摩尔-库仑强度准则计算冻结壁应力场和位移场

将冻结壁视为无限长轴对称厚壁圆筒,利用摩尔-库仑强度准则对冻结壁进行弹塑性分析,得到了平面应变状态下应力场和位移场分布特征,对充分发挥冻结壁承载力和深井冻结壁设计具有一定的参考意义。     

套损井整形冲击应力波的传播机理研究

研究了套损井冲击整形的力学机理。运用冲击动力学理论和应力波传播理论,推导出波源处的应力波波形函数,确定了应力波传播的衰减方式。以油井中井液—套管—水泥环为系统,推导出了应力波在其中传播的衰减系数,以此确定套管和水泥环内的应力分布。根据水泥环的损伤判据,计算水泥环的理论损伤长度,并与测试长度进行对比,以验证应力波在波源处的波形函数、衰减系数推导的正确性。     

深厚冲积层高强钢筋混凝土井壁力学特性研究

 通过实验和理论计算，对在均匀荷载作用下高强钢筋混凝土井壁的力学特性进行分析。实验结果表明：高强钢筋混凝土井壁具有很高的承载力，影响其承载力的主要因素依次为混凝土的强度等级、厚径比和配筋率；在均匀外荷载作用下，混凝土强度提高10 MPa，井壁的极限承载力提高4 MPa左右，配筋率对井壁的极限承载力影响很小；高强钢筋混凝土井壁结构破裂时，环向钢筋沿破坏面发生塑性弯曲，混凝土破坏面与最大主应力方向的夹角为25°～30°，属压剪破坏。理论分析时，采用线性软化本构模型以及符合混凝土强度特性的Mohr-Coulomb强度准则，推导出高强钢筋混凝土井壁极限承载力的理论计算公式，并且其计算结果得到实验验证。     

碳纳米管的压缩屈曲机理和电子结构

用分子动力学方法模拟了碳纳米管的受压屈曲变形过程，分析了碳纳米管结构屈曲的微观机理，从能量和微观结构变化研究了碳纳米管屈曲变形的机理；用紧束缚分子动力学方法研究了碳纳米管的结构屈曲对其电子结构和输运特性的影响，在压缩过程中，随着能量的不断积累，碳纳米管局部区域原子的温度上升，结构软化，产生失稳；在压缩变形过程中，随着碳纳米管变形的发展，在结构失稳之前，原子间的相互结合作用增强，高结合能区域的电子能态分布增大；而随着失稳的发生，原子结构松弛，原子间相互结合作用减弱，导致电子能态朝低结合能区域发展，碳纳米管受压的弹性屈曲变形对其电子结构不产生较大的影响，其输运特性也不发生本质的改变。     

铜纳米杆弯曲行为动态特性的模拟

采用分子动力学方法模拟金属铜纳米杆的弯曲力学性能，研究了从准静态加载到快速加载范围内不同加载速率的行为。结果表明，金属纳米杆的弯曲力学行为表现出显著的加载速率相关性和非线性变形行为。在弹性弯曲过程中，一种变形机制是发生从面心立方到密排六方的晶结构转变。转变发生后横截面增大和长度减小导致抗弯能力显著增强，另一种变形是纳米杆不发生晶格结构转变，位错的产生和运动导致塑性行为。     

对偶边界元法中对数奇异积分的计算

采用三次多项式坐标变换计算边界元积分的方法，对对偶边界法中含对数奇异积分的计算进行研究。几个解析积分算例和运用对偶边界元法以二给平面裂纹问题裂尖应力强度因子的计算结果表明，多项式坐标变换法对于计算对数奇异积分是一种简单有效的方法。     

板料成形中的回弹计算和模具修正

利用动力显式有限元计算程序MSC／DYTRAN,采用动力松弛法模拟了板料成形及回弹过程,计算出板料成形后的回弹量：提出“位移描述－结点修正”法,以回弹量为依据通过反向位移补偿和插值算法,编制程序自动对模具网格结点进行修正,通过反复迭代计算,最终可获得生成理想形状制件所必需的凸,凹模尺寸。     

压痕过程中非晶Cu形变诱导晶化行为的原子模拟

采用Mishin镶嵌原子势,通过分子动力学方法模拟了非晶Cu在压痕作用下的形变诱导晶化行为,考察了压痕过程中能量、应力与微观结构演化的关系.局部塑性变形区域出现微小晶核,随着变形的增加,晶核不断生长与合并,局部塑性变形是导致非晶晶化的根本原因最终生成的晶粒具有面心立方结构,其(111)密排面平行于剪切面.非晶相中的纳米晶粒能提高非晶材料的刚度.     

Atomic simulation on evolution of nano-crystallizaion in amorphous metals

The deformation-induced nano-crystallization behavior of amorphous pure Ni was investigated by using a molecular dynamics simulation. The microevolution mechanism of the nano-crystallization, the crystallization process in the multicomponent amorphous Ni-Pd alloys and the temperature effect on the nano-crystallization behavior in amorphous metals were studied. The results show that the small nano-crystalline grain will nucleate and grow during the compression deformation. The deformation induces the growth of the ordered clusters in the amorphous metals and the nano-crystalline grain grows under the shearing combination and sheafing deposition. The nano-crystalline grain will nucleate in a lower strain under a higher temperature. The combining severe plastic deformation with thermal annealing treatments presents a new opportunity for developing bulk nano-crystalline materials with controlled microstructures.     

金属纳米丝力学行为研究进展

纳米尺度下结构力学行为因为表面效应和尺寸效应而与宏观尺度下结构力学行为有着本质的不同，分子动力学方法因其能通过原子运动理解结构变形细节而在纳米结构力学行为模型中得到广泛应用，本文综述了近期在纳米丝结构力学研究方面的进展，包括自由弛豫态，应力应变关系，表面效应和尺寸效应，应变率效应等。