考虑非线性本构和小初始变形的单壁碳纳米管的Bernoulli-Euler梁模型

在有限变形条件下石墨烯的应力应变关系是非线性的,而且石墨烯卷曲形成的碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)在应用时通常会产生小的初始变形.但是,在已有的碳纳米管力学性质的研究中还没有同时考虑这两种因数影响.基于石墨烯的非线性本构关系,建立了新的包含小初始变形的Bernoulli-Euler梁模型,然后应用该模型研究了单壁碳纳米管(single-walled carbon nanotubes,SWCNTs)的静态弯曲和一阶受迫振动.结果表明:在静力弯曲时,当初始变形与外荷载的方向一致时,初始变形增大了系统的刚度.当初始变形与外荷载的方向相反时,初始变形使碳纳米管的静力变形变得复杂.在受迫振动时,初始变形和本构中的非线性项都能改变振幅的分岔点的位置.初始变形可以使碳纳米管的力学性质由硬非线性变为软非线性.因此,非线性本构和初始变形均对碳纳米管力学行为有显著影响.     

颗粒增强复合材料随机分布模型的数值模拟

利用三维有限元方法,通过建立颗粒随机分布胞体数值分析模型,对颗粒复合材料做模拟计算.在单向拉伸荷载作用下,讨论模型中von Mises应力的分布规律以及弹性模量的数值模拟.与实验结果相比较,发现颗粒随机分布胞体模型弹性模量与实际情况符合较好,颗粒内高应力区域与金相显微镜下的颗粒微裂纹吻合较好.     

网格技术对应力强度因子计算的影响

阐述了FRANC3D计算应力强度因子（SIF）的原理,研究了FRANC3D网格划分技术对计算裂纹SIF精度的影响。将数值计算结果与理论结果进行比较,表明裂纹面的网格疏密对计算精度影响很大,尤其是当裂纹边缘后的第一行网格节点越接近裂纹边缘时计算精度提高越快;而外部（除裂纹面之外）的网格疏密对计算精度影响不大。此外,单元采用的形函数对计算结果也有影响。     

数字实时全息用于孔洞夹杂物的试验研究

将数字实时全息应用于不同孔间距孔洞夹杂物的实验研究,采用计算机数字再现,得到孔间干涉应变场分布的数字全息干涉条纹图.通过对孔洞干涉的条纹级数、形状和分布情况的分析,证明了数字实时全息方法良好的适用性、重复性和直观可比性.     

冲击荷载作用下机场刚性道面动力响应与影响因素分析

机场刚性道面受飞机着陆冲击荷载的影响较大。为研究机场刚性道面在飞机着陆瞬态冲击荷载作用下的动力响应,基于主起落架单自由度振动系统,用半波正弦曲线模拟冲击荷载,采用有限元分析的方法研究了B737-800机型在粗暴着陆条件下机场道面的动力响应,并分析了道面板在不同冲击速度及不同道面结构参数下动力响应变化规律。结果表明:单自由度振动系统能很好的表征垂直速度与法向加速度的关系;道面板产生最大应力的临界荷位处于板纵缝中部;冲击荷载作用时间内道面弯沉影响深度持续增加,绝大部分由土基承担;循环冲击作用下,板底弯沉随冲击荷载作用次数的增加而增加,作用100次后增幅明显减小;板底弯沉与板底峰值应力均随垂直速度的增加而增加,相比面层模量,面层厚度对板底弯沉的影响显著,板底峰值应力随面层模量的增大而增大,但随面层厚度的增加呈先减小后增大趋势。     

铝合金裂纹稳定扩展数值分析

应用FRANC2D/L对铝合金2024—T351板材Ⅰ型裂纹稳定扩展进行了数值计算,阐述了FRANC2D/L的分析方法及四分之一点奇异单元的特性;分析了临界COD判据在计算过程中的应用。通过实验与计算结果的对比分析,表明了FRANC2D/L为一可行、可靠的二维裂纹稳定扩展分析工具。     

搅拌摩擦焊接铝合金焊区裂纹稳态扩展的临界CTOA

通过对铝合金2524-351母材及两种搅拌摩擦焊接（FSW）参数下焊区的Ⅰ型裂纹稳定扩展的研究，定义了新的临界CTOA（ψc1）的测定方法。ψc1的计算结果表明不同搅拌摩擦焊接参数下焊区临界CTOA对应一恒定值，故提出可用临界CTOA作为一断裂参量来描述FSW焊区的抗断性能，优化FSW的焊接参数。