含有内部斜裂纹的弹性半平面应力场研究

讨论含有内部斜裂纹的弹性半平面静力学问题,其中载荷作用在裂纹面上.研究基于断裂力学原理、复变函数方法以及Riemann-Hilbert（R-H）边值问题的一般理论.提出模型耦合方法,将原问题分拆成含有有限长度裂纹的全平面问题和无裂纹半平面问题的叠加.与其他文献的结果比较表明,该方法具有精度高,便于实现的优点.最后,给出所研究问题的半解析解及裂纹尖端的应力强度因子.     

金属基复合材料热机械疲劳加载模型的数值解法和应用

论述考虑涂层效应的纤维增强金属基复合材料的热机械加载模型的数值解法和工程应用实例.热机械加载三层细观力学模型归纳为一阶常微分方程组的初值问题,在考虑数值求解的方法时采用经典的4阶Runge-Kutta法.对细观模型层间应力分配系数的确定,进行详细讨论.选择常用的铝基复合材料,计算其在温度循环和机械应变循环同相位和反相位两种情况下材料总体和各组分的力学响应.计算得到材料涂层处的应力状态以其对复合材料整体热机械加载性能的影响.     

纤维增强金属基复合材料热机械循环加载力学模型

着重论述考虑涂层效应的纤维增强金属基复合材料的热机械加载细观力学模型.在假设基底金属为粘塑性材料,纤维与涂层为横观各向同性弹性材料的前提下,从复合材料内部组分的细观力学关系入手,利用平均应力应变的概念,分析材料在热机械载荷作用下的应力应变关系.针对金属基底的粘塑性特性,选择Bodner-Partom模型作为金属的基本本构关系,并进一步将主要问题归纳为可以数值求解的以时间为自变量的一阶常微分方程组的初值问题.     

非线性弹性材料在多层圆柱结构中接触预紧作用的模拟

利用非线性弹性材料对多层圆柱结构进行接触预紧，涉及到几何非线性和材料非线性以及接触面上摩擦力的影响。当材料间刚度差别较大时，刚度低的材料呈现大变形特征，加大了几何非线性的程度。结构内部预紧力的大小和分布与结构的整体刚度、结合部位的局部刚度、过盈配合程度、接触面积等因素有关。本文对以橡胶作为预紧垫层的双层金属柱体的预紧过程进行了力学实验和数值模拟。预紧后的模型受中心集中力的作用，以得到橡胶垫层在复杂载荷作用下的状况。在数值模拟模型中，接触面采用直接约束模型，摩擦力的模拟选用库仑摩擦模型，预紧力的施加与力学实验模型相同，利用两个金属半圆环逐步压紧橡胶材料。数值模拟结果和实验数据吻合较好，表明结构非线性大变形接触预紧模拟的数值模型是合理的。     

承压热冲击对核压力容器强度的影响

主要研究核压力容器承压热冲击（PTS）的瞬态过程,对热应力和机械应力产生的耦合效应进行分析,评价承压热冲击事件对容器强度的影响。利用有限元方法,建立合理的三维计算模型,模拟核压力容器进出口水管附近的承压热冲击的过程和特性。承压热冲击的历程大体在几百秒量级。热冲击产生的应力大压力变化产生的应力,最大应力出现在接管和容器的接口附近,在这些区域产生局部塑性区。     

表面高温防护涂层对镍基定向凝固合金低周疲劳行为的影响

发展高温防护涂层是近年来涡轮叶片制造技术的热点问题之一,针对当前航空发动机涡轮叶片的主要用材--镍基定向凝固合金,本文系统研究了室温和700℃高温条件下,表面高温防护涂层的存在对镍基定向凝固合金基体低周疲劳性能的影响.试验表明这种涂层/基体系统的薄弱环节在于表面涂层颗粒的不均匀性,特别当最终的断裂破坏是由涂层的表面裂纹引发时,负面影响尤其严重.