拉压不同模量弹性问题

拉压不同模量弹性体具有材料非线性特征, 不同模量本构关系受到材料本身及结构各点的应力、应变状态等因素的综合影响. 总结了近年来对不同模量本构关系的研究工作, 阐述了多种形式的不同模量弹性问题有限元求解方法的改进, 简述了拉压不同模量问题解析法取得的研究成果, 并介绍了不同模量理论中尚待解决的问题.     

拉压不同模量弯压柱的近似弹性力学解

通过合理简化模型,将不同模量弹性理论中定义在主坐标系下的本构关系重新建立在普通坐标系下,进行拉压分区,从而推导了考虑自重且顶部有水平推力的不同模量弯压柱近似弹性力学解答,并由横截面上正应力为零判定了中性层的形状和位置。研究表明:材料的不同模量以及剪应力的大小和方向对中性层的位置和形状具有一定影响。     

不同拉压模量弹性地基梁的解析解

采用拉压不同模量理论,推导了不同模量弹性地基梁的解析解.研究得到的解析解拓展了经典力学理论,并且当拉压模量相同时,该解可以退化到经典理论解.将结果与经典力学同模量理论比较表明:研究得到的解析解能很好地考虑了拉压不同模量效应.为此,合理设计材料的拉压模量比值,可以显著的改变地基梁的弹性特征值、内力及挠度值.该理论遵循材料实际的力学行为,在实际工程设计中大大提高了材料的利用率,达到节约能源的目的,具有重要的工程意义.     

拉压不同模量有限元法剪切弹性模量及加速收敛

从理论上论述了不同模量问题的剪切弹性模量对数值计算收敛性的影响,提出了一种不仅同主应力符号而且同主应力大小有关的剪切弹性模量的确定方法。在此基础上提出了加速收敛因子η,运用η参与运算,使各种不同模量问题有限元计算的收敛速度加快,尤其是对大型复杂的,实际的不同模量问题效果更为明显。     

超弹性胶原材料本构关系的对数应变模型

获得不可压缩条件下自然对数表示的各向同性超弹性胶原材料的本构关系,给出2组对数应变张量不变量,由弹性能量密度直接推导得到对数应变与Cauchy应力偏量间的本构关系.将理论模型与单向拉伸实验数据进行对比,结果表明模型及参数选择有效.     

不同模量理论广义弹性定律的深入研究

传统不同模量理论中基于主应力方向建立的本构方程,仅能表述主应力方向的应力应变关系,并未体现出其他方向的应力应变特性,不能有效表征拉压不同模量问题的力学本质.基于此,在主应力方向的本构方程基础上,利用应力及应变的转轴公式,推导了基于不同直角坐标系下的拉压不同模量本构方程的具体形式,也即广义弹性定律.经理论验证,此广义弹性定律揭示了拉压不同模量问题既是非线性问题也体现出各向异性的力学性质;并且在拉压模量相等时可以回退到经典弹性理论本构方程,而基于主应力方向建立的本构方程是广义弹性定律中的特例.针对不同模量理论中不甚明晰的剪切模量和泊松比-弹性模量比值的假设,应用所得到的广义弹性定律对纯剪应力状态进行了力学分析,分析表明:在基于最大或最小剪应力方向的直角坐标系下,剪应力与剪应变成线性关系,剪切模量保持不变;并结合微元体纯剪变形的几何关系,证明了假设即拉泊松比与拉模量之比等于压泊松比与压模量之比在纯剪受力状态下是自然满足的.     

简单热弹性固体本构方程的一般形式

立足连续统力学基本原理,由本构公理推导出简单热弹性固体在物质各向异性和各向同性情况下,非线性和线性本构方程的一般表达式。     

一类特殊运动的低弹性物质

Drǎgusin 在1981年定义了Ⅲ型低弹性物质,然而他的定义有些缺点,为弥补这个缺陷,本文考虑了具有无平均应力运动的有势低弹性物质,建立了几种低弹性物质之间的关系,最后,找到了关于简单剪切变形问题的解析解.     

超弹性固体混合物的等效本构方程

本文证明了超弹性固体混合物的本构等效均匀体也是超弹性固体,其等效比自由能等于各部分物体自由能的体积均值,用第一类 P-K 应力描写的等效比Gibbs 函数也等于各部分物体比 Gibbs 函数的体积均值.但用其他伪应力描写的等效比 Gibbs 函数具有较复杂的计算式,不等于其体积均值.     

拉压不同模量弹性结构分析中的对称性问题

基于对称和反对称问题中应力和位移分量满足的必要条件,分析了主方向上应力状态的对称和反对称特点,并用算例加以验证。研究表明材料的非线性导致拉压不同模量弹性结构的主应力的反对称性改变而对称性仍旧保持;同时,将复杂问题分解为对称和反对称问题并通过叠加原理获得解答的方法也会失效。由于不同模量弹性理论将其本构关系建立在主方向上,因此基于主方向的应力状态分析是研究的关键。     

拉压弹性常数不同对梁的弯曲强度的影响

岩石类材料(包括混凝土材料)在受拉与受压状态的弹性模量和泊松比是有明显差异的,本文推导了拉压弹性模量不同的矩形截面梁纯弯曲情况下弹性力学的解答.结果表明,不考虑拉压弹性模量的差异会引起较大误差.     

Effective elastic moduli and interface effects of nanocrystalline materials

Many properties of nanocrystalline materials are associated with interface effects. Based on their microstructural features, the influence of interfaces on the effective elastic property of nanocrystalline materials is investigated. First, the Mori-Tanaka method is employed to determine the overall effective elastic moduli by considering a nanocrystalline material as a binary composite solid consisting of a crystal or inclusion phase with regular lattice connected by an amorphous-like interface or matrix phase. The effects of strain gradients are then examined on the effective elastic property by using the strain gradient theory to analyze a representative unit cell. Two interface mechanisms are elucidated that influence the effective stiffness and other mechanical properties of materials. One is the softening effect due to the distorted atomic structures and the increased atomic spacings in interface regions, and the other is the baffling effect due to the existence of boundary layers near interfaces.     

拉压弹性模量不等材料杆的纯弯曲及偏心压缩

基于弹性力学的基本理论 ,分析了拉压弹性模量不等材料直杆在纯弯曲变形状态下的应力和应变 ,给出相应的应力计算公式 ,并讨论了拉压弹性模量的比值参数对应力分布的影响 .在此基础上又分析了拉压弹性模量不等材料杆在偏心压缩时的应力、应变 ,给出了横截面中性轴位置的数值计算方法和数值解 ,并进行了定性的讨论 .     

CFRP钢管混凝土轴压短柱混凝土本构关系

在钢管混凝土基础上对核心混凝土的本构关系进行修正,得出了适用于CFRP钢管混凝土新型构件的核心混凝土本构关系.使用该混凝土的本构关系,利用ANSYS有限元分析软件对CFRP钢管混凝土轴压短柱构件的应力应变关系进行了数值模拟;并作了相应的8根CFRP钢管混凝土和4根钢管混凝土试件的轴压短柱承载力试验研究.数值分析所得曲线与试验所得的曲线吻合良好,证明经过修正的混凝土本构关系是一种适合于CFRP钢管混凝土轴压构件数值分析的混凝土本构关系.     

隧洞围岩拉压不同模量弹性理论的解析解

采用拉压不同模量弹性理论，探讨水工压力隧洞围岩变形规律，推荐了圆形隧洞弹性抗力系数与拉伸弹性模量、压缩弹性模量的数学表达式。结果表明，恰当地利用围岩拉压不同模量比，调整支护结构，可以充分发挥围岩的自持能力，从而为隧洞围岩支护设计提供理论依据。     

不同拉压强度材料纯弯曲梁的弹塑性分析

按照塑性力学中纯弯曲梁的工程理论分析方法,将梁的材料本构关系简化成拉压屈服极限不同的理想弹塑性模型,对矩形截面梁的弹塑性全过程进行了分析,得到了梁的塑性极限弯矩Mp=1.75Me。     

拉压不同模量横力弯曲梁的算法

对于处在平面复杂应力状态下的横力弯曲梁,当引入拉压不同模量后,结构内力计算成为非线性问题;对拉压不同模量横力弯曲梁提出计算假定,推导单元中和轴公式并构造了算法;通过实例计算对比分析不同模量与经典力学相同模量两种方法计算结果的差异,提出对该类结构计算的合理建议以及利用不同模量对结构进行优化的结论.     

Effective elastic moduli of polymer-layered silicate nanocomposites

Polymer-layered silicate (PLS) nanocomposites exhibit some mechanical properties that are much better than conventional polymer filled composites. A relatively low content of layered silicate yields a significant enhancement of material performance. After the volume fraction of clay reaches a relatively low “critical value”; however, further increasing does not show a greater stiffening effect. This phenomenon is contrary to previous micromechanical predictions and is not understood well. Based on the analysis on the microstructures of PLS nanocomposites, the present note provides an insight into the physical micromechanisms of the above unexpected phenomenon. The Mori-Tanaka scheme and a numerical method are employed to estimate the effective elastic moduli of such a composite.     

钢纤维高强混凝土单轴受压本构方程

采用微机控制电液伺服万能试验机,对纤维体积分数Vf为0～3％的钢纤维高强混凝土(SFRHSC)进行了单轴压缩试验,根据卖测的应力-应变曲线的特点提出了含2个参数A和B的单轴受压本构方程．A,B均随Vf的增大而增大,分别明确地反映了钢纤维对混凝土基体的增强和增韧能力．A越大,材料抗压强度fe与弹性极限应力的差值越大;B越大,曲线下降段越平缓．本文还给出了A,B与Vf,fe之间的关系式．