考虑弹性支承和剪切变形影响的单跨斜梁温度次内力分析

在考虑端横梁弯曲和支座变形对斜主梁提供的弹性抗扭支承和竖向弹性支承以及斜主梁剪切变形的基础上,导出了考虑支承刚度以及剪切变形影响的单跨斜梁温度次内力的计算公式,并通过一个简单算例对公式进行了验证,分析了支承刚度、斜度以及剪切变形对斜主梁温度次内力的影响。研究结果表明,在一定范围内,端横梁抗弯刚度的变化会引起斜梁温度次内力的急剧变化;斜主梁的温度次内力可以通过改变端横梁的抗弯刚度进行有效的调整;当斜度等于0°时,剪切变形对次扭矩的影响达到最大,为10.6%。     

带有小剪切的弹性板有限变形边值问题

对非线性板采用与传统的ｖｏｎＫａｒｍｄｎ板不同的变形假设，应用连续介质力学方法精确推证带有小剪切的弹性板有限变形边值问题的基本方程及边界条件。并对应变能函数作分解假设，使得有限变形边值问题与小转动边值问题解耦。由于此结果更具一般性，可由此得到弹性板边值问题的各种提法及对已有非线性板解的边界效应加以修正。     

剪切损伤细观机理的弹性力学分析

损伤力学以含微观缺陷的材料为研究对象,分析微裂纹或微孔洞对材料宏观力学性能的影响以及损伤的演化过程。在连续损伤力学理论中,许多学者采用引入损伤变量到材料的本构方程中的办法,来反映材料的不可逆变化过程,这种方法在工程应用中具有简单实用的优点,但损伤变量的物理意义不是特别清晰,难以深入到损伤过程的物理学与力学本质。在弹性力学理论中利用复变函数方法能求出材料的位移场,在此基础上,可分析平面应力条件下含一条微裂纹的单元体边界处和裂纹面上的位移场,通过平均化的方法,得到单元体的平均剪应变,进一步分析这种剪应变与单元体中裂纹的几何尺寸之间的关系,再利用弹性剪切本构关系,就可得到脆性和准脆性材料弹性剪切损伤的细观描述。这种方法还可适用于弹性拉伸损伤的细观机理的研究,对进一步建立含有随机裂纹材料的宏细观相结合的损伤理论是很有意义的。     

考虑力学约束的核石墨表面变形场测量研究

准确地测量核石墨表面变形场对研究其力学性能具有重要意义. 基于子区的数字图像相关（DIC）方法无法准确地获取试件边界的变形信息,测得的变形场不具有空间连续性,无法反映出核石墨表面真实的变形规律. 为了提高变形场的测量精度及实现边界变形测量,发展了一种考虑力学约束的DIC方法（MC-DIC）,该方法采用了具有空间连续性的8节点等参单元网格,基于子区DIC计算得到的信赖点对变形场进行空间重构. 结果表明:MC-DIC在测量非均匀复杂变形场时具有更高的测量精度,可以更准确地反映出核石墨试件受载下的全场变形状态.      

功能梯度材料板在周期温度边界条件下的温度响应

在热载荷作用下,功能梯度材料板结构内部将产生温度场,变形场以及应力场等.通过解析推导和数值计算获得功能梯度板在不同组份材料体积分数分布以及不同边界温度频率下的温度响应.采用摄动法和分离变量法,得到功能梯度材料板内温度响应的解析表达式.作为算例,考虑材料组份沿板厚方向按幂律变化的情形,计算并讨论不同梯度因子、边界温度频率对陶瓷-金属梯度材料板内温度响应的影响.     

弹性嵌固圆弧拱的稳定分析

以现代桥梁,房屋及国防工程为背景,按弹性支承拱分析拱结构的弹性稳定问题,推导出弹性嵌固圆弧拱的稳定特征方程,分析讨论了弹性支承对临界荷载的影响。     

江西九岭花岗岩体南缘韧性剪切带的变形时间和变形温度研究

江西九岭花岗岩体南缘不同时期的花岗岩中,发育有规模不等的韧性剪切带,剪切带变形岩石主要类型为具Ｓ－Ｃ型组构的花岗质糜棱岩。剪切带岩石变形始于早古生代（４１０。７９Ｍａ）,晚古生代（３７４．８Ｍａ）是剪切带的主要变形时期,中生代（１１９．６Ｍａ）至新生代仍有小规模的韧性变形。岩石的变形温度为６０５￣６６３℃。     

初应方位形上的附加变形和拱的弹性屈曲

从初应力位形上的附加变形场论出发，导出了弹性屈曲问题的控制方程和变分原理的普遍形式，并在该理论框架下，对于平面拱的弹性屈曲问题，通过降维处理，得到了求临界载荷条件的变分方程、控制方程及相应的线性齐次微分方程的特征值(平面拱面内、侧向屈曲临界值)．分析结果表明，对于临界栽荷问题，面内屈曲与侧向屈曲彼此独立；与建立控制方程的几何分析方法相比，该方法具有理性化的优点．在曲线形构件等几何复杂情况下，按该方法导出的变分方程或控制方程条理清晰，改善了微小变形几何分析方法的不足之处．     

不同模量功能梯度悬臂梁集中剪力作用下的弹性力学解

利用半逆解法,求解了不同模量功能梯度悬臂梁在自由端受集中剪力作用下的弹性力学解.该模型的拉压弹性模量分别以各自的功能梯度函数进行变化,泊松比为常数.当假定模型的拉压模量均为常数且相等时,该弹性力学解与经典平面梁的解一致.最后依照该方法,对材料为指数形式变化时的功能梯度梁进行了计算,并分析了其相关力学性能.     

考虑摩擦的剪切损伤本构关系的力学分析

脆性和准脆性材料在外部载荷作用下,通常会表现出复杂的应力应变关系。其中,受压剪作用的裂纹是否摩擦滑动,对材料的剪切本构关系会产生很大的影响。之前在一些文献中提出过这种考虑裂纹摩擦效应的损伤本构模型,但只是理论假设,并没有进行过严格的证明。可以考虑一个受压剪作用的单元体,其中心含一条微裂纹,利用弹性力学理论中的复变函数方法可以给出单元体边界及裂纹所在平面处的位移场,通过某种平均化的方法,可得到单元体基体平均剪应变的一种形式,而这种形式与单元体边界及裂纹的几何尺寸有关,进一步可定义与这些几何尺寸相关的剪切损伤变量,将基体平均剪应变代入到弹性剪切本构关系中,可得到考虑摩擦效应的脆性和准脆性材料弹性剪切损伤本构关系。这种方法利用了现有的弹性力学理论,所以得到的结论是可靠的。     

爆炸荷载作用下拱型结构端部动剪力响应的数值分析

为了解工程结构在爆炸荷载作用下的抗剪性能,应用有限元方法,分析了核武器和常规武器爆炸荷载作用下拱型结构的端部动剪力的线性和非线性响应特征;分析了结构厚跨比、荷载作用时间、边界约束条件以及塑性变形的影响规律。得出了厚跨比对端部动剪力影响较大,结构塑性变形只对端部动剪力第1个负向峰值或第2个正向峰值影响较大等结论。     

不同组织TA15钛合金热压缩力学行为研究

采用gleeble-1500 热模拟试验机,对TA15钛合金4种典型组织试样进行了高温准静态压缩试验,研究了不同原始组织的TA15钛合金高温压缩力学行为,不同组织对其高温准静态力学性能及温度敏感性的影响.结果表明:在同一温度下,4种组织的流变应力随温度的升高而降低,且最初流变应力随应变的增加快速增加,当流变应力达到一个峰值后,逐渐下降,最后处于稳定流变状态;不同的组织对TA15钛合金高温准静态力学性能有很大影响;600 ℃变形时,网篮组织的温度敏感性最低,固溶时效组织其次,双态组织第三,等轴晶粒组织温度敏感性最高;700~900 ℃下变形,各组织温度敏感性的排序不变,但网篮组织的温度敏感性和其它3种组织温度敏感性的差距缩小;当在超过相变温度的1000 ℃下变形时,各试样的组织完全相同,其温度敏感性不再有任何差异,其力学性能也几乎相同.     

粗砂与结构物接触面的剪切特性试验研究

利用同济大学研制的大型多功能界面剪切仪,对粗砂与结构物的剪切变形特性进行研究.采用在剪切盒内灌注彩色砂条的方法研究剪切带的空间分布特性.结果表明,彩色砂条的变形可以反映剪切带厚度和空间分布.剪切带厚度为6～11 mm,厚度随着法向应力的增加呈增加的趋势;剪切带厚度在空间上的分布呈现出不均匀性,在剪切方向(X轴方向)上呈现中间大两端小的趋势,在垂直剪切方向(Y轴方向)上离散性较小、分布近似均匀.剪切板凹槽的约束作用,使得凹槽内的砂土颗粒带动附近砂土颗粒运动,从而形成剪切带.土体的剪胀特性是由于剪切带内砂土的变形导致的,剪切初始时剪胀速率较快,达到抗剪强度后剪胀速率减慢.     

半固态AlSi6Mg2铝合金循环剪切变形下的触变行为

在Couette型同轴圆桶流变仪上,采用滞后环工艺研究了半固态AlSi6Mg2铝合金浆料的触变行为.实验结果表明:半固态AlSi6Mg2铝合金浆料在循环剪切变形下,静置时间越长、剪切速率到达最大值所用时间越短、固相分数越大、最大剪切速率越大,则合金浆料τ-γ,滞后环所包围区域面积越大,合金浆料的触变性越强.     

沿空留巷围岩结构灾变系统及控制力学模型研究

运用实用矿山压力控制理论建立了沿空留巷开采灾害系统模型,提出了无煤柱沿空留巷大、小结构理论,修正了内应力场范围计算方法,建立了给定变形、限定变形2种留巷结构力学模型.研究表明:沿空留巷巷道围岩大结构是指应力拱内岩梁,小结构是指巷旁充填体、顶煤、煤帮、直接顶、底板等锚固结构,二者力源来源于应力拱内岩层,其中巷旁充填体力源为裂断拱内裂断岩梁,煤帮力源来源于应力拱内岩梁作用;内应力场范围是传统范围求解的1.4倍;沿空留巷限定变形状态承载体承担起大结构内覆岩运动产生的作用载荷,对巷道进行支承保护作用;给定变形状态承载体(护巷煤柱或充填体)不承担大结构内覆岩运动产生的作用载荷,仅承担支承范围内直接顶载荷,并对巷道进行密封保护、隔绝采空区作用.     

下承式混凝土系杆拱桥荷载试验与评定

对某下承式混凝土系杆拱桥进行了现场静力和动力荷载试验.通过现场荷载试验,测试了该桥的各种力学性能指标,并将试验结果与理论分析结果进行了对比分析,为评定该桥的整体受力性能提供了可靠依据,同时也可为同类桥梁的设计与施工积累经验.     

结构胶黏剂在温度作用下的剪切性能试验研究

设计并进行了2组采用不同条件固化的胶黏剂的拉伸剪切试验,研究了结构胶黏剂的剪切强度和剪切刚度随温度升高的变化规律,以及不同温度下胶黏剂剪切破坏模式.试验发现,室温固化的胶黏剂再次经历高温后,其玻璃化温度Tg有了30℃左右的提高;随着温度的升高,胶黏剂剪切强度和剪切刚度总体上呈下降趋势,且在其玻璃化温度Tg前后20℃的区域内变化最为明显.研究表明,胶黏剂玻璃化温度是影响胶黏剂温度作用下剪切性能的关键因素,同时高温固化方式可以提高胶黏剂玻璃化温度,延缓胶黏剂剪切强度和剪切刚度的下降.在此基础上,引入玻璃化温度这一重要参数,给出了结构胶黏剂的剪切强度及剪切刚度与温度之间的关系模型,为实际工程应用提供了参考.     

3D打印多孔金属结构在压缩载荷作用下的力学行为及响应机制

为全面认识AlSi10Mg多孔结构在压缩载荷作用下的力学行为、损伤模式及吸能机制,从而展开了一系列的实验和数值模拟研究。对标高冲击、强吸能、轻量化特性需求,设计优化了三种体积分数AlSi10Mg多孔结构。通过不同加载速率下的实验研究,获得了不同体积分数AlSi10Mg多孔结构的力学行为,包括应力–应变关系、结构承载状态、变形破坏模式及能量吸收特性。损伤断面细观结构损伤模式指出该AlSi10Mg多孔结构同时具有韧性和脆性双重力学特性。数值模拟研究表明,该AlSi10Mg多孔结构沿斜截面相对错动而发生剪切破坏,且破坏位置与轴向加载方向几乎呈45°,这一破坏模式是导致其结构损坏的最直接原因,揭示了AlSi10Mg多孔结构在压缩载荷作用下的损伤破坏机理。文中构建的多孔结构归一化能量吸收模式,较好地诠释了该AlSi10Mg多孔结构能量吸收状态,并给出了其结构敏感位置,研究结果为同行在结构设计及优化时提供了重要的参考依据。     

轧制塑性变形对Zr65Al7.5Cu12.5Ni10Ag5非晶合金力学性能的影响

采用维氏显微硬度仪、扫描电子显微镜对铸态、轧制态Zr₆₅Al_7.5Cu_12.5Ni₁₀Ag₅非晶合金的硬度及剪切带形貌进行了研究,并对轧制变形量与合金的力学性能之间的关系进行了分析。结果发现,在室温轧制条件下,该合金最大变形量达到了95%;铸态试样的半圆形剪切带规律、平滑,随着轧制变形量的增加剪切带形貌变得越来越混乱,合金的硬度总体呈下降趋势。     

高层剪力墙设计和计算中的一些问题

本文讨论了高层剪力墙设计和计算中的四个问题:1.采用微分方程法时,墙肢的剪切变形不影响剪力墙的内力;2.剪力墙可统一地用整体性系数α来分类;3.连梁约束弯矩的分配方法;4.剪力墙设计中的一些建议。