共面三维裂纹应力强度因子干涉的研究

利用奇异有限元理论与方法对三维多裂纹的应力强度因子干涉问题进行了研究,通过构造裂纹前缘位移场的局部解,提出了一种新的裂纹前缘位移场的位移模式,通过最小势能原理和变分原理直接得到裂纹前缘干涉的应力强度因子,较好地解决了含多裂纹有限体的强度分析问题.算例说明了该方法的有效性,其计算结果为多裂纹简化为单裂纹提供了理论依据.     

裂纹稳态扩展下正交异性材料的动应力强度因子KⅢ解答

研究了无限大正交异性材料中半无限长Ⅲ型裂纹的动态扩展问题.裂纹尖端附近的应力和位移被表达为解析复函数的形式,而复函数可以表达为幂级数的形式,幂级数的系数由研究问题的边界条件来确定.这样就给出了裂纹尖端附近的应力分量和位移分量的简单近似表达式,由推导出的动应力分量和动位移分量可以退化为其在各向同性材料静态断裂问题中的情况.最后,裂纹扩展特性由裂纹几何参数和裂纹扩展速度来反映出来,相同的几何参数情况下,裂纹扩展愈快,裂纹尖端附近的最大应力分量和最大位移分量愈大.     

裂纹稳态扩展下正交异性材料的动应力强度因子K_(Ⅲ)解答

研究了无限大正交异性材料中半无限长Ⅲ型裂纹的动态扩展问题。裂纹尖端附近的应力和位移被表达为解析复函数的形式,而复函数可以表达为幂级数的形式,幂级数的系数由研究问题的边界条件来确定。这样就给出了裂纹尖端附近的应力分量和位移分量的简单近似表达式,由推导出的动应力分量和动位移分量可以退化为其在各向同性材料静态断裂问题中的情况。最后,裂纹扩展特性由裂纹几何参数和裂纹扩展速度来反映出来,相同的几何参数情况下,裂纹扩展愈快,裂纹尖端附近的最大应力分量和最大位移分量愈大。     

应力强度因子计算的边界元法

本文利用非连续元离散边界的积分方程，推导了奇异积分的具体表达式，将非连续边界元和多域缩聚法用于二维弹性断裂应力强度因子计算，得到了合理的计算结果。     

正交异性光弹性应力分析方法研究

本文建立了正交异性光弹性应力分析的实验边界元混合解法并编制了相应的程序系统BE-MSC.该方法仅需模型边界结点处等差线一项实验数据即可实施应力的分离。它还十分适用于存在初应力的模型材料光弹性分析问题。最后对正交异性对径受压圆盘进行了光弹性应力实例分析。      

片状正交异性压电复合材料的研究

研究了具有压电正交异性特征的片状压电复合材料及其正交异性压电传感元件、驱动元件的构造机理、性能。正交异性压电复合材料在相互垂直的两主方向上呈现出明显的压电特性差异,作为传感元件它能够有效地分解构件中的应力、应变分量,对特定方向上的应力波反应灵敏。作为驱动片,片状正交异性压电复合材料在相互垂直的两主方向表现出相反的变形,该特性符合一般工程材料的变形规律。片状正交异性压电复合材料所具有的上述优越性可使得它们在自诊断、自适应智能结构中发挥更加重要和广泛的作用。     

正交异性复合材料应力光学定律的研究

本文用光通过多元减速系统相干光矩阵理论验证了Sampson应力光学定律。      

CALL混杂复合材料的弯曲试验研究

本文用高灵敏度云纹干涉法对CALL混杂复合材料在纤维方向和垂直于纤维方向的弯曲及破坏特性进行了实验研究,得到了弯曲试件横截面上的剪应变分布规律及破坏形式。实验结果表明:碳纤维/环氧树脂层的剪应变明显大于铝层的剪应变,但各自沿截面呈抛物线分布。纤维方向弯曲试件的破坏形式是分层或碳纤维/环氧树脂层剪切破坏;垂直于纤维方向弯曲试件的破坏由受拉面碳纤维/环氧树脂层的拉伸破坏所致。本文工作为进一步深入研究CALL材料的力学性能提供了重要的实验依据。     

复合材料纤维内含圆盘状裂纹的应力强度因子

复合材料的纤维内含裂纹是造成纤维断裂的一个重要因素。本文采用轴对称多介质问题的边界元方法来分析纤维内含圆盘状裂纹的应力强度因子,以及基体和纤维的模量比、体积比和泊松比等参数对应力强度因子的影响。其分析结果为复合材料纤维断裂形式的破坏机理提供了参考依据。     

计及结构阻尼的等截面梁纯弯曲振动的非线性分析

针对考虑挠度微分方程中高阶项所引起的几何非线性及材料阻尼所引起的阻尼非线性的梁，建立了梁纯弯曲振动时的非线性运动方程。利用非线性理论对该非线性问题进行了研究，得到了周期解稳定和不稳定区域的分界线方程和频率响应方程，得到忽略梁非线性因素的条件，得到了梁挠度微分方程中高阶项所引起的几何非线性项具有软特性效应等四点结论。     

组合梁在负弯矩作用下的刚度分析

为探讨组合梁在负弯矩作用下钢梁与混凝土板之间的滑移效应以及混凝土与纵向钢筋之间的粘结滑移对截面刚度的影响,建立了考虑以上两种滑移效应的组合梁受力模型,并结合试验进行了理论推导和对比分析。结果表明,即便按照完全剪力连接设计的组合梁,滑移效应仍在一定程度上产生了附加曲率,使组合梁的截面刚度比按照换算截面法得到的刚度降低(10%~20%左右),在设计时不可忽略。本文同时推导了计算悬臂组合梁挠度的公式,并为有关连续组合梁刚度的进一步试验研究提供了依据。     

考虑粘结层滑移效应的组合梁弯曲

针对粘结型组合梁,在粘结层仅沿轴向剪切变形的假定下,给出了组合梁大挠度弯曲的一般非线性控制方程,指出仅在一阶近似下,组合梁子梁的轴线挠度相等.其次,在Euler-Bernoulli 梁变形的条件下,通过线性化方法,由上述非线性控制方程得到以挠度和轴向位移为基本未知量的组合梁线性弯曲耦合控制方程,该耦合方程组可分别退化为经典组合梁和叠梁的控制方程.最后,分析了悬臂组合梁在端部集中力作用下的线性弯曲,得到了问题的解析解,给出了不同梁长下组合梁自由端挠度、粘结层滑移位移和剪切应力等随粘结层剪切模量和厚度的变化曲线,进行了参数分析,结果表明：粘结层厚度和剪切模量对组合梁挠度和粘结层滑移有较为显著的影响,而对粘结层剪力影响很小.     

高温光栅质量控制因素研究

本文对光刻腐蚀法、光刻镀(涂)层法、镀层腐蚀法、双镀层法等多种高温栅制作工艺进行了详细的讨论,对它们的适用范围及所制光栅的质量控制因素进行了分析,首次提出了多介质镀层法制作高温光栅的新工艺,并成功地制作出可耐1000℃的多介质镀层高温栅,高温氧化实验结果表明,多介质高温栅具有较好的抗氧化能力。     

钢管约束混凝土纯弯构件抗弯力学性能研究

采用有限元软件建模对钢管约束混凝土纯弯构件的荷载-变形关系进行了计算,计算结果分别得到了两个圆形及两个方形构件试验结果的验证。在此基础上,利用有限元方法对钢管约束混凝土纯弯构件受力过程中钢管及核心混凝土之间的相互作用以及构件的荷载-变形关系进行了分析,最后探讨了钢管约束混凝土纯弯构件抗弯承载力的实用计算方法。     

恒压受弯无筋砌体承重墙的受弯能力历经过程特征研究

为探索水平地震作用下恒压受弯无筋砌体承重墙的受弯力学性能,研究了正截面在不同阶段弹塑性受弯能力的历经过程。基于砌体正截面非均匀应力的本构关系假定及拉压区应力图形的等效化,对不同初裂情况下各阶段的恒压受弯能力计算公式作了理论推导,并进行了编程计算分析。结果表明:砌体墙在通常轴压比下,正截面边缘首先拉裂,之后受弯能力不会退化而是逐渐增大;达到极限受弯承载力后,截面产生压碎,受弯能力退化呈直线下降型;弯曲拉裂是从截面局部开始和发展的,受弯能力呈现类似配筋混凝土墙柱的延性,拉裂和压碎的开展过程随轴压比的增大而缩短。砌体墙在高轴压比下,正截面首先压碎,随后受弯能力持续下降。     

用参变量积分法求解具有角形深切口板条纯弯曲的极限弯矩

本文针对单边和双边具有角形深切口板条纯弯曲问题的滑移线场,在其塑性区边界滑移线上分别引进参变量 s 与 t,然后采用参变量积分法求解出应力间断点 C 的位置及极限弯矩,计算结果与参考文献中传统解法的结果一致。     

影响TiO2薄膜表面形貌的因素

通过电子显微镜的观察,得到了TiO2表面形貌的分布、大小、形状等,并就影响TiO2薄膜表面形貌的主要因素,如温度、基片种类、退火温度等进行了研究.实验得出在350～600℃温度制备的薄膜表面粒子分布均匀、大小一致.     

形状记忆合金增强复合材料梁的弯曲

本文根据形状记忆合金的-维热-力学本构关系推导了形状记忆合金丝混杂的纤维增强复合材料梁的纯弯曲变形的本构关系,并对温度变化时梁的曲率变化问题作了分析。      

环氧基-玻璃纤维层合板大挠度弯曲特性的实验研究

用影栅云纹法研究了两种铺设方式的环氧基一玻璃纤维复合材料层合板大挠度弯曲的基本特性。包括梁、矩形板和三角形板三种类型、七种具体型式的试件。载荷均为垂直于试件表面的集中力,作用方式分对称和不对称两种。最大挠度δ在2.5至10倍板厚h之间。实验揭示了这两种复合材料层合板在大挠度弯曲时的基本特性和规律,为建立相应的理论和计算方法提供了基础。