链板形状优化的光弹性实验

以链板为研究对象,用边界元法与光弹性实验相结合对链板形状优化进行了研究。以边界元法优化出最优曲线的初始形状、四次、六次曲线为链板过渡曲线的最优形状,分别制作链板模型,进行光弹性实验。实验结果与边界元法的计算结果一致,验证了优化结果的可靠性。     

结构静弹性问题的双互易边界元法

采用双互易边界元法对结构静弹性问题进行了分析。使用一种指数型径向基函数对体力项进行插值拟合,并借助其在弹性力学问题中的特解和双互易技术将原边界积分方程中的体积分转化为边界积分,再使用边界单元离散技术,以边界节点上的位移或面力为未知数构造线性方程组。通过数值算例验证了双互易边界元法是分析结构静弹性问题的一种有效数值计算方法,并在实际工况下与有限元法软件得到的结果进行对比,进一步验证该方法的精确性。算例结果表明,双互易边界元法分析结构静弹性问题具有精度高等特点,同时可以解决其他领域含有域积分项的非齐次问题。     

Navier—Cauchy方程在边界元法中的应用

用Ｎａｖｉｅｒ－Ｃａｕｃｈｙ方程，通过动力互等定理推导边界量的约束方程－－边界积分方程，对时间和物体表面进行离散，即可应用于工程实际，为边界元法在动力学问题中的应用打好基础，并把三维问题基本解应用于二维问题，大大简化边界元法的奇异积分。     

具有域内支承薄板的特解边界元解法

利用特解边界元法，对具有域内支承的薄板问题建立了边界积分方程，并进行了数值求解。避免了在常规边界元法求解中因载荷项引起的域内积分及奇异积分，提高了边界元解法的适用性及解答的精度。     

无网格局部边界元法弹性力学问题应用研究

无网格局部边界元法是一种真正的无网格方法。本文推导了弹性力学问题的局部边界积分方程，并且基于MLS近似方法实现了无网格离散，得出无网格局部边界元法的二维弹性力学问题的格式，推导了修正的基本解，并利用编制的计算程序，应用于实际算例。     

前卸料混凝土搅拌运输车车架载荷谱研究

为获得前卸料混凝土搅拌运输车车架载荷谱,本文在某汽车试验场进行应变电测实验,得到车辆在石块路行驶时车架动应力数据,并通过雨流计数法进行统计分析,获得车架载荷谱,同时对车架载荷谱分布特征进行分析。分析结果表明,由于测点3,4位于强度和刚度较弱的车架中部,因此这2个测点的应力值及变化幅度均大于测点1,2,5,6的应力值及变化幅度;车架各测点动应力雨流计数统计得到的均值基本服从正态分布,幅值基本服从威布尔分布,即载荷谱特征服从威布尔分布。该研究为车架结构的可靠性设计及疲劳寿命分析提供了参考依据。     

人体下颌骨动态光弹应力分析

本文应用现代较先进的Ｃｒａｎｚ－Ｓｃｈａｒｄｉｎ超高速记录系统，对人体下颌骨简化后的平面光弹性模型，在承受水平方向冲击载荷时所引起的瞬态动应力进行了实验研究，获得瞬态动应力的变化和分布规律。依靠动光弹所获得的等色线与等倾线资料，结合有限差人求解动态泊松方程来实现动态主应力分离。     

含内埋裂纹板条瞬态响应的有限元--线弹簧分析

将线弹簧模型与有限元软件ANSYS相结合，求解了冲击载荷作用下的含内埋裂纹的板条问题，所得的结果与已有的有限元解吻合良好，此方法可推广用于其它三维裂纹动态响应分析。并对内埋裂纹板条瞬态响应的影响因素做了分析。     

考虑温度效应下轴对称问题的边界元法

利用边界元法计算在温度效应下轴对称的弹性问题，推出相应的边界积分方程，并给出算例。     

边界元在稳定热传导问题中的应用

把控制方程和边界条件分开加以考虑从而把边界元法(BEM)的起始点叙述得较为严密并可应用于任何类型的边界条件。据此,用FORTRANⅣ语言编写了计算程序。作为这种方法的一个实例,对不同冷却条件和不同热传导系数的摩擦锥表面温度进行了计算。其中接触载荷的密度计算采用了有限元法。对边界元法和有限差分法计算结果的比较表明边界元程序比有限差分程序通用性大得多,而且需要的计算机存储量小。     

基于ANSYS的减速机齿轮有限元分析

采用有限元法研究齿轮轮齿在受到不同载荷的情况下,其齿根弯曲应力和应变的变化情况。结果表明,在静载荷的作用下,齿轮齿根处的最大弯曲应力和最大应变都在许可的范围之内;而当齿轮受到冲击,在动载荷作用下,齿根处的应力大于齿轮材料的屈服极限。结合对断齿形貌的分析,可推断出轮齿的断裂是在出现疲劳裂纹后受冲击载荷作用而产生的过载断裂。     

BEM for Diffraction of Elastic Wave and Dynamic Stress Concentrations in Thin Plate with a Circular Hole

oroThinplateS.arewidelyusedinengineering.DifferentholesaresomthesInadeinplatestosatisfyvariousneeds,therebycausingrvtricaldiscontinuahon.Dy-nndcstressconcentIationoccursamundtheholeinaplateonload.TheloadbearingcaPaityoftheplateisthereforeloweredanditSservicelifeisshortened-ThisisthereasonwhymanyexpeItShathhomeandabtalnmthcoreticalanalysis,calculationandexperiInntalreserehonthisasPectinrecentyere['-'].ForstalcsbessconcentIationamundaholeinaplateonbendingload,muchstudyhasbeenunderwayforyear…     

弹性平面孔距、孔径及孔形的优化设计

建立了弹性平面多孔形状优化问题的数学模型,提出用边界元法分析结构,采用积分型总极值方法进行孔洞形状优化,目标为最小化孔边最大应力.实例表明其数学模型和最优化方法可行、计算简单、收敛速度快,效果较好.     

用有限元计算底排弹复杂弹体变形的处理方法

从线性弹性体动力学方程出发,利用应力应变本构方程,并且针对底排弹弹体结构复杂,在发射时所受载荷复杂的特点,就如何使用有限无方法进行应力应变分析,运用了“边界变形位移限量”的实用工程处理方法．简化了有限元法在工程计算中的载荷和边界问题．利用此法,对某厂的远程弹进行了实例计算,计算结果是正确的,并已由工厂做了验证．     

混凝土动态受压力学特性的试验研究与数值分析

采用MTS液压伺服系统对C30、C40两种混凝土进行了不同应变速率下的单轴抗压试验,系统研究了应变速率对混凝土抗压强度、弹性模量及应力应变曲线的影响,给出了描述混凝土在应变速率影响下的抗压强度变化的表达式;并应用有限元法,对简支梁进行了结构动力响应分析,结果表明:两种强度混凝土的抗压强度、弹性模量随着应变速率的增加呈明显增加的趋势,混凝土在动态荷载作用下的应力应变曲线与静态荷载下的应力应变曲线具有很好的相似性;同时,动态荷载作用下,梁中应力发生重分布,应变速率对混凝土结构的动力响应具有显著的影响,需要在混凝土结构设计中充分重视荷载动力效应的分析.     

考虑颗粒破碎的堆石料动力变形特性模拟

颗粒破碎是影响堆石料强度和变形特性的重要因素,但目前针对颗粒破碎的模拟研究多在静力荷载条件下。为研究颗粒破碎对小应变条件下堆石料的动力变形特性的影响,采用多个等粒径小球按最密六方排列随机组合模拟不规则形状的堆石颗粒,通过碎片替换法模拟颗粒破碎,研究了花岗岩堆石料不同围压下的动力响应,探索了孔隙率对动弹性模量的影响,分析了振动过程中的颗粒破碎规律及配位数的频率分布。结果表明模拟的骨架曲线与室内试验结果具有较好的一致性,数值模拟可以较好地再现不同围压下堆石料的动力变形特征。在相同围压和动应力条件下,考虑颗粒破碎的试样会产生更多不可恢复的变形,动应变会明显增大,动弹性模量降低。振动过程中集合体的有效配位数会减小,与不考虑颗粒破碎的情况对比,考虑颗粒破碎的试样具有更多的力学不稳定颗粒,有效配位数的降低更显著。颗粒破碎对最大动弹性模量的影响较小,但会加快动模量随动应变增长而衰减的速率。孔隙率小的试样有效配位数高,且受力性能更好。在相同动应力条件下颗粒破碎较少,动弹性模量随动应变的增加而衰减的速率较慢,最大动弹性模量约为大孔隙率试样的1.2倍。最大动弹性模量主要与有效平均主应力和孔隙率相关,Hardin等提出的经验公式可以较好地描述最大动弹性模量与孔隙比和平均有效主应力的关系。该成果有助于认识粗粒料动荷载下的变形规律,为研究动荷载下的颗粒破碎行为提供参考。     

单向复合材料分析的三维横观各向同性边界单元法

对于象单向复合材料的典型横观各向同性弹性体,本文引入了三个位移势函数,求出了问题的基本解,根据弹性力学的Betti定理,建立了三维横观各向同性二次等参单元的边界单元法。最后,计算了两个算例,特别是使用该方法研究了单层纤维复合板在拉伸时的孔边应力集中。     

利用实验和数值结合的方法测量镁合金AZ91动态断裂韧性

利用Hopkinson压杆实现镁合金AZ91三点弯曲断裂试件的动态加载,基于傅里叶变换和VC++面向对象的程序设计方法修正了加载应力波在传播过程中的弥散效应,同时扣除了附加加载杆楔形头惯性效应对加载波的影响。利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对三点弯曲试样在冲击载荷下的动态响应进行了分析,采用虚拟裂纹闭合技术求得动态应力强度因子时程曲线,依据监裂应变计测试信号,换算起裂时间,确定对应于动态应力强度因子时程曲线的值,即为镁合金AZ91的动态断裂韧性。本文提供的实验和有限元数值计算相结合获得镁合金断裂韧性的方法为镁合金构件抗冲击设计和动态载荷作用下结构的安全评定提供依据,也拓宽了Hopkinson压杆实验技术在测试材料动态断裂韧性方面的应用范围。     

循环动载作用下层状介质长期沉降计算方法

针对循环动载作用下交通基础设施长期沉降,研究解决在移动条形荷载作用下层状介质动应力和循环加卸载条件下层状介质残余应力、永久应变与残余沉降计算2个基本问题.采用Fourier积分变换与递推矩阵方法,依据平面问题动力微分方程、边界条件与层间连续条件,推导得到移动条形荷载作用下的层状介质动应力解析解.考虑应力水平和应力路径的影响,提出新的永久应变经验公式,通过卸载条件下附加永久应变的弹性边值问题求解,获得循环动载作用下层状介质残余应力与长期沉降的表达式.针对3种不同路基半刚性基层沥青路面环道试验,研究路表残余长期沉降变化规律;通过实测值和预测值对比分析验证了本文方法的合理性和可靠性.     

出平面线源载荷对浅埋弹性圆柱散射与地震动

为研究半空间内圆柱与裂纹同时存在时复合缺陷的动力学响应,采用复变函数、多极坐标方法,求解了与时间谐和的出平面线源荷载对含有弹性圆柱的半空间散射问题,给出了弹性圆柱周边的动应力集中与地表位移的数值结果.采用"分区"的方法,分别构造出含有弹性圆柱半空间内的散射波和弹性圆柱体内驻波的表达式,应用位移与应力边界条件求解出表达式中的未知数,确定散射波和驻波;从而给出含有弹性圆柱半空间的位移场与应力场.通过数值算例,讨论了各种参数对弹性圆柱周边的动应力集中系数与地表位移的影响规律.结果表明,线源荷载埋深大于60时,对地表位移就没有影响了.