改进的边裂纹板条D—M模型

本文提出了一个改进的边裂纹板条D－M模型，该模型考虑了裂纹背表面的屈服对裂纹塑性区尺寸和张开位移的影响。通过积分变换法，导出了平面应变双边裂纹板条在任意I型载荷下的应力强度因子及裂纹面张开位移公式，在此基础上建立了平面应变单边裂纹板条的D－M模型。对于轴向拉伸和纯弯曲载荷情况，分别计算了裂纹塑性区尺寸和张开位移。给出了在拉、弯两种载荷同时作用下背表面开始屈服和韧带完全屈服时的载荷轨迹。     

粉末冶金材料塑性平面应变广义上限法

粉末冶金材料是塑性可压缩材料，其塑性理论方法有待于深入研究。基于粉末冶金材料的屈服条件和塑性势理论，导出了该类材料的塑性本构关系、平面应变屈服条件和屈服轨迹方程，揭示了其平面塑性变形的屈服面、滑移和速度间断等基本规律。基于此建立了粉末冶金材料平面应变广义上限法，并以平面应变挤压为例说明了该方法的应用。     

表面裂纹弹塑性分析的线弹簧模型法

利用平面应变单边裂纹板在纯拉伸和纯弯曲加载下的弹塑性有限元结果，构造了其在拉伸和和弯曲组合加载下的余能表式，在此基础上，导出了Ｒａｍｂｅｒｇ－Ｏｓｇｏｏｄ材料本构关系的线弹簧弹塑性刚度矩阵和Ｊ积分表式。将其与经塑性修正的Ｒｅｉｓｓｎｅｒ板线弹性解耦合，建立了三维表面裂纹弹塑性分析的线弹簧模型基本方程。     

轴表面半椭圆裂纹应力强度因子的求算

评价了将轴表面半椭圆裂纹简化为有限界平板的单边裂纹问题和半无限体表面穿透直线裂纹问题来处理的局限性。通过三维光弹实验成功地测定了弯扭载荷作用下的轴表面半椭圆裂纹前缘各点的ＳＩＦ（ＫⅠ，ＫⅡ，ＫⅢ），并根据几组光弹数据回归出轴表面对ＳＩＦ的影响修正系数ＭＹ与裂纹相对深度ａ／Ｒ之间的关系曲线。从而对目前尚无理论解的轴表面半椭圆裂纹的ＳＩＦ求解提供了依据，有一定的工程意义。     

中心裂纹板双轴向受载影响的线弹性分析

本文用中心裂纹无限板在双轴向载荷作用下的线弹性应力解和Mises屈服准则,推导出平面应力和平面应变条件下裂纹尖端附近塑性区边界公式。讨论了双轴载荷比k、加载比λ和泊松比ν对塑性区边界尺寸、形状及其扩展的影响。     

理想塑性介质中裂纹稳恒扩展的弹塑性场

本文从理想弹塑性介质的基本方程出发,对平面应变问题导出了依赖于应力应变历史的屈服条件和应力应变关系。文中引入了应变间断量的概念,並导出了在区域交界所应满足的四个连接条件。把这些结果用于Ⅰ型稳恒扩展裂纹的尖端,对v=1/2的情形求出了应力应变分布的渐近解。此解表明,在尖端附近,应变具有ln A的奇异性,而且除第一塑性区外,在卸载弹性区后还有第二塑性区。     

孔隙水压力作用下偏心裂纹板的弹塑性分析

岩体的变形和破坏与裂隙的成核、扩展和连接密切相关,孔隙水压力显著影响裂隙的成核、扩展和连接。孔隙水压力作用下偏心裂纹板的弹塑性问题比中心裂纹板的弹塑性问题在实际中更为普遍,因此研究孔隙水压力作用下偏心裂纹板的弹塑性问题比中心裂纹板更有实际意义。该文利用裂纹线场方法和Mohr—Coulomb准则对孔隙水压力作用下岩石材料偏心裂纹板的弹塑性问题进行了分析,确定了裂纹线附近的弹性应力场、塑性应力场、弹塑性边界上的单位法向量、裂纹线附近的塑性区长度、裂纹线上的塑性区长度随孔隙水压力的变化规律以及孔隙水压力作用下偏心裂纹板的极限承载力,获得了孔隙水压力作用下偏心裂纹板的弹塑性解析解,并对偏心裂纹板在不同偏心情况下的塑性区长度和贯通情况进行了分析。     

裂纹起裂角预测方法研究

本文提出一个新的屈服准则,该屈服准则适用于岩石类材料的小范围屈服,旨在预测弹塑性材料的破坏行为,基于该屈服准则,推导出了I型,II型以及I-II混合型裂纹尖端塑性区半径并对在单轴拉伸和纯剪切等荷载作用下的裂纹尖端塑性区进行了分析。结果显示,荷载加载方式、裂纹倾斜角和材料内摩擦角对塑性区的形状与大小有显著影响。根据对裂纹尖端塑性区的分析,基于如下假设：裂纹沿塑性区最短路径扩展,本文在提出的屈服准则的基础上导出了新的断裂准则,该准则可预测裂纹开裂初始角。相较于其他断裂准则,文献实验结果与本文提出的准则吻合地更好,能更加精确的预测裂纹的起裂角。     

双材料界面剪切应力分析

在传统弹塑性理论的基本框架内,考虑应变梯度效应,分析了钢与混凝土粘结界面处混凝土局部滑移带内部塑性剪应变的规律,推导了剪应力与剪切滑动位移的关系及剪切滑移切向速度表达式.混凝土粘结滑移层内部应变集中程度随剪应力降增加而加剧,在应变软化阶段,剪切滑移切向速度与剪应力卸载率成正比.应用虚功率原理和塑性极限分析上限定理,分析了钢与混凝土双材料界面的剪切滑移强度,认为起主要作用的是混凝土的抗拉强度、与型钢表面状况有关的粘聚力、机械咬合力和混凝土对型钢的横向约束力等.     

平面应力裂纹顶部塑性区

本文对平面应力Ⅰ型裂纹体的塑性区尺寸和形状作了讨论,以图表方式给出了精确解的数值结果。在考虑到裂纹顶部应力有限这一事实后,对塑性区尺寸进行了修正,并对解作了简单的讨论。     

多晶拉伸试样表面各晶粒滑移带研究

采用建立在晶体塑性理论基础上的晶体塑性有限变形计算方法,针对多晶铜试样单轴拉伸过程中晶体滑移造成试样的滑移痕迹进行了数值研究,并对拉伸过程中材料内部的应力、应变的不均匀分布进行了初步统计分析.利用三维有限元模拟多晶铜试样的拉伸变形,通过晶体塑性滑移面与试样观察面交线的几何分析,得到了不同滑移系启动造成的多晶试样观察面滑移痕迹.所得结果表明,将建立在连续滑移描述基础上的晶体塑性理论运用于数值模拟,能够较合理地呈现多晶试样拉伸的表面滑移带痕迹,能够考虑材料内部结构不均匀而引起的宏观响应.     

内支座为简支、外支座为固支的环板的极限分析

利用极限平衡条件,对内支座为简支、外支座为固支的环板进行了塑性极限分析,假定环板破坏时的塑性铰线为径环向,假定塑性铰线上的径向弯矩、切向弯矩均达到极限弯矩MP,根据力的平衡条件和力的边界条件,得出了环板极限状态时的内力计算公式,并通过试算得出了环板在不同的内外半径之比时,公式中的塑性铰线位置系数0ρ、1ρ的取值,使内支座为简支、外支座为固支的环板按极限状态设计时的计算问题大为简化.本文的环板的设计方法简单可行,便于在工程中应用.     

基于统一滑移线场理论的边坡稳定分析

应用统一滑移线场理论，研究了刚塑性体平面应变问题和空间轴对称问题的滑移线场理论的控制方程，给出了平面应变和轴对称下的统一滑移线场理论，并推导出典型边坡和路基极限荷载的统一解，当取不同的参数b及a时，该统一解退化为Mohr-Coulomb解和Tresca、Mises解，它能适用于不同的材料和不同的受力情况，对充分发挥材料的潜力，有重要的工程应用价值。     

有限宽裂纹板受一对集中剪力时弹塑性解

针对运用断裂力学传统方法进行裂纹尖端的弹塑性应力场分析均为小范围塑性区的假定,不能准确反映塑性区应力情况的问题,利用裂纹线场分析方法,对理想弹塑性材料的有限宽平面板在裂纹面受到一对集中剪力作用时裂纹线附近的应力场及弹塑性边界进行了分析.不采用小范围塑性区的假设,直接通过将裂纹线附近弹塑性边界上弹性应力场与塑性应力场的匹配,获得了裂纹线附近弹塑性应力场的解析解以及弹塑性边界上单位法向量的表达式.用裂纹线分析方法可以准确地反映裂纹附近的弹塑性应力分布,该种方法的应用将成为断裂力学的一个重要发展方向,对石油天然气构造应力分析、材料力学分析具有参考价值.     

含孔平面力板弹性波散射与动应力分析

基于有中面力平板小挠度弯曲波动理论,利用复变函数方法,分析研究了含孔平面力板弹性波散射与动应力集中问题,得到了传播弯曲波时此种平板弯曲波动问题的分析解,分析了双向均拉力对弹性波散射及动应力系数的影响,给出了平板含圆孔及椭圆孔的动应力系数的数值结果并对数值结果进行了讨论。     

确定任意薄壁截面极限屈服面的统一方法

本文利用矩形截面在轴力和双向弯矩共同作用下极限状态相关作用曲面的精确解,借助坐标转换及叠加的方法,提出了一种适用于计算由多块狭长矩形组成的任意薄壁截面极限屈服面的方法。与现有方法比,该方法概念简明,编程简单。作为应用,本文计算了卷边槽形截面的极限屈服曲面。     

广义Hoek Brown破坏准则平面应变问题的滑移线场理论

根据弹塑性力学平面应变问题的特点,推导广义Hoek-Brown破坏准则平面应变问题应力分量的双参数表达式。代入静力平衡微分方程,得到双曲型一阶拟线性偏微分方程组。运用行列式方法,在适当的变量代换后,获得应力偏微分方程组的特征方向和特征上的微分关系。特征方向表明塑性区中的共轭斜交剪切滑移面形成两族非正交滑移线,其共轭角随极限应力状态和Hoek—Brown岩体材料物性参数而变化。由于对称初始应力场条件下圆形硐室理想弹塑性围岩塑性区内最大主应力方向为环向,而滑移线切线方向与最大主应力方向的夹角是最小主应力（径向应力）的函数,结合圆形硐室理想弹塑性围岩的应力分布的分析解,获得滑移线的极坐标曲线所满足的微分方程,进而得到其极坐标曲线方程。     

钢纤维混凝土弯曲性能的研究

本文首先讨论了普通混凝土梁中和轴高度和塑性系数的计算问题,在此基础上根据对钢纤维混凝土梁弯曲性能的分析,提出了与普通混凝土相衔接的钢纤维混凝土梁中和轴高度、初裂弯矩以及极限弯矩的计算公式.     

幂硬化材料扩展裂纹的有限元分析

目的研究幂硬化材料中定常扩展裂纹的裂尖场性质．方法采用Euler模式在小范围屈服条件下对幂硬化材料中平面应力定常扩展裂纹的裂尖场进行了弹塑性有限元分析．结果针对硬化指数n＝12的幂硬化材料,有限元计算给出了扩展裂纹裂尖的主塑性区形状、裂纹张开位移和裂尖应力场的角分布．结论数值计算结果表明其与现有的渐近分析解符合较好,验证了分析解．     

薄板中孔边裂纹与独立裂纹的相互作用

研究有孔边裂纹与独立裂纹的薄板在远程受弯曲作用时的响应.利用叠加原理,将原问题转化为两个含有孔边裂纹的子问题,远程弯曲只存在于第一子问题.在第二子问题中,假定沿独立裂纹线的位置存在一个连续分布的角位错,使之在此处得到的面力与第一子问题所得到的相抵消,形成自由表面的裂纹,通过基于点位错解的奇异积分方程得到连续分布位错的解.给出了板弯曲问题基于位错密度函数的应力强度因子的表达式,求得孔边裂纹及独立裂纹应力强度因子的数值解,考察了薄板在远程弯曲时方形孔边裂纹和线裂纹的应力强度因子变化.