混凝土裂缝扩展单元能量演变分析

假设材料为黏弹性材料时,带缝混凝土结构在荷载作用下,缝岸相对位移将逐渐增大,如果采用位移直接法计算缝端应力强度因子,该应力强度因子将逐渐增大,甚至可能大于混凝土的断裂韧度。基于信息熵理论对黏弹性材料的断裂问题进行了研究,分析表明,如果结构为黏弹性体,那么结构在流变过程中不涉及到能量的耗散和释放,结构信息熵为一常数,裂缝并不会失稳,即位移直接法不适用于流变断裂问题。对钝裂缝带模型进行了研究,认为裂缝扩展单元开裂时,将引起结构能量的释放,该释放能等于外力功与总弹性应变能的差值,也近似等于裂缝扩展单元开裂前后的总弹性应变能的差值。对于线弹性断裂力学问题,这2个能量差值与裂缝前沿的虚拟扩展长度(平面问题)或虚拟扩展面积(空间问题)的比值,通过简单的转化即可以获得缝端应力强度因子。分析还表明,钝裂缝带模型一定程度上不依赖于网格粗细,且相对分离裂缝模型而言,其剖分网格较方便。     

水工混凝土结构裂缝的稳定性分析

对于带缝运行的水工混凝土结构,裂缝的稳定性直接关系到整个结构的安全状况.针对水工混凝土结构中裂缝扩展的稳定性问题,主要从断裂力学的角度,以缝端应力强度因子为特征参数,结合某重力拱坝,讨论了裂缝稳定性随水压、温度以及二者的不同组合的演变过程,分析了裂缝的转异特征.对该重力拱坝,水位对应力强度因子的影响较小,裂缝的稳定性主要受温度变化的影响.低温较低水位对裂缝的稳定最为不利,高温低水位对裂缝的稳定性也有一定的影响.还讨论了裂缝的时间效应和转异特征.     

基于模态应变能法的钢筋混凝土梁裂缝损伤检测试验

应变能对局部损伤较固有频率更为敏感.把结构遭受裂缝损伤的应变能变化量作为损伤指标,提出一种新的无损裂缝识别方法.并把影响损伤指标因素与假设检验相结合,利用参数假设检验进行识别结果验证.用钢筋混凝土梁进行模态试验,提取梁损伤前后的模态参数,用该方法进行裂缝位置及深度参数的识别.结果表明,将该方法用于裂缝损伤检测是可行的.     

半刚性基层裂缝对沥青路面结构的影响规律研究

半刚性基层沥青路面是我国公路最常用的一种路面结构形式,本文就对称荷载和非对称荷载作用下,对半刚性基层的裂缝对沥青路面的结构应力和剪应力进行计算分析,总结出了基层裂缝对路面结构的影响规律,给道路设计方面提供一定的参考价值。     

砌体结构的温度裂缝诊断和防治技术

通过一个典型工程实例,对砌体结构温度裂缝的形状、特点、规律进行分析,给出上述裂缝历时6个月随温度变化的实测结果,并结合砌体结构的形式、保温材料性能、砌体强度以及设计施工中的一些问题提出在设计与施工中应采取的改进措施和温度裂缝的防治方法.     

基于光滑有限元的含裂纹复合材料的虚拟裂纹闭合法

为提高求解断裂参数的精度和效率,将光滑有限元法与虚拟裂纹闭合法相结合,提出光滑有限元-虚拟裂纹闭合法.对含不同长度和角度的倾斜裂纹复合材料圆板的断裂参数进行了求解,并与有限元-虚拟裂纹闭合法计算结果进行了对比.数值算例结果验证了该方法具有高精度,裂纹尖端处单元不需特殊处理,对网格尺寸要求低等优点,是分析断裂问题简洁高效的数值计算方法.     

基于断裂力学的诱导裂缝性井漏控制机理分析

诱导裂缝性井漏是钻井过程中常见的井漏类型,控制此类漏失的关键是阻止裂缝的延伸。应用岩石断裂力学的理论与方法,揭示了钻井液堵漏阻止诱导裂缝延伸的作用机理。分析了堵漏后裂缝内压力分布,提出人工隔墙对裂缝壁面的支撑应力应与钻井液的液压相等的新观点;建立了诱导裂缝性漏失堵漏的断裂力学模型,推导了裂缝尖端应力强度因子的计算公式;研究了堵漏材料不同封堵位置形式对阻止诱导裂缝延伸的影响,提出堵漏材料在裂缝入口后较短距离内的封堵为封堵诱导裂缝的最佳位置形式,堵漏评价装置必须能反映这种封堵形式;给出了堵漏阻止诱导裂缝延伸的必要条件,即裂缝尖端部分流体压力必须低于水平最小主应力,增加缝内流动压降或加速缝尖段内流体压力耗散有利于裂缝的阻裂。     

三点弯曲混凝土梁能量释放率的有限元计算

采用有限元分析方法(FEM)对三点弯曲混凝土梁的能量释放率进行了计算,在对混凝土梁进行单元划分时,避免使用奇异性单元来模拟梁的裂尖奇异性.在梁的中线上采用双重节点技术,逐步释放裂尖单元节点的方法来模拟裂纹的扩展.基于虚拟裂纹闭合方法,分别对不同裂纹长度的混凝土梁进行了计算.计算结果表明,用该方法计算出来的能量释放率与理论值有很好的吻合性,证实了该方法的可行性.     

一类含界面裂缝焊接问题的复变方法

利用复变方法，讨论了一类含界面裂缝的焊接问题．借助解析函数边值问题和奇异积分方程的基本理论，得到了弹性材料体内应力分布的封闭形式解，并导出了裂缝尖端应力强度因子的解析表达式．     

基于频响函数的梁结构群裂缝损伤检测研究

基于频响函数提出一种判定群裂缝损伤对梁结构性能影响程度的指标——损伤影响因子(λ).根据损伤因子的大小来评估梁结构损伤程度的变化情况.开展梁结构动力学试验,设置不同裂缝数量和深度组合下的损伤工况模拟损伤发展的过程,分析不同损伤工况对梁结构动力性能的影响.试验表明：群裂缝会减小梁结构的共振频率,增大梁结构的阻尼比和结构的动力响应,但对结构的低阶振型影响不大.同时,试验验证了损伤影响因子的有效性,揭示了损伤影响因子大小与损伤程度之间的正相关性.     

基于时域模型的一种新的波浪能计算方法

针对波浪能站点的输入能量计算,提出了一种基于时域模型的方法.采用SWASH模型得到波浪能站点的时序列波浪条件,通过计算时序列波列中每一个波的能量,叠加得到该波列的总波浪能.选取成山头海上试验场2个近岸点和1个深水点作为计算站点,分别采用频域方法和时域方法对各点的输入波浪能量进行计算.结果表明,在深水和近岸站点,频域方法都得到了偏大的输入波能值,而时域方法计算得到的短期输入能量被认为更接近真实值,同时该方法也提供了一种检测波浪能发电装置实时发电效率的思路.     

二维无解区域上一类广义Navier-Stokes方程的衰减率

主要研究二维无解区域Ω上一类广义Navier-Stokes方程速度梯度的L2衰减率.当u0∈L2(Ω)时利用新的能量方法和精确的计算得到了其速度梯度在L2范数下的衰减率为(1+t)-12.     

复合材料单向板裂纹尖端的应变能释放率

本文通过将裂纹尖端应力和位移代入应变能释放率的一般公式,推出了线弹性正交异性复合材料单向板非弹性主方向在对称载荷作用下的裂纹尖端应变能释放率的计算公式,给出了相应的应变能释放率断裂判据。作为特例,得到了Ⅰ型裂纹尖端应变能释放率的计算公式和断裂判据。     

空间框架结构裂纹位置识别的模态应变能法

提出了空间结构裂纹位置识别的模态应变能法 .该方法将单元模态应变能分解为拉压、扭转和弯曲模态应变能 ,利用单元的主要模态应变能分量与结构固有频率的改变量对结构裂纹位置进行识别 .数值实验分析表明 ,该方法能较好地识别具有单个裂纹的空间框架结构的裂纹位置     

镁合金AM50断裂力学参量的有限元计算和验证

利用MTS高级材料实验机在应变控制条件下获得了镁合金AM50的单向拉伸应力应变曲线和常规的机械性能参数;用紧凑拉伸试件测定了镁合金AM50的应力强度因子．基于虚拟裂纹闭合法和Griffith势能法,得到相应载荷下的能量释放率G和应力强度因子K,并将计算结果与实验值进行了比较,获得了与实验一致的结果,表明该方法可用于镁合金构件断裂力学参量的数值分析和计算．     

叠层板基体开裂分析的三维半解析有限元法

提出了叠层板基体开裂分析的一种三维半解析有限元方法,该方法能方便地应用于各种形状的基体裂纹问题,且具有精度好,效率高的优点。对于裂纹扩展问题,提出了一种高效的半解析矩阵摄动法。在实例分析中,验证了该方法的精度,同时分析了具体的基体开裂问题。     

基于傅里叶变换的非正弦时域正交调制系统实现方法

针对基于椭圆球面波函数(PSWF)的非正弦时域正交调制系统在硬件实现时遇到的PSWF实时产生困难、系统实现复杂度高等问题,从PSWF的傅里叶级数展开形式出发,分析研究了其正余弦展开形式及展开项系数与脉冲信号能量和脉冲间正交性的关系.在此基础上,理论推导了基于离散傅里叶逆变换(IDFT)的非正弦时域正交调制方法和基于离散傅里叶变换(DFT)的解调方法,并给出了基于快速傅里叶(逆)变换(FFTIFFT)的调制和解调方法.该方法将成熟的傅里叶变换技术运用到非正弦系统的实现上,建立了非正弦系统实现与离散傅里叶(逆)变换之间的联系,为非正弦系统的研究提供了一种新思路.