双相介质椭圆形孔洞及界面裂纹对SH波的散射

采用复变函数法、格林法和保角映射法研究了双相介质半空间界面裂纹及其附近椭圆形孔洞对水平剪切(SH)波的散射,给出了椭圆形孔洞的动应力集中系数和界面裂纹尖端动应力强度因子的分布情况.首先,将理论模型沿垂直界面剖分为两个直角平面模型,利用保角映射法和镜像叠加原理构造直角平面中平面波场及椭圆形孔洞产生的散射波场;其次,根据界面上的应力和位移连续性条件,利用界面契合技术和裂纹切割技术将两个直角平面契合成含有界面裂纹的双相介质半空间;最后,通过具体算例给出了不同参数条件下椭圆形孔洞的动应力集中系数及界面裂纹尖端的动应力强度因子的分布情况.结果表明:入射角度、入射波数、材料参数、裂纹长度等因素会对动应力集中系数及动应力强度因子的分布产生影响.     

温度对动态孔洞增长的影响

将孔洞化的概念推广到动态情况并考虑了温度效应对其影响.研究了弹塑性材料中一个球形孔洞从稳定到不稳定直到破坏的整个动态增长过程.得到了常载荷下孔洞增长率的封闭形式解．当孔洞半径趋于无穷，也就是失稳的极限情况下可得到孔洞增长率的一个有限值．此极限值与温度效应有关．文中还分析了孔洞增长时间随孔洞半径的变化规律，此规律也受到温度引起的热效应的影响.     

含缺口受拉平板三维应力场及其对脆性破坏的影响

含尖缺口受拉平板三维应力场 ,在理论上已有多种解析解法但演算复杂。该文从 Neiber解析法出发 ,导出含尖缺口受拉平板三维应力场的实用简化计算方法。对于脆性破坏最有意义的是裂缝尖端附近的应力状态 ,经过理论计算 ,简化解在距离裂缝一定范围内的误差只有 1.2 %。研究了裂缝尖端附近三维应力分布 ,及沿厚度方向的应力分布。结果表明 :应力集中区常处于三向受拉状态 ,其塑性发展受到限制 ,因而极易发生脆性破坏     

刃前区应力场及刀具前角对其影响的数值分析

本文用有限元法得出正交切削前角γ分别为15°,0°和-15°时的刃前区弹性应力场的数值解。结果表明,在上述三种情况下,应力都分布在刃前区,而且主要为压应力;当γ为15°时的应力场比0°,-15°时远为集中;随着前角的增大,应力分布向“敏感应力状态”变化,这种状态有利于金属分离。     

基于离散元法的长短轴之比对散粒材料抗剪强度影响分析

杆状颗粒由于其形状与砾石、药品和谷物等真实颗粒的形状接近而受到研究者们的关注,其形状特征常用长短轴之比进行表征.以往许多学者曾通过离散元法研究过在相同孔隙率下杆状颗粒长短轴之比对其抗剪强度的影响,但在相同相对密度下的研究并不多见.通过控制颗粒摩擦因数形成具有相同相对密度的试样,研究了0%、35%、65%及100%相对密度下颗粒的长短轴之比对试样抗剪强度的影响规律.另外,还进行了相同孔隙率下的试验以进行结果对比.研究结果表明,相同相对密度下,峰值状态和临界状态时试样剪应力随长短轴之比增大而增大,与相同孔隙率下的结果一致,但峰值剪应力增大幅值要比相同孔隙率下的小.另外,对不同长短轴之比下试样内摩擦角进行分析,发现临界状态时内摩擦角随长短轴之比增大而增大,而峰值状态时内摩擦角受长短轴之比的影响相对较小.最后从试样剪胀性方面进行了分析,阐述了以上现象发生的机理.     

长轴短轴比对椭圆形GFRP约束混凝土轴压性能的影响

纤维增强树脂基复合材料(FRP)能够有效地提高圆形FRP 约束混凝土柱的强度和延性.在矩形FRP 约束混凝土柱中,由于FRP 对核心混凝土的约束不均匀,FRP 约束效果较差.为了给核心混凝土提供有效的约束,可将矩形截面优化成椭圆形截面,再应用FRP进行约束.通过椭圆形玻璃纤维增强树脂基复合材料(GFRP)约束混凝土的轴...     

填充物对CO2超临界萃取山茱萸中熊果酸的影响

以玻璃珠为填充物,研究它对CO2超临界萃取山茱萸中有效成分熊果酸的影响.试验结果表明,在无夹带剂的情况下有显著影响,在有夹带剂的情况下影响不明显.     

含有直线裂纹的直角域中椭圆形夹杂对SH波的散射

利用Green函数法、复变函数法及保角映射技术研究了SH波作用下直角域中直线裂纹对椭圆形夹杂动应力集中系数的影响.采用保角映射法和镜像叠加原理构造了一个能自动满足直角平面两个直线边界应力自由边界条件的散射位移场,并取含有椭圆形夹杂的直角域中任意一点承受时间谐和的出平面线源载荷作用下的位移基本解作为适合的Green函数.利用裂纹"切割"技术构造直线裂纹,进而得出裂纹与椭圆形夹杂共存时的位移场和应力场.通过具体算例讨论了入射波数、裂纹角度、裂纹长度等因素对椭圆形夹杂周边动应力集中系数的影响.     

孔洞对CNP1000安全壳抗震性能的影响

建立了开洞和未开洞两种安全壳模型,利用ANSYS/LS-DYNA软件对两种安全壳进行了模态分析和时程分析,研究了给定位置和尺寸的孔洞对安全壳抗震性能的影响.结果表明:孔洞对安全壳前16阶自振频率影响较小;两种安全壳在不同高度处的相对位移峰值相近,最大第一主应力值和最小第三主应力值均相差较小.相比未开洞安全壳,开洞安全壳会在洞口附近形成较大的应力集中,在给定的地震荷载作用下,安全壳始终处于弹性阶段.     

近似展开方法对椭圆形封头强度影响的研究

椭圆形封头表面属不可展曲面，在加工制造时需将封头曲面等分，每一份都用可展曲面近似代替的方法进行展开、下料、弯卷，最后焊接成椭圆形封头。显然，实际制造出来的椭圆形封头形状与其理论形状之间有一定的误差，对承受中低压力的椭圆形封头，可由微体平衡方程和区域平衡方程算得设计壁厚。由于计算的依据是椭球面的理论形状，所以得到的壁厚比近似展开曲面对应的壁厚要薄。分析近似展开方法对壁厚计算的影响，得出理论计算壁厚的补偿量，避免以增加安全系数加大壁厚的盲目性，也为各种近似展开方法的合理性判断提供了理论依据。     

平板中心圆孔边应力集中的有限元分析

应用ANSYS软件，对平板中心圆孔的应力集中进行了有限元分析，对圆孔平板在单向和双向应力条件下的应力状况进行了计算和分析，并将有限元结果与解析解进行比较。分析表明，在单向应力条件下，圆孔大小对平板圆孔的应力分布没有明显影响。     

任意点载荷下含椭圆孔压电介质中广义应力和位移分析

以孔边加载下的Stroh广义应力、广义位移表达式为基础，考虑椭圆孔边界精确的电学边界条件，显式给出在任意点处作用广义点载荷时介质中广义应力函数的表达式．当椭圆孔退化成中心裂纹时，给出了导通裂纹端部的广义应力函数．所得结果为介于绝缘边界条件和导通边界条件下更一般的解．进一步推导了压电介质中一本征变形夹杂对椭圆孔边缘广义应力的影响，所得结果对研究铁电畴变区具有实际意义．     

缓冲材料参数对核废料处置库近场影响的二维有限元分析

以高放射性核废料地质处置的FEBEX原位试验作为数值计算模型,利用有限元软件Code-Bright,通过改变膨润土初始渗透系数、初始吸力和初始进气值,得到热-水-力(thermo-hydro-mechanical,THM)耦合作用下处置库关闭后缓冲层饱和度和吸力的变化规律,以及以上3个因素对这些性状影响的敏感程度,研究结果可为核废料处置库缓冲材料的选取提供参考.     

无限大功能梯度材料反平面裂纹应力场

主要研究了无限大功能梯度正交各向异性材料的反平面裂纹问题.材料物性参数模型假定为三次幂函数模型.文中采用积分变换-对偶积分方程方法,通过数值求解对偶积分方程并考虑修正Bessel函数的渐进特性,推导出了裂纹尖端应力场及应力强度因子.利用数学软件分析了不均匀系数r以及裂纹长度a对无量纲应力强度因子ψ(1)的影响,结果显示ψ(1)随着r的增加而增加,随着a的增加而增加.     

数值模拟电磁力作用下的椭圆柱绕流

利用格子Boltzmann方法(LBM),对电磁力作用下的椭圆柱绕流进行数值模拟,研究了电磁力椭圆柱绕流的影响,并且分析了曲线边界处理方法和曲线边界受力的计算方法,计算得到了不同强度的电磁力作用下椭圆柱绕流的流线,揭示了它的变化机理。结果表明:格子 Boltzmann method方法计算过程简单合理,而且电磁力能够改变椭圆柱绕流的边界层结构,抑制椭圆柱表面的流动分离,消除旋涡脱落。     

白皎矿区岩体应力场研究

本文介绍了白皎矿区岩体应力场的现场研究。采用孔径应力解除法进行了两个点六个钻孔的空间应力测量。应力测量结果表明，该矿区的应力分布具有三个区域。即顶板内有应力较大区；煤层内有应力最小区；底板区有应力最大区。矿区内岩体应力以近水平构造应力为主。最后进行了一个剖面的线弹性有限元分析研究，在两个实验数据对比的地方反演分析与实测结果基本相符。有限元反演分析勾画出了矿区岩体应力场的整体轮廓。应力场研究结果对矿区地压控制及新水平巷道布置提供了重要依据。     

薄板在T型裂纹周围的应力场

作者构造了一个变换函数将z平面上的T型外域变为平面中心单位圆的内域,在K/H≤4的条件下,得到了矩形薄板在两个互相垂直方向受均布拉力时,求应力分量式中的两个解析函数,又用逆变换求出了z平面上用直角坐标表示的应力表达式σx+σy,σy-σx+2ixy得到了T型裂纹周围的应力场,当T型裂纹退化为典型裂纹时,本文所得结果退化为经典裂纹问题的解。     

夹杂尖端奇异性场的新型杂交元分析

提出了一种夹杂尖端邻域杂交元模型,与全域杂交应力元结合,求解夹杂尖端的奇性应力场的数值解. 利用高次内插有限元法求解特征问题, 得到反映夹杂尖端场奇异性状况的特征值和特征角分布函数;利用Hellinger-Reissner 变分原理以及特征问题的解,推导夹杂尖端邻域的单元矩阵.模型只考虑夹杂尖端邻域的边界, 避免了在夹杂尖端划分高密度网格. 采用正方形夹杂作为算例, 数值结果显示了良好的精确性.     

正交各向异性板带有一般孔形时应力分析

采用复变函数方法研究面内均布荷载作用下带孔正交各向异性板的应力解析解.对含一个正六角形孔或不规则孔的无限平板进行分析,得到不同工况下(纤维角度、外荷载方向)孔边及部分孔外域的应力分布规律.结果表明,当单向荷载作用方向与孔边尖点指向垂直时,若正交各向异性板的纤维按0°和-90.0°布置,最大切向应力发生在孔边,并且位于尖点位置,但随着纤维角度的旋转,孔边的最大应力点逐渐偏离尖点,并且最大应力值也逐渐降低;因此,正交各向异性板的应力集中可以通过调整材料的纤维方向来改善.除此之外,当单向均布荷载σ的作用方向与坐标轴平行时,该坐标轴与孔边界交点的切向应力均为-σ.     

非均质性对岩体应力场反分析结果的影响

从弹性介质的假定出发,利用“等效”节理岩体等效模型和节理岩体统计等效模型,分析了有限单元法位移反分析反算岩体弹性模量和原岩应力场的问题,通过参数研究,讨论了岩体节理和非均质性对位移反分析结果的影响.结果表明,在节理岩体“等效”连续介质力学模型假定下,采用不同力学模型对反算的弹性模量值有较明显影响,而节理岩体力学参数非均质性对反算原岩应力场的影响很小,均质、各向同性假定在原岩应力场实测和位移反分析中是适用的.