应力集中区和高势能区的分布 ;②应力轨迹描述了应力传递方向与油气运移方向之间的几何关系 ;③应力级值区图对于确定低势能区和预测有利成藏区是非常重要的     

变弹模光弹模型层面温度的约束应力

本文通过实验研究和理论分析探讨了变弹模光弹模型层面温度约束应力的产生机理及其发展过程,并且反复用实验验证了约束应力条纹图的稳定性即约束应力的不变性,从而提出了消除其影响的“单一模型法”,并给出了该方法条纹参数叠加形式的表达式,它对消除岩土工程变弹模光弹模拟中的约束应力影响、提高实验精度具有重要意义。     

球壳形遮弹板动应力场的试验

为改进球壳形遮弹板的设计,用动光弹法对球壳形遮弹板受冲击荷载作用时的应力场进行了实验研究,分析了反射应力波和应力集中对遮弹板的影响,指出了等厚球壳形遮弹板结构的合理性,并据此提出了一些设计原则与改进措施。     

对变弹性模量三维光弹地质构造模型中粘结约束应力的探讨

对变弹性模量三维光弹地质构造模型中,粘结约束应力的产生原因及发展过程作了理论分析计算,由此得出粘结约束应力是由热膨胀应变所引起的结论,以及消除其影响的方法。     

变弹模光弹模拟中的层面温度约束应力——Ⅱ.层面温度约束应力的数值计算

本文在温度约束应力产生的内在机理基础上,利用有限元法对变弹模光弹模型中层面温度约束应力的发展过程进行了数值计算,计算结果与实验观测结果的一致性表明了数值方法对次生应力的可计算性,从而可实现在变弹模光弹模型应力分离的计算程序中直接对次生应力进行计算并加以消除.     

回转撞击构件的动光弹实验研究

为使动光弹实验真实地反映回转撞击构件中的动态应力分布，文中建立了回转撞击构件的动光弹实验装置。该装置实现了在动光弹实验中用运动回转撞击试件来真实地模拟实际回转撞击构件中的应力分布情况。     

动光弹等差条纹的分析与判读

介绍了动光弹的基本原理，并从理论上回答了动光弹应用中的一些问题，如应力光学定律的适用范围，惯性力可否忽略等。同时，在总结回顾动光弹等差条纹级次判读方法的基础上，提出了把应力波理论与等差条纹分析判读相结合的方法，不仅使条纹判读的概念更清晰，而且可提高条纹分析和级次判读的准确性。     

光弹贴片法检测复合材料残余应力

采用钻孔法结合光弹贴片实测正交异性复合材料板小孔周围释放应力应变场,简要推导光弹等差线条纹级数与测点残余应力的关系式,并以碳/环氧复合材料板为实例,探讨更简便易行的残余应力检测方法。在实验技术上,将聚碳酸酯贴片的单侧表面镀金属铝膜,以提高贴片的反射效率。实验表明,钻孔法结合光弹贴片测量可有效地分析复合材料残余应力问题。     

变弹模光弹模拟中的层面温度约束应力——Ⅰ.层面温度约束应力的实验研究

本文通过实验研究和理论分析探讨了变弹模光弹模拟中层面温度约束应力的产生机理及其发展过程,以及层面应力约束与应变约束的一致性,表明了层面两侧最终冻结下来的约束应力均为拉应力。这对进一步消除岩体结构工程的变弹模光弹模拟中层面温度约束效应带来的影响具有重要意义。     

压力容器接管区裂纹尖端应力强度因子的测定

针对压力容器接管区处于高应变梯度区的特征,用与压力容器接管的应变分布相类似的异形板来模拟接管,对不同孔径的异形板进行应力应变场的光弹性分析,给出高应变梯度区的应力分布状态,同时利用权函数理论,对裂纹尖端附近的应力强度因子进行测定,为裂纹疲劳扩展分析提供依据     

混合型应力强度因子的光弹性多参数测定

提高裂纹尖端应力强度因子值的计算精度,对于准确分析受力结构的起裂条件和破坏模式具有重要意义.本文采用3D打印技术获得了不含残余应力的平板模型,高精度打印预置裂纹避免了传统加工过程产生残余应力的缺点;综合考虑奇异场和非奇异场对裂纹尖端区域应力场的影响,引入远场边界控制的三个常数项应力,提出了光弹性多参数法;采用三点弯曲试验,运用最小二乘法计算了不同载荷下纯 Ⅰ 型和 Ⅰ-Ⅱ 混合型应力强度因子值,并与理论解对比分析.结果表明:对于纯Ⅰ 型应力强度因子,计算结果的平均误差为6.1%,对于 Ⅰ-Ⅱ 混合型应力强度因子,计算结果的平均误差分别为6.4%和5.5%,多参数法与理论解相比较小的计算误差验证了该方法的可靠性和准确性,可为精确计算应力强度因子的光弹性实验研究提供借鉴.     

夹层隔震橡胶垫在轴压作用下的应力研究

对轴压作用下夹层橡胶的应力分布进行了分析，并利用光弹试验方法进行了验证，为夹层隔震橡胶垫力学性能的研究提供了一种简便的方法。     

光弹性等达因法实验技术的初步研究

本文了介绍了自行研制的光弹性等达因实验装置，讨论了积分棱镜的设计和有关实验技术。利用该装置作了对径受压圆盘的应力分析和拉伸板边裂纹应力强度因子测定的基本实验。     

New Methods of Determining the Mixed Mode Stress Intensity Factors for V-Shaped Notch

In this paper, on the basis of the stress field given by D.H.Chen, three new photoelastic methods are developed for determining the stress intensity factors K1 and K2 of V-shaped notch. Some photoelastic experiments are performed on a skew -symmetric 45° notch. Measurements of the coordinates components of r,θand fringe order N are made for progressively smaller fringes and used in the proposed methods to solve K1 and K2.Plots of apparent K vs. r/l are made and extrapolated to the notch tip to yield the true values of K1 and K2.The results obtained by the three methods are very close to each other. When the notch problem is simplified as a crack problem, the corresponding equation is identical to the one proposed by D.G. Smith, which shows that the proposed methods are applicable for both notch and crack problems.     

岩石分形节理光弹实验与数值模拟研究

从分形几何的观点出发，根据岩石结构面具有统计自相似特征，采用Mandelbrot-Weierstrass函数在聚碳酸脂板人为生成不同分维的分形曲线来模拟岩石节理不同的粗糙度，对该试样进行了一系列单压和压剪光弹实验。运用ANSYS系统，通过对模拟分形节理实验过程的数值模拟，研究了定量刻划节理粗糙性的分维对应力场分布变化的影响，并与光弹实验结果作了对比分析。研究表明，数值模拟结果与光弹实验结果有较好的一致。     

采矿工程中三维光弹地质体模型边界的应力初值

本文根据对变弹性模量三维地质结构体模型边界的应力分析和讨论,提出了两种模型边界的应力初值计算方法。本文的研究结果对于采矿工程和地质工程等问题的模拟实验研究具有一定的参考价值。     

应力分析的计算机辅助可视化教学系统

该系统是一个高效的应力分析方法的可视化教学演示工具。其特点是集成了传感器信息、光弹测试系统、有限元数值计算程序、计算机图形模拟和多媒体演示程序。系统对应力及其分析方法的概念和原理 ,提供了光弹模拟实验、数值计算分析以及综合两者优点的杂交分析手段 ,并可对相应图形结果进行直观比较。     

光弹断裂分析数据拟合程序的改进

作者建议了一种选取初值的原则,并尝试用几种不同的阻尼最小二乘算法来替代在以前的光弹断裂分析数据拟合程序中所用的高斯-牛顿算法,发现一种改进的阻尼最小二乘算法最为合理.文中用这种新的算法编写的程序分析了几个动光弹实验结果,其中包括动态曲裂和枝裂实验结果.     

井底地应力场的光弹研究

本文介绍应用三维光弹分析的方法来研究井底附近的应力场所采用的力学模型、实验原理和方法以及所得的部分结果。