含剪胀效应界面张力-位移关系的一种构造方法

为了研究异种材料界面的开裂过程,在Srensen等人工作的基础上,给出一种含剪胀效应张力-位移关系的构造方法。在界面受拉状态下,通过预先给定的剪胀函数及法向张力-位移关系导出切向张力-位移关系;在界面受压状态下,将切向张力分解为粘结力和摩擦力,摩擦力的大小与法向压力和粘结界面的破坏程度相关。该方法的结果解释了Srensen模型中切向张力-位移关系不连续及其不符合一致关联准则的原因。为便于进行数值计算,给出了用于三维有限元模型的界面刚度矩阵计算方法。选取了一种特定形式的剪胀函数,并将法向张力-位移关系假定为分段线性形式和指数形式,分别求得对应的切向张力-位移关系。最后给出了两个工程应用的例子,数值模拟结果与试验数据吻合较好。     

高温贮料作用下钢筒仓稳定性能研究

筒仓内装入高温贮料后,作用于仓壁上的贮料荷载会受到高温作用的影响而产生附加温度侧压力.如果仓内存有冷料时,会在新入仓的高温贮料和仓内原有冷贮料间形成竖向温差,因此产生径向位移差.为使竖向温差处仓壁变形连续且协调,该区域的仓壁内力会显著增大.本文对上述高温贮料作用下钢筒仓的稳定性能进行研究.首先分析不同温度工况作用下筒仓上产生的温度侧压力,然后以筒仓下半部分为冷贮料,上半部分为高温贮料考虑竖向温差.在温度侧压力和竖向温差作用下对钢筒仓进行屈曲分析,并探究几何非线性、材料非线性和初始缺陷的影响,最后得出不同参数对筒仓稳定性的影响.研究结论为实际工程设计中考虑高温贮料提供建议.     

脆性及准脆性开裂界面的剪胀内聚力模型

根据界面剪胀与Ⅱ型断裂能间的关系,给出构造含剪胀效应张力-位移关系的新途径,该方法先假定Ⅱ型张力-位移关系,再计算界面剪胀函数,从而更易于应用。通过定义基于能量和界面不连续位移的4个损伤变量,给出含剪胀效应的损伤张力-位移关系表示形式,使模型不仅能模拟单调加载问题,而且可模拟反复加载问题。对界面在受压状态下的切向粘结强度、法向位移和摩擦作用分别进行了讨论,给出了相应的计算方法或取值建议。最后通过一个张力-位移关系的实例讨论了界面压力作用、复合模式开裂、卸载-再加载行为和接触罚刚度对法向位移的影响等模型性质。