广义剪滞理论及其付里叶级数计算

本文提出了含有表面或穿透缺口复合材料层压板缺口附近应力分析的广义剪滞理论方法，导出了计算应力所需的基本方程和边界条件，并对方程进行了付里叶变换，使之转化为微分方程组的特征值问题。通过算例表明，本文提出的方法可以有效地计算缺口附近的应力。     

填料/单体原位聚合对PVC复合材料的影响

在滑石粉（ｔａｌｃ）表面,采用填料／单体原位乳液聚合,制得了包覆聚甲基丙烯酸甲酯的填充料,然后与ＰＶＣ共混复合,研究表明ｔａｌｃ表面包覆ＰＭＭＡ后,提高了复合材料的拉伸强度、拉伸模量和缺口冲击强度,并存在一个临界ＰＭＭＡ包覆层厚度．进一步增加ｔａｌｃ表面ＰＭＭＡ的包覆量,复合材料的拉伸强度、拉伸模量和缺口冲击强度呈下降的趋势．     

复合材料层间应力计算的剪滞法

本文采用剪滞模型将复合材料层压板层间应力的计算转化为计算一组常微分方程的特征值问题．通过对不同铺层层压板层间应力的计算和比较表明：本文给出的方法简单，且行之有效．     

复合材料层压板疲劳寿命预测方法

测定了碳纤维／树脂基T300／QY8911复合材料的3组典型单轴循环应力下的S-N曲线．基于试验数据，建立了多轴循环应力作用下单向板的寿命模型，并通过整合平面应力分析、失效分析和材料性质退化模块模拟多向层压板的疲劳失效过程．这种方法试图基于单向板在确定应力比下的疲劳试验结果，预测同种材料体系的任意铺层形式的多向层压板在复杂循环应力作用下的疲劳寿命．对于以分层破坏为主控因素的层压板，基于层间应力的计算结果，用计算面内累计损伤的方法计算分层损伤，层压板的寿命等于分层扩展寿命和分层后子层板剩余寿命之和．考虑分层扩展后，层压板的寿命预测结果得到明显改善．     

耐热 高强度树脂基复合材料的研制

以改性酚醛树脂为基体,经过表面处理的玻璃纤维布为增强材料,研制了一种耐高温、强度性能优异的新型复合板材.研究了改性酚醛树脂作为复合材料基体的工艺性和耐热性,及玻璃纤维布层压板的力学性能和耐热性.结果表明,玻璃纤维布层压板的力学性能比普通酚醛树脂层压板有明显提高,在大于150℃高温下其性能仍能较好保持.     

含孔复合材料厚板渐进失效分析

基于厚板理论和材料的参数退化准则,以三维HASHIN准则作为失效判据,研究了一种考虑Z向应力复合材料层压板结构的渐进失效计算方法,发展了复合材料中厚尺度含孔层压板渐进失效模型。使用ABAQUS软件的用户材料子程序UMAT,编写材料属性程序,建立含孔复合材料厚板的渐进失效分析模型,较好地预测了复合材料层压板的损伤扩展过程,并预测的极限强度与复合材料层压板开孔拉伸标准试验的试验数据吻合较好,验证了该模型在预测复合材料层压板极限强度上的有效性,该模型在对网格划分的简化极大地提高了计算效率。     

考虑双模量影响的复合材料销钉连接失效分析

摘要： 针对复合材料层压板销钉连接结构连接特性,提出一种考虑双模量影响的破坏载荷的数值模拟方法.考虑复合材料在拉伸和压缩应力状态下弹性模量的不同,根据材料所处应力条件选择适当的刚度矩阵,以三维Hashin准则作为单向复合材料层压板的失效判据,采用Camanho的刚度折减模型,将3组不同厚度和铺层的复合材料层压板破坏载荷的试验结果与考虑双模量影响和仅用拉伸模量的有限元模拟结果进行对比.结果表明,考虑双模量影响的有限元模型能够更加准确地预测最终层压板销钉连接结构的破坏载荷.     

基于遗传算法的复合材料层压板固有频率的铺层角优化设计

本文采用遗传算法，对给定层数的复合材料层压板在满足有固有频率的要求下进行铺层角的优化设计．通过对二十层对称层压板的优化计算可以得到：采用本文所述方法．不仅可以成功地解决结构优化中的离散问题，而且具有较高的计算效率．本文所提出的方法不仅简单易行，而且容易推广应用到更复杂的结构优化问题。     

破片群作用下复合材料结构损伤特性及抢修需求分析

对战斗部破片群作用下复合材料结构损伤规律进行了试验研究。以实际飞机复合材料部件为研究对象,开展了层压板、层压板加筋结构的战斗部地面静爆试验,采用无损检测方法对复合材料在高速冲击下的真实损伤情况进行了检测分析。检测结果表明,遭受单个破片高速冲击的层压板结构的主要损伤形式为破孔+周边分层+表面纤维撕裂,破孔尺寸与弹片尺寸相当,周边分层扩展面积约为破孔面积的1.13~5.00倍。最后,结合修理需求和强度分析结果,提出了修复建议。同样的冲击条件下,层压板结构剩余强度下降比加筋壁板结构的更明显,但从服役的角度看,可能会出现加筋壁板结构剩余承载能力低于极限强度,而层压板结构可采取不修或简单贴补等恢复结构完整性后继续使用的现象。     

预测纤维增强复合材料层压板固有频率振型及模态阻尼的有限元算法

本文提供了预测纤维增强复合材料层压板固有频率、振型及模态阻尼的理论计算方法.此方法是综合了有限无法和阻尼单元模型,并考虑了横向剪应变和转动惯量的影响。本文给出了对称铺层石墨纤维及玻璃纤维复合材料层压板的理论计算结果、并给出实验数据进行对比,本文还提出一种预测复合材料层压板固有频率和阻尼的简易方法。     

具有环向切口圆柱形杆的二次曲面坐标解

切口类缺陷是造成构件断裂破坏的主要原因之一，也是断裂设计的核心内容。文中提出了同环向切口相适应的二次曲面坐标，利用Ｇａｌｅｒｋｉｎ位移函数的演变形式导出了具有环向切口圆柱形杆的应力和位移分量。通过选取适当的位移函数，可以解决具有环向切口圆柱形杆的各种问题，从而为该类构件的安全设计和断裂设计提供依据，作为算例，还求解了具有环向切口圆柱形杆的扭转问题。     

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.     

缺口根半径对NiTi形状记忆合金缺口前应力-应变分布和马氏体相转变的影响

用有限元法(FEM),计算不同缺口根半径的NiTi形状记忆合金紧凑拉伸试样在加载-卸载单次循环载荷下缺口前的应力-应变分布和马氏体体积分数.计算表明:4个特征载荷,即加载时缺口尖端A向M转变开始和结束时的载荷以及逆转变M向A转变开始和结束时的载荷,均随着缺口根半径的增加而增大.在相同特征载荷下,缺口前端区的最大正应力yσy和等效应变ε以及相应于马氏体相变的应力平台的长度均随着缺口根半径的增加而增大.缺口前端的马氏体体积分数随着到缺口尖端距离的增加逐渐下降,在特征载荷下,随着根半径增加,马氏体体积分数增加,发生马氏体相转变的区域增大.     

基于缺口应力法的焊接接头多轴疲劳分析

鉴于当前焊接接头疲劳评估曲线只适用于单轴加载情况,基于缺口应力法对焊接接头进行了多轴疲劳分析。通过联合焊接接头的多轴疲劳试验名义应力数据和有限元法所计算的缺口应力集中系数,获得了5种焊接接头的各向缺口应力;根据Von Mises、IIW和EESH 3种多轴疲劳准则计算出等效缺口应力并将其统一在同一坐标系统下;最后采用最小二乘法拟合出适用于多轴疲劳评估的缺口寿命曲线。与IIW标准推荐的单轴曲线相比,这些多轴缺口疲劳曲线具有更低的倾斜度和更高的疲劳等级,即多轴加载时明显降低了10~3~10~6次中周范围内的疲劳强度值,而对10~6~10~7次高周疲劳范围的影响则相对有限。     

陷波器对系统稳定性影响的分析

提出了静电支承转子不平衡振动的两种抑制方法:传统陷波器法和通用陷波器法,并对比了两者的优缺点.在保证系统稳定性的前提下,传统陷波器的中心频率受到系统参数的限制,算法实现简单,而通用陷波器的中心频率可以任意选取,算法实现复杂.最后通过计算机仿真得到了验证.     

磁电弹材料反平面切口奇性数值分析

磁电弹复合材料具有压电压磁的特点而被用于制作传感器等智能元件,在这些元器件中经常遇到界面端或切口问题,切口处由于易产生较高的奇异场而导致机械失效或电介击穿致使器件失效.本文主要研究磁电弹材料反平面切口的奇性问题.基于切口根部物理场的渐近展开假设,从应力平衡方程和电磁麦克斯韦方程组出发,导出了关于磁电弹材料反平面切口奇性指数的特征微分方程组,并将切口的力电磁学边界条件以及粘接材料的界面协调条件表达为奇性指数和特征角函数的组合.磁电弹材料切口反平面奇性指数的计算被转化为相应边界条件下常微分方程组特征值的求解问题,通过插值矩阵法计算出各阶奇性指数和相应的特征角函数.计算结果能提供减小切口奇性程度的切口角度和材料组合方案,更好地指导磁电弹智能元器件的结构设计.     

海蚀槽发育导致的软质海崖滑塌计算与分析

对福建省平潭岛东北部软质海崖进行现场调查和量测,在约1 km的岸线上发现9处滑塌,滑塌物的堆积距离、堆积高度和滑塌物体积均随海崖高度的增大而增大.滑塌包括剪切破坏和顶部破坏两种类型,剪切破坏的破坏面几乎完全垂直,顶部破坏的破坏面呈L形.针对这两种滑塌类型,分别建立理论计算模型.结果表明:经理论计算模型得到的海蚀槽最大槽深(蚀退距离)为0.51~1.30 m;海崖稳定性随槽深的增大而降低;海崖顶部破坏的滑塌临界水深为0.22~0.61 m.     

缺口对聚苯乙烯夏比冲击断面形态及特征尺寸的影响

对缺口ＰＳ试样进行了不同缺口深度α和缺口要部曲率半径ｒ下的夏比冲击实验,通过测定裂缝应端能量释放率Ｇ,考虑了α、ｒ与断面开矿特征尺寸的关系。指出随缺口深度的增大,冲击功下降,裂纹尖端能量释放率呈上升趋势;随缺口根部曲率半径增大,冲击功耗呈增大趋势。镜面区尺寸不随缺口深度的改变而改变;肋状区肋条宽度随缺口深度增大呈下降趋势,而随缺口根部同率半径增大呈上升趋势。其原因可能是α、ｒ的变化使得裂纹尖端应力     

三点弯曲试样的切口曲率半径对岩石断裂韧度K_(1c)值的影响

本文对岩石三点弯曲试样的切口曲率半径与其K_(1c)值间的关系进行了实验研究及理论探讨.对岩石K_(1c)测试中切口的选择提出了建议方法