弹粘性层状体系的力学分析

本文采用作者1987年建立的柱坐标系弹粘性力学分析的基本方程,导出了垂直和水平圆形均布荷载下层状半空间弹粘性体系的定解方程。利用数值方法可得到这些方程的解,从而获得具有各种弹粘性材料组成的层状体系中的应力和位移。已经编制的可解算N层弹粘性体系在多个垂直和水平圆形均布荷载作用下的应力和位移的通用程序(简称EV程序)可在IBM-PC微机上运行。     

密封填料的粘弹特性及其力学模型

在综合分析了密封填料的弹性恢复、弹性后效、粘性流动及应力松弛等粘弹特性的基础上,建立了反映密封填料粘弹特性的力学模型,得出应力- 应变关系的本构方程.这有助于探讨密封填料在动态工作条件下其粘弹特性各个方面的变化特征以及对密封性能的影响,有助于实现软填料密封的研究由宏观特性向微观机理的转变,有助于开发综合特性(尤其是动态特性)优良的密封填料。     

密封填料的粘弹性及其力学模型

在综合分析了密封填料的弹性恢复，弹性后效，粘性流动及应力松弛等粘弹性的基础上，建立了反映密封填料粘弹性的力学模型，得出应力－应变关系的本构方程。这有助于探讨密封填料在动态工作条件下其粘弹特性各个方面的变化特征以及对密封性能的影响，有助于实现软填料密封的研究由宏观特性向微观机理的转变，有助于开发综合特性优良的密封填料。     

考虑粗集料和空隙的沥青混合料粘弹性细观力学分析

利用细观力学方法分析了粗集料和空隙对沥青混合料的粘弹性能的影响。在Laplace空间域内,分别对粗集料和空隙利用细观力学的Mori-Tanaka等效夹杂理论解决了沥青混合料的混合夹杂问题。然后基于宏观平均场理论,从沥青砂浆基体粘弹性能推导了沥青混合料的粘弹性能。以单轴和简单剪切应力下的预测为例,分析了粗集料和空隙对沥青混合料性能的影响,结果发现：复合材料细观理论可以成功地从性质均匀的沥青砂浆粘弹性能预测性质复杂的沥青混合料粘弹性能,沥青混合料粘弹本构方程可以表示为粗集料和空隙的综合影响系数与沥青砂浆粘弹本构方程的乘积形式。空隙率的增大会导致综合影响系数呈线性减小,而粗集料体积分数的增大会使其呈指数规律迅速增大,说明空隙和粗集料对沥青混合料的粘弹性能分别起到衰减和增强作用,但空隙的衰减作用弱于粗集料的增强作用。粗集料和空隙对沥青砂浆的综合影响体现为增强作用（2～10倍）,且剪切应力下增强作用近似是单轴应力下的2倍。沥青砂浆基体泊松比对综合影响系数的影响甚微,在以后的研究中可以取定值。     

表征高温性能的沥青纯粘性稠度

利用自行研发的沥青稠度测试仪,对沥青高温流动和粘弹特性进行分析可知,粘性成分是沥青抵抗变形的关键.为此引入了0.1 s-1剪变率时的纯粘性稠度,并提出了计算方法.将高温时0.1 s-1纯粘性稠度与沥青常规高温指标和沥青混合料动稳定度进行了比较分析,结果表明:高温时0.1 s-1纯粘性稠度克服了常规指标不适宜评价改性沥青的缺点,适合作为沥青高温性能新指标.最后,分析并推荐了沥青高温0.1 s-1纯粘性稠度标准的建议值.     

海冰的粘性效应及模型理论

在实验的基础上对海冰的粘性效应及非线性特性进行了分析，并求出了对应常应变（ε＝０．１％）和常应力情况下的非线性因子．在理论分析方面，应用非线性粘弹性记忆衰退理论建立了积分型的本构方程；对线性Ｂｕｒｇｅｒｓ模型进行修正，建立了以应变表示的非线性微分型的本构方程，通过了实验验证，理论计算结果与实验曲线有较好吻合．     

圆形洞室动态施工中围岩粘弹时变解析分析

针对深埋地下洞室,寻求洞室动态施工中围岩应力及位移场的解析解.在推导中考虑了岩体粘性时效和动态施工对位移影响的耦合作用.将开挖岩体模拟为Maxwell粘弹模型,从基本控制方程出发,导出双向等地应力情况下无限均匀介质中圆形洞室施工过程围岩位移解析解;应力解则由时变力学对应性原理得出.该结果可用于圆形洞室半径任意时变的情况.针对匀速和加速施工情况进一步求解施工至某一时刻结束后的位移粘弹解,定量分析最终形状相同时,不同时变速度和加速度对最终结果的影响,分析了粘性介质中圆洞施工的时径相关性现象.     

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。     

粘性各向异性材料本构方程的研究

根据弹性理论以及流体不可压缩的条件，分析了粘性复合材料的力学性能．得出粘性材料各向异性、正交各向异性、横观各向同性本构方程．通过细观力学研究，导出材料的粘性参数坊，η11，η12，η22,η23与基体流的粘性、纤维的面积比及纤维体积含量的函数关系．     

基于分数导数模型的粘弹性桩振动分析

研究成果表明混凝土桩具有粘弹性性质,为了准确分析粘弹性桩的振动特性,必须建立准确的粘弹性本构模型.在分数导数理论、粘弹性理论、应力波理论的基础上建立了基于分数导数模型的粘弹性桩的振动方程,利用Zhang-Shimizu分数导数数值积分法得到了基于分数导数模型的粘弹性桩的振动方程数值解.分析结果表明,分数导数微分算子的阶数和粘弹比对粘弹性桩桩端速度衰减的快慢和衰减周期等有很大的影响.     

分数导数黏弹性标准线性固体半无限长杆中纵波的传播

在半无限黏弹性长杆中,波在传播过程中波阵面强度会降低,其强度的衰减与黏弹性材料的性质有关.为了分析波在黏弹性杆件传播过程中波速和衰减因子的变化情况,基于分数阶导数理论,分析了黏弹性标准固体模型相关参数对波速和衰减因子的影响,所建模型能够较好地描述出纵波在传播过程中波的相速度和衰减因子的变化.在黏弹性标准固体模型复柔量的基础上,分析了分数导数黏弹性微分算子的阶数、角频率与延迟时间数对波相速度和衰减因子的影响.结果表明:随着延迟时间值的增大,纵波在黏弹性线性标准固体半无限长杆中的传播相速度不断地增大,而衰减因子不断减小;随着分数导数微分算子的增大,纵波传播相速度和衰减因子呈现出先增大后减小的趋势.     

黏弹性流体饱和孔隙介质动力反应分析的显式有限元方法

黏弹性流体饱和多孔介质模型比单相介质或者弹性饱和孔隙介质更接近实际的土层介质,应用该模型研究土层介质的动力响应更为合理。用数值方法研究了半空间黏弹性流体饱和孔隙介质的动力时域响应。根据Biot黏弹性流体饱和两相多孔介质波动方程,采用解耦技术,建立了以固相位移和流相位移为未知量的黏弹性流体饱和孔隙介质动力分析的一种显式有限元法。该方法克服了隐式方法需要求解联立方程组的缺点,具有节省计算机内存空间和计算时间的优点。与解析解比较表明,该算法具有较高的计算精度;最后以一维黏弹性流体饱和孔隙介质为例,分析了黏性系数对动力响应的影响。     

边界单元法在地基动力分析中的应用

本文系采用边界单元法对半无限地基进行三维动力分析.分析表明,在半无限体的三维动力分析中,该法远比有限单元法优越得多.文中有关基础与地基间相互作用的动力分析问题的讨论,仅限于三维刚性基础和均质线弹性(或粘弹性)土体.本文将动力问题用边界元法表示成时间域中的公式,并以逐步积分法求得相应的动力反应.最后,将圆形和矩形刚性基础的计算结果与理论值相比,两者十分吻合.     

期望体理论的实验研究及端部放矿崩矿步距优化

放出体形态研究是研究崩落矿岩流动规律和确定最优采场结构参数的基础.基于标志颗粒法,通过底部与端部放矿物理实验,研究无限边界条件和半无限边界条件下放出体形态及其变化规律,验证期望体理论的可靠性和适用性.在此基础上,开展了18 m×20 m结构参数下端部放矿崩矿步距的优化实验研究.研究结果表明：实际放出体形态并不是标准的椭球体,而是与期望体更为相近;在无限边界条件和半无限边界条件下,放矿量与放出体高度满足幂函数关系,与放出体半径满足指数函数关系;建议在18 m×20 m结构参数下,优先选用无贫化放矿方式和4.6 m的崩矿步距.     

半无限大层状均匀各向同性介质的基本解

从三维弹性力学最基本的平衡方程和本构关系出发,推导出状态传递微分方程,在求解状态传递微分方程时,对指数矩阵进行分解,避免了直接解法导致状态变量的发散,引入了半无限体的无究边界条件,推导出半无限层表面的位移与应力关系式,根据状态传递方程,可得出层状介质任意点的应力和位移的值,此结果可直接退化到半无限域经典的Mindlin解。     

强夯法有效加固深度影响因素的理论分析

强夯法有效加固深度是强夯实践中最为关注的问题之一，夯锤设计参数与加固地基的土性是其主要的影响因素，本文采用弹性半空间理论和瑞利波理论对强夯法有效加固深度的影响因素进行了理论分析。     

时域间断Galerkin有限元法在激光热加工过程中应用

针对半无限体和薄膜结构受多种激光热源作用下的非傅里叶热传导过程,采用时域间断Galerkin有限元法进行数值仿真.其主要特点是在时域内对温度及其时间导数分别进行三次Hermite插值和线性插值.对于半无限激光热源热传导问题,其计算结果与解析解吻合良好.算例表明,时域间断Galerkin有限元法在高频激光脉冲问题中,没有...     

拉普拉斯变换在聚合物粘弹性理论中的应用

将拉普拉斯变换应用于聚合物粘弹性理论，使粘弹性材料的特性函数如松弛模量、蠕变柔量以及表示动态力学性能的函数之间的关系简单明了，并用拉氏变换定义松弛谱和推迟谱，将各粘弹函数相互联系起来．     

具有线性目标函数的半无限凸规划的逆问题

在某些条件下提出具有线性目标函数的半无限凸规划的逆问题,并运用Rockafellar 对偶理论得到这一逆问题的对偶问题.对于特殊情况的半无限线性规划和线性规划给出了相应的结论.