平面应变条件下结构性与强度关系

针对工程中存在的大量平面应变问题,通过平面应变试验,分析了结构性随围压、含水率、广义剪应变的变化规律,探讨了结构性对强度的影响.研究表明:黏聚力与结构性参数成双曲线规律,摩擦角基本不受影响.研究得到了结构性参数与广义剪应变、含水率、围压和黏聚力之间的表达式,为后续的工程应用提供指导.     

复杂载荷下弯管的极限载荷

考虑几何和材料的非线性相互作用,采用有限元方法研究复杂载荷下弯管的极限载荷。通过对比过去的研究成果,分析了内压、面内弯矩及其组合下的极限载荷规律。根据有限元结果,研究了直管强化及内压的强化对极限载荷的影响。最后提出了弯矩以及内压、弯矩联合作用下的极限压力、极限弯矩与弯管几何尺寸的定量关系。提出的计算公式扩大了弯曲系数λ的使用范围,反映了弯管强化作用。     

平面应变条件下土体变形的试验研究

取武汉地区具有代表性的粉质粘土进行了一系列卸荷应力路径试验,对其应力应变性状进行了较深入的研究。研究表明,土体卸荷试验的初始切线模量远大于加荷试验的初始切线模量,其破坏的主应变却远远小于常规三轴试验的破坏主应变,土体在复杂受力状态下的应力应变关系曲线表现出应变软化特性,其广义剪应力与广义剪应变关系曲线呈明显的非线性,且更真实地反映开挖卸荷条件下土体的应力应变特性,并探讨了这种特殊路径下的卸荷模量的计算。     

热模拟平面应变条件下的热轧织构研究

以微合金钢为材料,采用光学显微镜和EBSD,研究热模拟平面应变实验条件下再结晶奥氏体和变形奥氏体的织构演变.研究发现,在热模拟平面应变实验的压缩过程中,试样的两个自由端限制了变形区金属的宽向流动,达到了很好的平面应变状态.对于再结晶奥氏体相变工艺,由于相变前奥氏体发生再结晶,无畸变保留,奥氏体分解为仿晶界铁素体、贝氏体和少量的珠光体,织构为{100}011α;对于变形奥氏体相变工艺,未再结晶区的变形促进了铁素体相变,使奥氏体分解为铁素体和珠光体组织,织构为{332}113α和{113}110α.此两种工艺条件下的织构,皆为平面应变条件下的奥氏体相变织构,即热模拟平面应变实验可以达到很好的平面应变状态,可用于研究热轧过程的织构演变.     

两种载荷条件下扁挤压筒的应力比较

对扁挤压筒的三维光弹性实验分析,其结果和众多文献资料所用均布挤压力和装配力的分布情况有所不同;文章结合有限元分析手段对该结果作进一步的研究,并与实验结果以及基于均布力假设的数值结果作比较;结果表明,与实验结果基本吻合,而与均布力假设结果有一定的差别。     

线性和均布载荷下简支圆板的极限载荷

首次用加权余量法和Mises屈服准则对受线性和均布荷载共同作用下的简支圆板进行极限载荷分析,选择了3个不同的试函数,求得了极限载荷的解析解.该解为圆板半径和极限弯矩的函数,且随着圆板半径的增大而减小.结果表明,Tresca预测极限载荷的下限,TSS屈服准则预测极限载荷的上限,加权余量法预测的极限载荷均居于二者中间.     

平面应变条件下两类有限元边坡稳定分析方法比较研究

对有限元边坡稳定分析方法中滑面应力分析法和强度折减法的安全系数定义进行了探讨,指出这两类方法的安全系数定义都是从强度折减的概念出发,与极限平衡方法中的安全系数定义概念上是一致的.在算例对比分析中,基于非关联流动法则,采用与经典摩尔-库仑准则相匹配的等效D-P准则,在平面应变条件下,对天然边坡(均质边坡、有下卧软弱层、有软弱夹层带)的稳定性进行了对比研究,并同传统极限平衡方法进行了比较.研究表明,两类有限元方法得到的安全系数大小以及相应滑动面形状和位置均十分接近,滑面应力分析法不适于计算失稳边坡的安全系数.     

准平面应变条件下大尺寸煤岩样的渗透特性研究

为研究采掘工作面煤岩渗透特性与应力、裂隙之间的关系,利用自行研制的煤-气耦合双向加载试验系统,在准平面应变条件下对大尺寸煤、岩样的应力-裂隙-渗透特性变化规律进行试验.结果表明：不同尺度的煤岩样的应力-裂隙-渗透特性变化具有相关性,呈分段性特征;加载过程中煤样局部失稳和裂隙的由外向内发展导致3种煤样渗透特性曲线在压密和弹性阶段出现“锯齿”形不光滑现象;试样内部结构的不同,导致渗透特性变化各异;煤样出现应力滞后性特点;岩样脆性特征明显,渗透特性出现突变且渗流速度最大时刻与岩石破断时刻基本同步.     

MY准则解析部分均布载荷下简支圆板极限载荷

用平均屈服(MY)准则,对在部分均布载荷作用下的简支圆板进行塑性极限分析,求得了极限载荷的解析解.与Tresca,Mises屈服准则预测的极限载荷比较表明,MY屈服准则预测的极限载荷介于Tresca解和Mises解之间,且随着载荷施加半径Rl的增加,三解的差别减小.极限载荷与载荷施加半径Rl,圆板半径R以及板厚h之间的变化关系为:极限载荷随着Rl和R的增加而减小,随着h的增加而增加.     

复杂载荷下含体积性缺陷弯管的塑性极限载荷

通过非线性有限元分析给出了含体积性缺陷弯管在内压、面内弯矩、面外弯矩和扭矩作用下的塑性极限载荷。对与体积型缺陷（长轴、短轴和深度)和管线（外径、壁厚和弯曲半径）有关的几何变量进行了系统的分析,并考虑了内压和面内弯矩、面外弯矩和扭矩的组合。结果表明壁厚、缺陷深度和缺陷方向对极限载荷影响较大。     

平面应变条件下锚固类结构第二交结面黏结应力分布

为从理论上获得锚固类结构内锚固段注浆体第二交结面上的黏结应力分布规律,首先建立平面应变条件下锚固类结构拉拔理论模型,然后假设交结面上的应力函数Φi=fi(w)×gi(z),通过引入应力平衡方程和边界条件得到交结面黏结应力与中间变量ga(z)和τ2(z)/τ1(z)有关,最后基于假定两个交结面上的黏结应力比τ2(z)/τ1(z)以及最小能量原理推导出锚索、注浆体和周边介质之间的黏结应力.     

确定平面应变条件下无粘性土中主应力的一个经验公式

基于试验结果,提出了一个确定平面应变条件下无粘性土中主应力σ     

极限载荷下风力发电机轮毂损伤分析

针对传统风力发电机轮毂服役载荷环境的不确定性和多样性,在极限载荷下进行风力发电机轮毂损伤研究和结构优化.首先,按叶片坐标系对轮毂模型施加极限载荷,得到轮毂应力云图,求解轮毂在极限工况下的强度;然后,结合S-N曲线和Miner累积损伤准则对轮毂等效应力进行平均应力修正,求解轮毂表面的损伤变化规律;最后,对轮毂结构进行结构拓扑优化,并对优化后的轮毂进行重新建模和静强度分析.结果表明:结构优化后轮毂质量减少9.2%,满足强度要求,为后续轮毂结构优化提供理论基础.     

多组载荷作用下结构的极限分析

研究多组载荷作用下刚塑性体极限分析上限格式的数值计算方法。通过采用有限元离散技术和 Ｍｉｓｅｓ屈服条件，引入了一种直接迭代的算法，它将产生一个单调递减的载荷因子序列，该序列收敛于真实极限载荷因子的上限，同时也得到相应的机动场。算例分析表明了该算法的稳定性和高效率。     

均布载荷下简支正多角形板的极限承载能力

本文对受均布载荷作用的简支正多角形板给出一个平衡应力场,并用一般变分原理[1]及上、下限定理,按照Mises屈服条件计算了它们的极限载荷。     

MY准则解线性和均布载荷下简支圆板的极限载荷

用平均屈服(MY)准则,对受线性和均布载荷共同作用下的简支圆板进行塑性极限分析,求得了2种载荷形式下极限载荷的解析解.两解析解均为圆板半径a,切向应力最大点半径r0以及极限弯矩的函数.第一种形式的计算结果与Tresca,Mises和TSS屈服准则预测的极限载荷比较表明,Tresca屈服准则预测极限载荷的下限,TSS屈服准则预测极限载荷的上限,MY准则预测的极限载荷居二者中间,并靠近Mises解.另外还讨论了圆板半径对切向应力最大点半径的影响规律.     

Avitzur上限模式在楔形模平面应变正挤压中的运用

假定楔形模正挤压的速度场为动可容连续速度场,运用虚功原理和变分原理,将上限模式用于楔形模平面应变正挤压中,分别计算出塑变功率、剪切功率、摩擦功率和平均单位应力,最后推导出模具最佳半楔角公式．     

循环载荷下缺口板弹塑性应变分布测定

用电测法测定了带有中心圆孔矩形铝合金（ＬＹ－１２－ＣＺ）板在循环载荷作用下横截面的弹塑性应变分布，同时测定了循环载荷下孔边应力──应变回线，弹塑性应变集中系数Ｋε和应力集中系数Ｋσ，并和四种近似公式的计算结果进行了比较。发现在循环加载情况下用电测法绘制载荷──应变回线，并根据回线出现畸变的现象，可以灵敏的检测裂纹的萌生和早期扩展。     

集中载荷作用下悬索跨越管道的应变响应

为了研究悬索跨越管道受集中载荷作用时的响应情况，通过相似实验和有限元仿真相互验证的方法，搭建了悬索跨越管道相似实验平台，建立了悬索跨越管道有限元仿真模型，进行了无集中载荷、集中载荷作用在管道不同位置处的应变数据实验测试和仿真模拟，分析了每种状态下管道上方的应变分布规律，结果表明：无集中载荷时，整个悬索跨越管道上方的应变呈“W”状分布，两端应变数值最大；集中载荷作用在管道两端时，对整个管道上方的应变分布规律影响不大；集中载荷作用在管道1/4、1/2和3/4位置处时，会导致整个管道的应变发生较大变化。     

云纹干涉法测定循环载荷下的弹塑性应变场

本文介绍了应用高灵敏度云纹干涉法测定循环载荷下有限宽度带孔受拉板的孔边弹塑性应变场。运用本文方法可以实时地观察到清晰的云纹干涉图──全场位移分量图。并用错位干涉术获得全场应变分量。与电测法相结合又能灵敏地检测到裂纹的萌生和早期扩展。测试结果表明，在最小横截面上的弹塑性应变分布与电测法所得结果相符。