含孔有限弹性板缓和应力集中的总极值优化法

讨论了“积分型总极值”优化方法在二维多连域弹性体形状优化中的一个应用.具体计算了含椭圆孔的弹性有限板两边受拉伸时,为减少应力集中加入两个辅助孔的形状优化问题.通过优化设计辅助孔的位置和孔径以及中心孔的形状使应力集中明显降低.实例表明“积分型总极值”最优化方法具有约束处理方便、优化效果好和收敛速度较快的特点,适合于求解这一类形状优化问题.     

含孔复合材料层合板的孔边应力分析及孔形优化

应用各向异性弹性理论以及保角变换方法,将不同孔形参数化,并统一映射在一个表达式中,求解出在单轴拉伸载荷作用下,含圆形孔、正方形孔、三角形孔复合材料层合板的孔边应力,并对具有不同曲率的孔形的应力集中系数进行了讨论.研究结果表明:不同孔形所产生的应力集中有很大差异,其中圆形孔的应力集中最小,但在一定范围内,三角形的重力集中小于圆孔.最后以孔边最大应力最小化为目标优化孔的形状,得出可以用于结构中的应力集中较小的孔形.     

含螺栓或钉载并排孔搭接件孔边应力集中分析

为进一步探索工程结构中含螺栓或钉载孔搭接件的应力集中问题,基于有限元计算软件,建立含并排螺栓或钉载孔搭接件结构的局部三维有限元模型,计算双板搭接结构在承受均匀拉力载荷时局部的应力分布情况。分析研究在该状态下搭接件中两并排孔孔边的三维应力集中情况,得出应力集中系数与板的厚度、孔半径、孔间距之间的关系。为验证计算模型的精确性,通过与子模型法的计算结果进行对比。研究发现,板厚度、孔半径与孔间距对应力集中系数比值有明显影响,随着搭接件中板的厚度、孔半径或孔间距的改变,最大应力集中系数值的位置沿厚度方向发生改变。该结果可为当前连接件存在的应力集中问题提供参考依据。     

带孔无限大板的应力集中问题浅析

通过有限元方法探讨单向受载带孔无限大板件孔边应力集中的问题：逐步增大模型垂直于载荷方向的尺寸模拟无限大板;在此基础上探讨孔边应力集中系数与孔的几何特征的关系,即变圆孔为椭圆,垂直于受载方向孔半轴不变,载荷方向孔半轴变化,孔边应力集中系数随曲率半径增大而减小;减小圆孔半径,最大应力集中系数随之减小,并减小到弹性力学理论值3以下。上述结果说明连续介质力学理论有其自身的局限性,应力梯度在应力场变化很大的情况下对微元体平衡分析的影响不可忽视。     

1600T剪切机下刃台裂纹问题分析

1600T剪切机是鞍钢第二初轧厂生产线上一个主要辅助设备,由于下刃台使用一个时期以后,便出现了裂纹,所以在生产大的断面高合金钢时,用火焰切割,不能在剪切机上进行剪切,为改变这一状况,对下刃台的受力情况进行了光弹实验分析,找出了出现裂纹的主要原因是由于有方型吊装孔,应力集中严重,且方型孔的对角线恰好与主应力的方向重合,因此非常容易出现裂纹。将方型孔改为园型孔并将孔的位置下移,应力集中系数将明显的降低,从而使裂纹情况得以改善。     

箱梁底板孔洞处拉压波散射作用下动应力集中的解析解

基于拉压振动精确方程,针对持续波动力作用下箱梁底板孔洞处拉压波散射引起的动应力集中问题,采用复变函数法和保角映射法导出箱梁底板的拉压波动方程,给出孔洞处动应力集中系数的完备解.算例分析入射波波数、孔径与板厚比和孔间距对动应力集中系数的影响规律.研究表明:当开孔间距较小时,动应力集中系数变化剧烈;孔径与板厚比波动过大时,动应力集中系数有明显变化;入射波波数越低,动应力集中系数越大,随入射波波数变化后逐渐趋于稳定值1.     

切缝药包聚能效应的动光弹试验

为了了解切缝药包聚能效应的机理,用动态光弹性法对切缝药包的聚能效应进行了试验,获得了切缝药包爆炸过程中的序列等差条纹图.通过对条纹图的分析,得到了动态应力集中系数,并回归得到了炮孔切缝处剪应力变化的曲线和公式,基本达到了试验的目的.     

带随机微缺陷椭圆孔口的应力分析

利用复变函数方法,构造了保角变换函数,求解了带随机半圆形微缺陷的椭圆孔口应力场.通过分离保角变换函数,得到了微缺陷与宏观椭圆孔口应力场解析解的分离形式.研究结果表明,微缺陷主要对椭圆孔局部应力场产生影响,而对于远离微缺陷区域的应力场则影响较小.当椭圆形状固定时,微缺陷端部的应力集中系数仅与缺陷半径及微缺陷的位置有关;缺陷越小,应力集中系数越大,且此数值远大于无缺陷时椭圆孔口的应力集中系数,说明当孔边带有微缺陷时,尽管缺陷尺度远小于椭圆孔的尺度,但微缺陷对椭圆孔边缘应力集中的影响仍不容忽视.     

补强方式对压力容器开孔接管区集中应力的影响

采用有限元法分析了补强方式对压力容器开孔接管区的集中应力的影响,比较了补强圈补强结构和厚壁接管补强结构的补强效果,并对其应力集中系数进行了研究.结果表明:不论使用补强圈补强,还是使用厚壁接管补强,补强后的应力集中系数都明显降低,且对于大开孔结构,厚壁接管补强优于补强圈补强.     

泥泵轴端螺纹应力集中系数及其影响因素

泥泵轴端螺纹根部有较严重的应力集中效应,使得螺纹根部局部应力较大,在交变载荷作用下,泵轴易发生疲劳破坏,影响工程进度及经济效益。本文以某绞吸挖泥船舱内泵的轴端螺纹为研究对象,在ANSYS中建立泵轴端部二维轴对称有限元模型,计算了螺纹根部的局部最大应力及相应的应力集中系数,分析了螺纹根部倒角半径、螺纹牙高、螺距和螺纹位置对应力集中系数的影响。结果表明,应力集中系数随螺纹根部倒角半径的减小而增大;螺纹牙高度对应力集中系数的影响不大,可忽略;应力集中系数和螺距线性正相关;适当增大螺纹与轴肩间距有利于减小应力集中系数。本文计算所得应力集中系数可用于修正材料的S-N （应力-寿命）曲线,从而提高泵轴疲劳寿命预报的精确度,各因素的影响规律可为泵轴结构优化设计提供参考。     

地下圆形衬砌洞室对SV及Rayleigh波的动应力集中(II):数值结果

为了解决在入射平面SV波和Rayleigh波作用下地下圆形衬砌洞室的动应力集中问题,利用文献[5]的级数解,分析了衬砌刚度、入射波长、入射角度诸因素对动应力集中系数(DSCF)的影响。数值结果表明:(1)衬砌刚度对DSCF有重要影响,柔性衬砌情况DSCF最小,刚性衬砌情况的最大;环向与轴向DSCF最大可分别达到32.31与16.12;(2)入射频率和入射角度对DSCF也有很大影响。     

锤锻模燕尾动态应力集中的光弹性研究

用动态光弹性法研究了锤锻模燕尾的动态应力集中问题，查明了原设计方案中的动态应力分析，指出了降低动态应力集中的途径，阐明了镶块模结构的合理性。     

含预制圆孔半圆盘的冲击动态断裂过程试验研究

为研究预制孔洞缺陷对I型裂纹扩展过程的影响与作用机制,利用数字激光动态焦散线方法对预制I型边裂纹和孔洞缺陷的巴西半圆盘进行三点弯动态冲击实验.实验得到以下结论:受到冲击荷载后,与预制的试件内部孔洞相比,预制边裂纹尖端应力集中程度更高,因此内部的缺陷对冲击荷载敏感度较弱;当I型裂纹扩展接近预制圆孔时,预制圆孔会使裂纹扩展...     

三孔定向爆破作用下的空孔效应实验研究

为得到三孔定向爆破作用下空孔对爆生主裂纹扩展过程的影响规律,采用动态焦散线法进行实验,研究了不含空孔和含空孔情况下爆生裂纹的动态应力强度因子、扩展轨迹及扩展速度的变化规律。研究结果表明:空孔对爆生裂纹扩展轨迹的导向作用十分明显。无空孔时,爆生裂纹的扩展速度震荡幅度较大;有空孔时,爆生裂纹的扩展速度震荡幅度较小。无空孔时,三条爆生裂纹在相互贯通之前,裂尖的动态应力强度因子会突然增大,然后迅速下降;有空孔时,爆生裂纹与空孔贯通前,其动态应力强度因子则稳定在一定范围内震荡。     

基于动态递归神经网络的动态矩阵控制

给出了利用动态递归神经网络 (DRNN)重构一个非线性动态过程的方法 ,对权值调整算法进行了推导。采用的动态递归神经网络具有非线性系统状态观测器的结构特征 ,容易实现并进行稳定性分析。利用训练好的网络作为预估模型 ,设计了基于DRNN的动态矩阵控制算法。仿真结果表明了权值调整算法和控制策略的有效性     

有限元法在底部钻具组合动态分析中的应用

建立了底部钻具组合动态分析的数值模型,推导了动态分析的有限元微分方程。取井眼的轴线作为参考位置,井眼的弯曲效应由初应力代替,推导了初应力引起的等效结点力的计算式。     

界面脱胶圆衬砌对出平面动力的响应

采用Green函数法研究含有界面和半圆形脱胶衬砌的全空间对任意角度入射的出平面波的动力响应。将整个空间分为含有半圆形凸起的圆形衬砌的下半部分和含半圆形孔洞的上半部分,并给出在各自水平表面上任意位置施加与时间谐和的出平面线源荷载时上下半空间产生的位移场。取两个位移函数作为Green函数,在界面处应用连续性条件对上下半空间实施"契合",并通过边界条件构造半圆形脱胶,求解全空间在承受出平面动载荷时各部分应力和位移的表达式。弹性衬砌周边及脱胶结构周边的动应力集中因数的数值结果表明,入射波参数及介质参数对动应力集中因数是有影响的。     

平面SH波入射下深埋圆形组合衬砌洞室的动力反应分析

利用波函数展开法,研究平面SH波入射下,深埋圆形组合衬砌洞室的动力反应问题.利用得到的级数解和数学应用软件MathCAD编写计算机程序,讨论了入射波频率、组合衬砌结构的厚度比、弹性模量、泊松比、密度等因素对围岩和衬砌结构动应力集中系数的影响.结果表明组合衬砌确实能有效地发挥围岩的自承能力,降低衬砌结构的动应力集中,且在低频入射时效果显著.     

地下卷取机助卷辊支承框架动力分析

本文以引起地下卷取机产生事故的主要原因即冲击振动为研究对象，采用ＳＡＰ－５程序对该卷取机事故最多的１号助卷辊支承框架进行了有限元模态分析和结构动力计算。根据计算结果对支承框架进行了共振分析及经常出现裂纹处的应力分析，并将计算应力与测试应力进行了比较，探讨了框架产生裂纹的原因，对框架的动强度作出了比较接近实际情况的评价。