三向光弹实验应力分离的一个新方法

在三向光弹实验中当要求内部应力时,通常是用剪力差法建立一个补充方程。由于等倾线观测精度较差,剪力差值存在误差,且其误差具有积累的性质,因此用剪力差法分离应力时有时误差较大。同时在三向问题中对观测计算所得的应力进行平衡校核比较困难,因此有必要对应力分离方法加以改进,本文建议的方法是在实验观测资料基础上用平面有限单元法来进行应力计算。     

螺旋锥齿轮接触应力的三维光弹性分析

本文介绍了用三维光弹性方法求解螺旋锥齿轮接触应力的主要技术措施。对传统的三向剪应力差法进行了改进,并用改进的三向剪应力差法求解接触点的六个应力分量和三个应力值及其方向。测得齿轮实际接触面的情况及每个切片在接触部位的次主应力差最大值沿齿长的分布曲线。计算工作、图线绘制等均在Pc-1500机上完成。     

平面光弹性实验数据的自动整理

本文提出了用五次多项式作为回归方程的模式,运用逐步回归的方法,从光弹实验数据中求出回归方程,进而计算出截面上各分点处的等色线(或等倾线)的值,为实现光弹性实验数据完全自动化整理提供保证,并为其他有关实验数据自动整理开辟了道路。文中简述了所应用的逐步回归中的公式和步骤;概述了为在计算机上实现自动处理所作的一些工作;并介绍了平面光弹性剪应力差法实验数据自动整理的源程序框图。     

齿轮光弹性应力分析的最小二乘法

本文给出了一种从光弹性数据中求解齿轮平面应力分析的方法——最小二乘法。此法与传统的剪力差法相比,不仅可同时获得应力摸型的全部解,且不出现积累误差,从而获得了较高的测试精度。     

光弹性应力自动分析

采用相移技术,实现光弹性等差线和等倾线参数的全自动判读,从而实现模型内部应力的全自动化分析.首先,在正交平面偏振光场下获得4幅等倾线图像,经相移技术处理后得到主应力方向的位相图,利用主应力迹线跟踪方法,可全场获得第一主应力方向;然后,借鉴Tardy补偿法,沿8个离散方向对等差线进行相移,并通过第一主应力方位角合成等差线全场的位相图像,经去包裹处理后得到全场主应力差的参数;最后,基于以上参数,用剪应力差法进行应力的计算,给出对径受压圆盘实例来说明该方法的实用性.结果表明,此光弹性应力自动分析技术能准确、快速地分析光弹性应力,突破了传统光弹性数据处理周期长的瓶颈.     

变弹模光弹分析中界面点应力初值计算式及其应用

光弹实验应力分析是模拟研究地壳构造应力场的有效方法。本文在单一材料光弹应力分析剪应力差法计算模型应力公式的基础上,得出了不同材料的层状光弹模型界面点应力初值计算式,并介绍了这些公式在构造应力场光弹试验分析中的应用。这些计算式对于定性与定量分析地质力学光弹模型的应力分布,进而分析原型应力分布规律,评价其稳定性,具有一定的参考意义。     

用三单元法确定三维光弹模型逐点的应力张量

用光弹性方法分析复杂工程结构内部应力时,一般需要三个平行切片,或者将切片切子片进行观测。三单元法作出解答时只需要一个切片,将一个切片平行分成三个单元,利用光学等效原理和实验确定的特征参数,能够定出三维光弹模型沿切片厚度方向的剪应力变化的斜率,进而应用切力差法进行计算。显然,三单元法是平行切片法的发展和进步,该法不仅省工、省时,而且可以提高三维应力分析的精度。     

变弹性模量三维光弹性实验应力分析中的剪应力差法界面点初值表达式

本文提出的剪应力差法界面点初值表达式,解决了对矿区地应力场进行变弹性模量三维光弹性模拟分析计算中所存在的困难。在对于具有弹性间断面的非均匀介质弹性力学空间问题的光弹性模拟分析中,它的应用具有基本的重要性。     

三向应力分析的全息光弹性法

本文介绍了进行三向应力分析的全息光弹性方法及有关技术，着重分析了全息光弹性方法用于三向应力分析的主要困难在于冻结材料的应力光学常数比Ｂ／Ａ接近-０．５，还提供了一种新的光弹性材料制作和冻结工艺，这种材料冻结时的应力光学常数比可以远离-０．５。用这种材料制成的三维模型可以单独通过全息光弹性方法直接进行一般的三向应力分析。作为一个应用的实例，用这种方法测定了对径受压元球对称断面上的各点应力分量，实验结果和理论解进行了比较。     

伪焦散线法和光弹性法解弹性体平面接触应力问题

本文从伪焦散线法和光弹性法的基本原理出发,提出解决弹性体平面接触应力的另一种方法.该法既采用了伪焦散线——对接触面应力分布非常敏感的信息(主应力和的数据),又利用光弹性给出了接触部位边界的等差线(主应力差的数据),从而使解接触应力问题时计算简便、实验数据可靠.     

“准平面”法——平面光弹点测法的新方法

本文分析了三维效应对平面光弹技术测量精度的影响,并以阿朋(Aben)的偏振光在光弹性体中传播的三维理论为基础,提出了平面光弹的“准平面”特征以及平面光弹的“准平面”点测法。此方法消除了三维效应所导致的测量误差,提高了测量精度。实验证明新方法是可行的。     

用光弹性法确定应力强度因子K_Ⅰ的研究

本文对光弹性确定应力强度因子K_I的分析原理做了新的探索。提出裂纹前缘局部应力场是由奇异场和有界场组合而成,由此获得结果可以应用到复杂条件下的裂纹中去,而目前其他手段似乎尚难以解决。本文建立了适用于光弹性分析的基本方程系。提出几个合理的实验分析方案。对目前国内外使用的五种分析方法做了评述。对这些方法的误差及适用范围进行了分析。本文“精确解”法解决了如何用“可信赖”区内的参量去反映裂纹尖端的参量K_I,克服了因“尖端钝化”而无法测出裂纹尖端参量的困难。本文假定的合理性用实例的理论解析式(运用Westergaard复变应力函数)和实验结果的分析中得到验证。最后引用了二向和三向问题实验结果作比较验证,从而表明了本文提供的分析方法的有效。     

用全息光弹性法测应力强度因子K_I

一、引言 应力强度因子K_i(i=Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)在线弹性断裂力学中是一个很重要的力学量,它是表征裂纹尖端附近处应力场和位移场大小的一个参数,它与构件形状、载荷以及裂纹形状和方向有关。在一般情况下,应力强度因子固然可以采用理论分析法进行计算,但采取实验方法求应力强度因子,无疑也是一个很重要的手段。全息光弹性法是这些手段中的一种。本文介绍我们用全息光弹性法对三点弯曲边裂纹试件测定应力强度因于K_I的工作。     

三维光弹性实验的“冻结”法

“冻结”法是当前解决三维应力分析问题比较有效的方法,在工程中已获得了广泛的应用。 “冻结”法的实验程序是: 三维模型的应力“冻结”→沿需研究的截面切出薄片→将切片夹持于旋转台上,用偏光弹性仪或偏光显微镜,以平行光法或聚敛光法进行实验量测工作,获得必要的数据——等色线及等倾线→根据实验数据进行应力计算,给出工程中提出的应力分析问题。 应力的“冻结”过程和“冻结”法 目前用的光弹性材料均是高分子聚合物,可以认为它由不可熔和可熔的两种网络组成。在一定温度下,可熔网络的分子链完全崩溃,而不可熔网络仍呈弹性并具有承载…     

胶凝砂砾石料剪胀特性试验

为探究弹性和塑性对胶凝砂砾石料(CSG)应力应变特性的影响,建立了适用于CSG的剪胀方程,参考粗粒土或堆石料剪胀特性的研究方式开展了一系列不同掺量和围压下的三轴压缩试验、三轴等向加卸载试验和三轴轴向加卸载试验,对CSG的剪胀特性进行了系统研究。试验结果表明：CSG加载过程中弹性和塑性应变都不可忽略,CSG在低围压下具有剪胀性,随着围压的增大逐渐向剪缩性过渡;由试验数据得到CSG的弹性体积应变和弹性剪应变,对比分析了考虑和不考虑弹性应变的CSG剪胀特性曲线,发现弹性应变对CSG剪胀特性影响较大,仅在高掺量、高围压、大应力条件下可以忽略弹性应变的影响;二次函数可以很好地描述CSG的剪胀特性。     

二维有限域上裂纹与夹杂问题的边界积分方程方法

本文推导了任意形状边界有限域上裂纹与夹杂问题的积分方程，求得了以裂纹面上位错密度函数和夹杂上剪应力差表示的弹性力学基本解。给出了裂纹和夹杂尖端附近的应力强度因子表达式。     

低阶奇异性边界单元法

本文所提出的低阶奇异性边界单元法,是以传统的边界单元法为基础,通过引入一个新的角变量,致使力的核函数由原来l/r的阶奇异性,降低为与位移核函数一样,仅具有Inr阶奇异性(r是场点与源点之间的距离)。从而推出新的边界积分方程,该方程具有较低奇异性,特别是在应力计算时,基本消除了原边界单元法的“边界层效应”——即原边界单元法在边界层附近的应力不能计算的现象。在本文中,还将对该新方法所编制的程序用于工程构件——300T压花机肘杆的强度分析,其结果与原边界单元法及光弹性实验结果有较好的一致性。     

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.     

全息光弹性法直接求解平面问题

多年来,国内外一些研究工作者曾经提出过各种不用等倾线而直接求解平面模型中一点应力状态的方法.1963年,陈志达提出根据光弹性实验的应力光图直接解答平面问题,其中的等和函数p(x,y)由已知数值解法求出,获得满意的结果.但是,数值解法往往需要通过大量的繁琐计算,不仅工作量大,且易引进计算误差.本文作者直接采用     

光弹性求解混合型应力强度因子的研究

本文研究了用光弹性法测定应力强度因子(简称SIF)的实验技术,给出了在试件上制作裂纹的工艺,以偏置直裂纹三点弯曲试件为例,介绍了普通光弹、全息光弹以及三维光弹性测定SIF的过程和方法,研究了其中的一些问题。然后,对断裂力学测定SIF的光弹实验中的误差来源及规律进行了分析,得到了一些对于改进实验技术和计算方法都很有用的结果。