基于弹性应变能的MohrCoulomb强度准则讨论

从弹性应变能释放是材料屈服的基本原理来看,MohrCoulomb(M-C)强度准则认为屈服时材料的泊松比恒为0.5,这可能违反能量守恒定律.研究了弹性应变能、应力偏量第二不变量、应力张量第二不变量及泊松比之间的关系,提出广义应力偏量第二不变量概念;从弹性应变能角度对M-C强度准则的物理意义进行分析,提出广义M-C强度准则;利用强度准则对岩石的破坏强度进行了计算.结果表明,由于考虑了中间主应力与泊松比的影响,广义M-C强度准则的计算精度更高,并分析了产生这种结果的内在机理.广义M-C强度准则突破了材料破坏时的泊松比恒为0.5的假设,这对于定量描述材料的屈服与破坏特性具有重要的意义.     

斜拉桥索塔塔冠区应力分析及优化

以塔冠区为例,研究预应力混凝土索塔锚固区应力优化设计的方法。对塔冠区锚固段进行有限元分析。以反映预应力筋张拉量的张拉系数为设计变量,以预应力筋的强度和结构裂缝宽度为约束条件,以裂缝平均宽度和标准差最小为目标函数,建立锚固段危险区域应力优化数学模型,并在ANSYS软件平台上,利用零阶和一阶优化方法获得设计变量的最优解。分析结果表明:齿板凸起处和齿板交接处是锚固区的危险区域,其第一主应力均超过了允许值;通过减小环向预应力张拉量可改善危险区域应力情况。优化结果表明,采用自上而下逐渐减少的环向预应力张拉量,索塔应力的分布状态更加合理。     

快速畸变下的压力应变快速项模式研究

尽管湍流模式在工程实际中得到越来越广泛的应用,基于传统思想设计的湍流模式在很多领域都有不错的表现,但随着人们对于湍流理论研究的不断深入,这些模式的一些基本缺陷也不断显现出来。Mansour用快速畸变理论模拟纯旋转条件下湍流的演化,发现初始各向异性湍流在纯旋转流动中会经历一个振荡衰减的过程,最终趋向于一个与湍流初始状态有关的渐近状态。而Johansson和Hallbāck指出用传统思想设计的雷诺应力压力一应变快速项模式在预测这类流动时给出的湍流演化过程将是一个无衰减的等幅振荡过程。Sjòǒgren和Johansson指出,现有模式理论框架下的雷诺应力压力。应变快速项模式不能同时捕捉湍流在大速度梯度快速畸变条件下平面流动的变形和剪切这两种变化。在这两种基本流动中,现有模式给出的雷诺应力各向异性张量不变量的演化曲线在不变量示意图中没有区别,表现为同一条曲线,而根据快速畸变理论,它们应该是完全不同的两条,分别反映变形和剪切的不同流动机理。依靠快速畸变理论给出的结果,分析快速畸变条件下湍流雷诺应力的演化特点,结合湍流的可实现性理论扩展压力。应变快速项原有的展开形式,尝试解决传统方法中存在的固有缺陷,为扩展现有湍流模式的适用范围提供可能。     

重载作用下路面结构不均匀破坏特性

为了研究路面结构中同一层面强度不均对路面的影响,进行了车辆的轴重及其轮胎接地面积和压力的研究,基于实际轴载的作用形式,应用弹性层状体系理论建立路面结构的有限元模型.分析了重载作用下,公路沥青路面路面结构的力学响应.分析结果表明,在路面结构同层材质不均的情况下,沥青路面损坏的主要原因是轴载对路面结构作用产生过大的不均匀沉降使路面一次性加载在路面产生水平方向的拉应力导致拉张破坏.     

基于统一强度理论的土压力公式

基于俞茂宏统一强度理论,考虑中间主应力效应,按照现有的极限状态分析方法,推导了土压力计算公式,Rankine土压力公式为其特例。按有效应力法与总应力法对土压力的计算公式进行了推导与分析,同时与已有文献的实例进行了对比分析。结果表明,得出的解答具有广泛代表性。     

基于模糊可靠性理论的双圆弧圆柱齿轮传动设计

常规的圆弧齿轮设计是将齿轮的应力、强度都视为确定量进行设计与校核,但实际上应,强度都不是确定量,都是具有随机性和模糊性的变量,描述变量从完好状态到失效状态的中间过渡过程的隶属函数多达几十种,本文采用最常见的梯形分布隶属函数,给出了将应力及强度分别考虑为模糊变量时可靠度的一般计算式,应用变异系数法确定随机量的标准差,给出了计算圆弧齿轮应力及强度时各参数的变异系数,依据梯形分布的隶属函数,推导出了圆弧齿轮传动弯曲应力及接触应力的模糊可靠度的计算公式,计算示例表明,推导的可靠度计算公式是正确的。     

多轴应力状态下脆性材料统计断裂判据的研究

应用统计断裂理论,用分币裂纹模型模拟材料中的缺陷,通过用裂纹面的法向矢量反映材料中裂纹面的随机取向,用等效应力代替实际应力状态的破坏效应,提出了多轴应力状态下脆性材料统计断裂的判据。判据反映了结构的破坏强度与其所受的应力状态、破坏概率及材料的性能参数之间的联系关系。通过判据可得出对当前研究成果的一些合理解释,最后用判据的预测与实验数据进行比较,结果较吻合。     

基于岩土广义双τ~2强度理论的弹塑性本构模型建立及程序实施

基于广义双τ~2强度理论建立非关联流动的弹塑性本构模型(文中简称Dτ~2弹塑性本构模型),并采用应力张量第一不变量I_1,应力偏张量的第二不变量J_2以及洛德角θ_σ来表达该强度理论,推导Dτ~2弹塑性本构模型的完全隐式本构积分算法,并给出相应的有限元实施步骤.广义双τ~2强度理论在数值实施方面避免了"奇异屈服面"处理困难的问题,其数值实现相对简单.基于推导的本构积分算法编制求解程序,采用Prandtl经典问题解析解进行了Dτ~2弹塑性本构模型以及实施方法的正确性验证,对比Dτ~2弹塑性本构模型、DP本构模型以及Prandtl理论解析之间的关系,该强度理论和程序可以广泛应用于土木、采矿和水利等岩土工程安全性及稳定性的分析研究.     

对双向应力椭圆理论的质疑

目前在套管柱强度设计中广泛应用的双向应力椭圆（塑性椭圆）理论，在其推导过程中忽略了与周向应力σｔ具有同等地位、同等重要性的径向应力σｒ，这在理论上是不正确的，并由此导致了椭圆的４个象限出现违背第四强度理论的自相矛盾现象。双向 力椭圆理论曲线与实验数据符合程度不高。所以，应当重新评价双向应力椭的正确性，研究套管柱组合强度设计的新理论。     

适合于破碎体的强度判别准则优选

对破碎体强度破坏的判别准则进行了系统分析、筛选,认为Hoek-Brown、Mohr-Coulumb、Griffith-Meclin-tock、最大张应力、最大张应变、三参数八面体剪应力、含弱面结构岩体的三维(二维)等强度准则适合于破碎体的破坏判别。应根据具体情况(岩性、岩体的破碎程度、应力状态等)选择相应的强度准则。     

用应力偏量不变量表示双剪应力屈服准则

对双剪应力屈服准则,本文给出了一个用应力偏量不变量描述的表达式:     

Depth-dependent expression of obliquely incident wave induced radiation stress

The vertically dependent expressions of obliquely incident waves induced radiation stress are derived by use of the second order Stokes wave theory within three regions of the water column,that is,above the mean water level,below the wave trough level,and between these two levels.Computations indicate that the wave-induced radiation stress below the wave trough level is from the water wave particle velocity only,whereas both the water wave particle velocity and the wave pressure contribute to the tensor above the wave trough level;the vertical variations of the wave-induced radiation stress are influenced substantially by the velocity component in the direction of wave propagation;the distributions of the wave-induced radiation stress tensor over depth are non-uniform and the proportion of the tensor below the wave trough level becomes considerable in the shallow water;from water surface to seabed,the reversed variations occur for the predominant tensor components.     

一种适用于高强度炮钢的塑性理论

该文提出了一种适用于高强度炮钢的塑性理论。该理论充分考虑了Ｂａｕｓｃｈｉｎｇｅｒ效应。及材料正向与反向加载时不同的塑性模量。与现有的理论相比，更加细致的抛述了材料塑性变形的力学行为；便于数学处理及在数值计算中应用。     

Depth-dependent expression of obliquely incident wave induced radiation stress

The vertically dependent expressions of obliquely incident waves induced radiation stress are derived by use of the second order Stokes wave theory within three regions of the water column, that is, above the mean water level, below the wave trough level, and between these two levels. Computations indicate that the wave-induced radiation stress below the wave trough level is from the water wave particle velocity only, whereas both the water wave particle velocity and the wave pressure contribute to the tensor above the wave trough level; the vertical variations of the wave-induced radiation stress are influenced substantially by the velocity component in the direction of wave propagation; the distributions of the wave-induced radiation stress tensor over depth are non-uniform and the proportion of the tensor below the wave trough level becomes considerable in the shallow water; from water surface to seabed, the reversed variations occur for the predominant tensor components.     

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.     

A note on the derivation of the derivatives of invariants of stretch tensor to the right Cauchy-Green tensor

A new approach for the derivation of the principal invariants of the stretch tensor with respect to the right Cauchy-Green tensor is presented in this paper. According to the definition of the derivation of tensor function, the three first-order derivatives for the principal invariants of the stretch tensor are obtained through derivation directly to the right Cauchy-Green tensor by incremental method. Then the three second-order derivatives are yielded by the derivation to the right Cauchy-Green strain tensor directly. Furthermore, an explicit expression of the tangent modulus of the general Varga material is given as an example.     

玻色子耦合张量表示的Casimir算子

通过构造玻色子耦合张量算子，本文给出了相互作用玻色子模型某些子群的Ｃａｓｉｍｉｒ算子表达式．     

一种可应用于旋流计算的非线性代数应力模型

从Rodi提出的代数应力模型出发，根据张量不变性函数理论，导出雷诺应力与平均速度梯度之间较通用的，含有速度梯度二次导项的模型公式。该模型保所需系数与ASM中的系数常数完全相同。非线性本构方程为显式关系式，在体现了非线性关系的同时，又避免了求解应力的代数方程组难于收敛的困难。     

水波的辐射应力及其计算

本文较详尽地阐述了水波辐射应力的定义及概念,系统介绍了用不同的波动理论计算辐射应力的方法。此外,还给出了辐射应力与波动能量之间的关系,从而为二维,不变形非线性波动辐射应力的计算提供一种简便途径。本文提供的结果将有助于人们对辐射应力的理解和计算,以及于波生流、波－流相互作用等研究中的应用。     

应力张量在坐标变换下相似性的实验证明

以矩阵论的相关理论为依据,论证在不同的坐标系下,应力张量满足相似变换的特性;并通过Ansys有限元分析软件与Matlab数值计算软件构建实验平台对此加以验证．