饱和软土的弹塑性大变形有限元平面固结分析

基于非线性连续介质力学的基本理论,采用Ｔｏｔａｌ Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ法（即ＴＬ法）。在原有的小变形弹塑性软土固结程序Ｃｏｎｄｅｐ基础上,编制了二维大变形平面固结问题有限元计算程序,其中采用软土修正Ｃａｍ－ｃｌａｙ本构模型时,考虑了刚性旋转不变性的影响。验证了程序的正确性,并就一典型的软土地基进行计算,所得结果与小变形理论结果作了对比。     

周边固定的橡胶薄膜在气压作用下的变形分析

根据Gao提出的橡胶材料的非线性弹性大变形应变能函数,分析了周边固定的橡胶薄膜受气压作用的轴对称问题,推导了此类橡胶薄膜在气压作用下的平衡方程,得到了此类橡胶薄膜的变形曲线.     

悬臂压杆大变形的优化算法

提出一种解决几何非线性问题的优化算法,研究了悬臂压杆的几何非线性大变形问题.取悬臂压杆大变形后的平衡状态为研究对象,利用整体坐标系下的坐标关系式表示出自由端端点坐标,构建端点未知坐标的目标函数,确定悬臂压杆大变形的最优化问题,编制优化程序进行求解.通过分析典型算例,并同有限元方法计算结果相比较,表明本文算法在求解强非线性变形中的正确性,为处理复杂几何非线性大变形问题提供了有效的思想.     

平面粘弹性大变形问题的研究

基于变形梯度的和分解定理(S-R 定理)和拖带坐标系,导出粘弹性体大变形的增量有限元方程.与 T.L.法和 U.L.法的增量有限元方程相比,方程简单,计算精度有所改进,而且速度快.     

两铰抛物线拱平面内非线性稳定分析

拱的平面内稳定极限承载力设计一直没有成熟的规范指导,本文综合考虑了几何非线性和材料非线性对抛物线实腹拱的影响,利用有限元分析软件ANSYS,讨论了不同的跨度、矢跨比和初始几何缺陷对拱结构屈曲承载力的影响,总结出拱结构平面内稳定性能受这些因素影响的变化规律,并建立了稳定系数和正则长细比之间的关系,为抛物线实腹拱结构设计提供一些有用的结论。     

内压作用下弯管应力的实验研究

采用电阴应变测量技术研究了带有初始随圆度的弯管在纯内压作用下的应力分布。实验结果表明,弯头横载面上的环向应力和轴向应力分布均呈相似的“Ｗ”型,但各点环向应力的绝对值均大于轴向应力。最大应力在外弧线的环向,比直管高出６２．７％,最小应力在中线弧处,为负值。这种应力分布情况也与弯管受平面弯矩时完全不同。     

均匀内压作用下曲边柱壳的非线性动态响应

为了研究曲边柱壳受动态内压载荷作用下的变形规律,建立了精确考虑壳体几何构型的非线性动态控制方程,提出了一种基于静力变形模式的动态响应计算方法,然后通过能量方程建立了均匀内压作用下曲边柱壳动态解的增量求解算法,求解结果与有限元方法LS-DYNA计算结果十分一致.分析了加载速率和载荷形式对曲边柱壳动态响应的影响,发现加载速率和载荷形式可以较大程度地改变曲边柱壳的动力学行为,因此可以通过改变动态加载速率和载荷形式来控制曲边柱壳不同的动态特性.     

受均布内压球壳的大变形分析

利用高玉臣(1997)给出的非线性弹性大变形应变能函数,对橡胶类材料球壳受均布内压进行了大变形分析,得到了大变形求解方程,从而揭示了橡胶类材料非线性弹性大变形的特性     

火灾条件下气承式膜结构内压FDS模拟

以气承式膜结构为研究对象,利用火灾模拟软件FDS,在考虑亚格子网格中的气体渗漏的条件下,对气承式膜结构无火情况下内压的影响因素以及有火情况下内压的模拟方法开展了研究.结果表明,气承式膜结构的内压模拟应考虑进风量和渗漏面积影响,且进风量越大,渗漏面积越小,对应的内压稳定值越大.基于理论推导和数值模拟结果,得到了考虑进风量和渗漏面积影响的气承式膜结构内压预测公式,且公式预测结果与模拟结果吻合较好.对气承式膜结构有火情况下内压的模拟研究发现,点火时的内压、火源的热释放速率仅影响内压的变化过程,对内压的稳定值没有影响.因此,在内压为0Pa时引燃火源,可以得到火灾内压的极大值,并节约模拟时长.     

受压橡胶圆薄膜非线性变形特性分析

在将橡胶圆板处理为圆薄膜后,基于非线性变形理论和储能函数的特性,导出了橡胶圆薄膜大变形状态的平衡方程和变形曲面的几何特性参数．在将变形曲面作球冠面假设后,获得了挠度与载荷之间的特征关系．与实验测试值的比较发现,所求得的理论解是有效的．     

大变形扭转剪应变定义的误差分析

以变形前互相垂直线元角度改变量的正切为工程剪应变的度量,考虑圆杆塑性大变形扭转的Swift效应或轴向伸长效应,从变形分析角度指出,实心圆杆大变形扭转时从变形分析角度给出的定义能够准确描述剪应变,而由小变形推广得到的两种定义将产生误差.黄铜实心圆杆塑性大变形扭转的结果进一步表明,在小变形情况下,三种剪应变定义均适用,随着变形的增加,由小变形推广得到的两种剪应变定义将产生的误差也增加.     

内压容器压力试验无须校核应力的分析

在《化工机械》教学中发现，对钢制内压容器在压力试验时，当压力满足一条条件时，无须校核应力。     

大变形条件下材料本构关系研究

推导了轴向均匀大变形等截面杆的Lagrangian-Green应变张量和Eulerian应变张量以及分别与它们能量共轭的第二类Piola-Kirchhoff应力张量和Cauchy应力张量的表达式,给出了这2对能量共轭的应力应变张量的本构关系式。计算结果表明:当工程应变较小时,可以直接用常值弹性模量代替真实弹性模量进行计算;当工程应变较大时,必须对常值弹性模量进行修正。     

结晶器铜管变形和临界压力分析

采用弹性理论中平面应力问题和平面应变问题相互转换的原理，分析了结晶器铜管在冷却水压和温度场共同作用状态下变形、临界压力和应力，为结晶器的设计提供了理论依据。