岩盐力学特性的刚性实验研究

在ＩＮＳＴＲＯＮ１３４０刚性伺服材料试验机上对三种岩盐在单轴压缩应力状态下进行了力学实验研究，揭示了岩盐这种特殊岩石的基本力学面貌。     

新的多参数强度准则

在新的力学模型上建立了三种类型的四参数强度准则。这三个新的强度准则不仅适用于拉压强度不等的材料，并且适用于那些单轴压缩强度不等于双轴压缩强度的岩土类材料。这三个强度准则有一普遍意义：最大剪应力准则、莫尔－库仑准则、双剪应力单参数准则、两参数准则、三参数准则，还有近年来提出的一些准则都是这三个准则的特例。     

侧压对材料有效压缩模量的影响

损伤力学是固体力学的一个分支,是材料变形与破坏理论的重要组成部分。损伤力学的研究方法有宏观和细观之分,宏观方法更便于工程实际的应用,而细观方法有着更为清晰的物理背景。复杂应力状态下裂纹面间的正应力和剪应力的分析是损伤力学中经常涉及的问题,可以用宏观损伤理论分析侧压条件下裂纹面的闭合应力,从而得到裂纹面间的正应力,然后在弹性力学理论的基础上,利用细观力学分析中的某种平均化方法,推导出脆性和准脆性材料沿裂纹面法线方向的压缩应力-应变本构关系,同时可得到侧压条件下材料的有效压缩模量。计算结果表明,侧压和裂纹面的闭合应力对材料的压缩杨氏模量有一定的影响。由该理论得到的裂纹面间的正应力可知裂纹面间的剪应力,由此可分析考虑摩擦效应的有效剪切模量。     

深水复合泡沫压缩性能试验与现场应用

深水油气井生产测试阶段采用复合泡沫材料技术能有效减缓环空热膨胀压力上升,保护管柱结构不受损坏,因此开展针对复合泡沫材料压缩性能的研究具有重要意义。根据Gibson模型中的多孔材料力学行为理论,对试制的复合泡沫材料进行压缩力学特征预测,在准静态单轴压缩试验和静水压压缩试验中,复合泡沫材料压缩过程中呈现出线弹性变形、屈服破坏和致密化压缩三个阶段的力学特征。分析了泡沫材料在不同配比、温度条件下的体积压缩率随静水压力的变化规律。试验结果表明：理论预测与试验结果基本一致,静水压力下的泡沫材料的启动压力要大于单轴压载屈服强度;环境温度对泡沫材料的体积压缩率影响不大,但会改变泡沫材料启动压力,随着温度的升高,启动压力会相应降低;不同微珠填充量对材料性能影响较大,随着空心玻璃微珠含量的增高,泡沫材料启动压力降低,体积压缩率增大。在案例井的现场应用中,证实了采用复合泡沫能有效控制环空热膨胀压力,保障管柱安全和井筒完整性。     

表层纳米化铝合金材料的微尺度力学行为

通过对表层纳米化铝合金材料显微组织的观测, 从实验(压缩实验和纳米压痕实验)和理论两方面研究了该材料的微尺度力学行为. 在实验方面, 测量了压缩应力应变曲线和硬度-压入深度曲线; 针对压缩和压痕两种实验特征, 采用微结构构元模型和应变梯度理论, 对该材料的压缩应力应变曲线和硬度曲线进行了预测和模拟; 进而确定出相关的材料参量及模型参量.     

地基承载力评价方法探讨

室内土工压缩试验一般仅用来评价土的变形性能，它作为土这种特殊材料——土的力学试验，应可用来评价土的强度性能。对e—p压缩曲线进行一系列坐标变换及计算，得到s—lgp曲线，然后根据该曲线上转折点估计土的承载力。此法简单易行，为评价地基承载力提供了一条新的途径。     

Al-Si闭孔泡沫铝材料的压缩行为

对熔体转移发泡法制备的不同密度Al-Si闭孔泡沫铝材料进行了准静态压缩实验,研究了Al-Si闭孔泡沫铝材料的准静态压缩力学行为及变形机制,并从微观上分析了相对密度对Al-Si闭孔泡沫铝材料的力学性能影响.结果表明,Al-Si闭孔泡沫铝材料的压缩过程具有明显的脆性材料压缩变形特征,即经历三个阶段线弹性阶段、脆性崩溃阶段、致密化阶段.相对密度对Al-Si闭孔泡沫铝材料的力学性能影响显著,随着相对密度的增加,压缩强度和弹性模量逐渐增大,且理论结果与试验结果比较吻合.     

花岗岩动态压缩力学特性的实验以及理论研究

简要介绍了花岗岩材料的动态压缩实验结果,同时建立了花岗岩材料的裂纹模型,并基于断裂力学以及纲以细观力学的相关理论,模拟了花岗岩材料的在动态压缩载荷作用下的强度特性,建立了花岗岩材料在单轴动荷载作用下的本构模型。这些模拟结果与实验结果相符。     

硅橡胶压缩力学性能及率相关本构模型

研究了典型超弹性材料硅橡胶压缩力学性能及率相关本构模型.采用Instron万能材料试验机和分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验装置对硅橡胶进行了准静态和动态压缩测试,基于测试结果分析了硅橡胶材料在0.001、0.01、0.1、1 750、2 300和3 000 s^-1应变率下的力学行为.测试结果表明,硅橡胶在静态载荷下有显著的超弹性特性,动态载荷下表现出明显的应变率效应,弹性模量与应变率比值对数之间存在非线性关系;据此,建立了率相关本构方程来描述硅橡胶在静、动态压缩载荷下的力学行为,与现有模型相比,所建立的本构方程参数仅有5个,在试验应变范围内应力最大误差保持在15%以内,与试验结果有良好一致性.     

饱和孔隙介质各向异性损伤细观模型

为研究孔隙介质的细观损伤力学及其流-固耦合特性,基于细观力学提出了一个脆性孔隙介质材料各向异性损伤细观模型。同时应用比奥(Biot)弹性孔隙介质理论框架下利用太沙基理论的有效应力概念,将孔隙介质材料各向异性损伤细观模型推广到了饱和条件,建立了一个饱和孔隙介质各向异性损伤细观模型。以法国的一种砂岩为例,分别模拟了三轴排水压缩实验、三轴不排水压缩、不同偏应力水平下增加孔隙水压的三轴压缩实验,数值模拟与实验结果吻合好,说明模型能正确地描述饱和孔隙介质的力学特性和流固耦合特性。     

地震作用下土石坝抗震稳定的谱元分析

地震作用下土石坝抗震稳定性研究是一项涉及地震工程、结构抗震、地质工程、岩体力学等诸多学科的综合课题。谱元法是计算流体力学中一类特殊的方法,它把有限元法和谱方法相结合,兼具了有限元的处理边界和结构的灵活性和谱方法的快速收敛特性,同时极大地减少了计算时间和内存需求。     

基于有限元的一种结构随机分析方法

通过引入可靠度的置信区间和置信度的概念。可以把结构分析中的随机参数转化为置信区间下的区间数。从而就可以运用普通的有限元程序对含有随机参数的工程结构利用区间算法进行强度分析。讨论了在一般算法的前提下,提出利用区间算法结合力学知识可以简化计算量,最后的实例表明该方法是可行的。     

虚边界元法求解岩石力学问题

给出虚边界元方法的计算公式，以及有关的耦合计算公式；以岩石力学和地下工程为背景，模拟计算了开挖和流变对地下洞室的影响，数值结果与解析解符合很好，对于进一步开展虚边界元法在工程问题中的应用具有重要意义。     

连续体平面应力的有限元算法

在研究平面应力问题时,工程中使用的形状复杂的连续体很难用经典的力学计算求得解析结果,而应用有限元法将能够求得满足工程精度的近似解。本文以受压正方形板的应力分布为例,说明了有限元法在平面应力计算中的具体应用,该应用实例表明了有限元法在工程中用于求解连续体应力问题的重要性。     

基于热粘弹性理论的低碳钢厚壁球非定常热应力计算分析

低碳钢厚壁球是机械工程中常见的构件之一，常采用热处理的方法来提高其机械强度，温度场的变化在厚壁球内产生非定常热应力。本文从考虑低碳钢材料的热粘弹性力学性质出发，依据变温粘弹性松弛型本构理论、热传导方程和有限元方法，对低碳钢厚壁球的非定常热应力进行了计算分析。     

工程随机力学及可靠性理论中的若干问题（上）

简要介绍了国内外工程随机力学及工程可靠性研究动态,以实际工程问题为背景,从若干方面阐明了实际工程中的不确定因素,并结合河海大学所做的工作,介绍了随机有限元法,随机场的离散,工程结构点可靠度,体系可靠度,时变可靠度,非线性材料的随机力学方法以及随机动力问题５个方面的研究现状和工程应用情况。     

大直径桩非线性模拟分析的有限元法

根据结构力学中的位移法及有限元的基本理论,考虑了接触面的剪切力和剪切变形之间的非线性关系,导出了分析大直径桩土相互作用的有限元法,编制了计算程序,并与试验结果进行了对比分析。结果表明,计算分析结果与实测桩基承载力吻合良好。     

大型筒仓的有限元分析

以往设计筒仓时，由于没有一套完整和实用的能考虑边缘效应的内力计算方法，大部分圆筒仓均按无矩理论计算薄膜内力，仅在配筋时对边缘附近壳体作构造加强。本文介绍了用有限元方法、采用电算手段分析贮煤圆筒仓内力的形成过程，并对有限元程序计算结果与《钢筋混凝土筒仓设计规范》方法计算结果进行了对比分析。本方法弥补了按无矩理论的近似性，避免了其他力学方法的繁锁计算，可供类似工程设计时参考     

离散元法中检索及锚杆问题

离散元法是岩石力学处理非连续介质问题新近发展的一种数值计算方法。本文对其接触状态的检索进行了探讨,并提出了新锚杆模型。     

正交异性桥面板典型焊接接头应力强度因子修正公式

正交异性桥面板应用广泛,其焊接接头的疲劳破坏是导致桥面板结构失效最主要的原因。采用断裂力学的方法评价正交异性桥面板典型焊接接头的疲劳性能是工程领域主要的研究方法,但已有的应力强度因子公式存在精度不高、疲劳寿命预测不准等问题。以Baik等学者提出的应力强度因子公式为基础,修正了原有公式的物理概念;并通过回归有限元模型中的数据,得到了修正的应力强度因子计算公式。经与现有试验研究结果的比较,验证了修正公式在焊接接头疲劳寿命预测上的可靠性;并证明了其在正交异性桥面板工程中的应用价值。