云纹法研究复合材料层合板应力集中

应用云纹法和电测法测试带圆孔复合材料层合板的应力集中系数，分析了孔径板宽比Ｄ／Ｗ对孔边应力集中的影响。     

复合材料圆孔应力的正交各向异性光弹性分析

本文根据 Sampson 提出的应力—光学定律,对正交各向异性复合材料带有圆孔的有限宽板进行了分析研究,得到了复合材料带有圆孔板孔边的应力分布状态.本文的实验结果与正交各向异性受拉带孔无限和有限宽板的两种关于圆孔孔边应力分布状态的理论解符合较好.     

纤维排列方向对含圆孔的各向异性板应力场影响的仿真分析

针对含圆孔的复合材料板,在外界荷载作用下通常会引起孔周围区域的应力集中的问题。根据复变函数理论建立了计算模型。采用仿射变换的方法得到了准确描述应力场的复变应力函数。按照所建立的数学模型对含有圆形孔的复合材料板进行了应力分析。探讨了不同的纤维排列方向对孔边应力集中系数的影响。仿真分析了两个主方向的杨氏模量的变化对孔边应力的影响。     

各向异性度对含矩形孔复合材料板孔边应力状态的影响

针对含矩形孔的复合材料板,根据非均质各向异性弹性理论和复变函数理论,通过保角映射方法建立精确的边界条件,解决了复杂孔型的边界条件问题。建立了基于准确边界条件的边界积分方程,并得到了含矩形孔复合材料板孔边应力的精确解析解。针对具有不同正交各向异性度E/E⊥的情况,以及它们对孔边应力集中系数的影响进行了探讨。结果表明:复合材料的性质对孔边应力有着不可忽视的影响,对于正交各向异性材料来说,两个主方向上的材料性质差别越大,即各向异性度越大,孔边应力峰值也越高。     

船体结构非圆孔口问题的复变函数解

针对船体焊接结构上甲板大开口边缘,舱壁开口边缘的应力集中现象严重影响船体强度这一问题,根据弹性力学基本理论,引入保角变换技术,以无限大平板一般形状孔口为算例,给出了适合数值计算的复变函数解法.并且按照这一方法编制了相应的计算程序,具体计算了船体结构和工程中常见的曲线孔口———六角形孔和腰圆孔在均匀拉伸和纯弯曲两种情况下的孔边最大应力、应力分布及腰圆孔长宽比对应力集中问题的影响,并对比了板宽变化对孔口应力的影响.实算结果与有关文献及边界元法的计算结果十分吻合.     

正交各向异性单层板轴向拉伸时圆孔边应力集中的研究

本文对复合材料的孔边应力进行了理论计算与测试研究。文中引用了正交各向异性单向板圆孔边应力集中系统的理论算式，介绍了用光弹贴片法对拉伸时圆孔边应力集中系统的实测。测试值中考察了贴片的增强效应与泊松比失配影响，最后对测试值与理论值进行了比较，符合较好。     

无限平面矩形开孔的应力场分析

为了讨论矩形孔的孔边应力集中情况，采用复变函数理论与保角映射技术，将含矩形孔的无限域保角映射到单位圆内，求得了含矩形孔的无限大板在单向应力状态及纯剪切状态下的孔边应力，对几种不同边长比的矩形孔进行了系列计算，并将结果图谱化，给出了孔边峰值应力随边长比，方位角及圆角曲率半径的变化规律，通过光弹性实验，验证了理论计算结果的正确性，利用叠加原理，将文中的计算结果组合，可以分析各种不同受力时的孔边应力，本文的解答可移植到含孔无限大板的平板弯曲问题。     

圆孔密集分布模板的强度损失与应力集中

针对多点成形压力机基本体安装模板上的圆孔对板的强度与刚度的削弱作用,应用ANSYS商业软件对圆孔密集分布模板进行了有限元分析。获得了圆孔不同分布状态下的应力分布规律和变形状况。采用子模型技术详细探讨了孔边的应力集中,应力分布的计算结果对多点成形压力机的设计具有重要指导作用。     

板壳结构开孔动静应力集中问题的研究

板壳结构的动力静应力集中是现代力学研究中的重要课题。本文在查阅和分析研究大量国内外有关文献资料的基础上,分析了当前板壳结构开孔动态与静态应力集中问题的研究现状。总结了前人与作者的研究工作。论述了求解板壳结构开孔应力集中问题的各种分析方法,指出了当前板壳结构研究中的热点问题,     

碳/环氧迭层平板加载孔应力分析

本文试图从理论角度进行分析,利用单孔平板通过有限元方法,计算按余弦规律加载的孔周应力分布,并通过十一种迭层计算结果的分析,探讨铺层设计参数对孔边应力集中及应力分布的影响。主要结论是:加载孔与非加载孔应力集中系数是不同的;不同的迭层加载孔应力集中系数也不同,随着0°分层比例的增加,应力集中系数增大。为了减小孔边的应力集中系数,在0°铺层中增加±45°分层“软化”效果较好。     

基于ANSYS平台含圆孔薄板的应力集中分析

应用有限元方法对两端均匀受拉含圆孔薄板进行应力分析，得出应力集中因数与径宽比及长宽比的关系曲线图表。通过与弹性力学相应结果的比较，证明ANSYS软件对薄板应力集中分析的有效性，分析表明薄板的应力集中因数除取决于径宽比外，还与长宽比有关。     

三维应力集中效应的实验研究

平面应力状态的概念广泛应用于应力集中系数的计算和工程设计中,本文所提供的实验数据表明在板中的槽和缺口处都是三维应力状态,实验数据是通过电测法和等力线法测定的。文中引用了三维应力集中系数的概念,并研究了槽深对三维应力集中的影响。     

天然气平板闸阀的有限元应力分析及结构改进

为了研究某闸阀发生开裂事故的原因,利用有限元方法对闸阀结构进行了应力分析.根据闸阀结构二维图纸的相关参数,运用三维建模软件建立闸阀的几何模型;将几何模型导入有限元分析软件ANSYS的仿真平台Workbench,建立闸阀的有限元分析模型;以闸阀的实际工作情况为依据,对闸阀的有限元分析模型施加边界条件,计算出闸阀的应力分布.闸阀的应力分布结果显示,闸阀在其凸台结构处具有应力集中现象且闸阀的最大应力也出现在凸台结构处,易引起闸阀凸台处的开裂.为了缓解闸阀凸台结构处的应力集中现象,对闸阀结构进行改进,去掉闸阀上引起应力集中的凸台结构.改进后的闸阀有限元应力分析表明：其最大应力值比改进前降低了37％左右,能更好地保证闸阀的安全使用.     

滚子链链板理论应力集中系数的研究

通过有限元法理论计算、光弹试验，研究了滚子链链板理论应力集中系数问题。结果表明，链板理论应力集中系数与链板节距和外载荷大小无关，只与腰部宽度有关，并给出了按链板腰宽计算理论应力集中系数的算式。     

焊接工字梁应力集中的有限元分析

应力集中对焊接钢桥的疲劳寿命影响非常显著.为了研究焊接结构几何上的差异对焊趾应力集中系数的影响,通过有限元方法模拟结构的细部受力状态,计算出细部的应力集中系数,并分析了结构几何参数对应力集中系数的影响.对桥梁常用的工字形钢梁的横隔板与主梁翼板连接处的焊缝进行了细部有限元分析.结果表明:细部有限元网格尺寸不能取得过大,否则会影响应力集中系数的计算精度;底板厚度和横隔板厚度对焊趾应力集中系数的影响不大;焊脚长度和焊趾过渡圆弧半径对应力集中系数均有影响.     

基于Workbench车辆减振器弹簧盘的疲劳分析

车辆减振器弹簧盘在不断受到弹簧交变挤压力作用下,极易发生疲劳损坏.本文建立了弹簧盘的有限元模型,基于ANSYS-Workbench平台,对弹簧盘进行静力学强度和疲劳分析,预测了弹簧盘疲劳寿命的大小,获得了弹簧盘变形、应力集中及疲劳损伤的大小及位置,得到弹簧盘应力集中和疲劳损伤均发生于弹簧盘凸包区域的结论,验证其疲劳寿命符合设计要求,为其进一步改进设计提供参考依据.     

采用缺口件等效与渐进插值法预测构件疲劳极限

以发动机曲轴为例,以等效椭圆孔板长轴长度、短轴长度及均布载荷为变量,采用拟合方法使等效椭圆孔板的应力集中处应力场与曲轴受载荷时应力集中处的应力场尽可能一致,将曲轴应力集中等效为标准椭圆孔缺口件.通过等效处理,曲轴疲劳极限载荷的求解问题可以转换为椭圆孔缺口件的疲劳极限求解问题,结合已有曲轴的疲劳强度试验数据得出该曲轴材料的特征尺寸,采用渐进插值法结合短裂纹扩展理论,推导出预测曲轴的疲劳极限载荷.     

基于矫顽力的钢板应力集中区域检测方法

针对铁磁性材料由于应力集中导致裂纹、断裂甚至失效等问题,研究了应力对铁磁性材料磁化强度取向的影响以及铁磁性材料矫顽力与所受应力的关系,提出了通过测量铁磁性材料的矫顽力实现应力检测的方法.采用U型探头进行测量,由U型探头上激励线圈中的电流信号和检测线圈中产生的电压信号描绘出不同外力条件下钢板的磁滞回线,从而得到钢板矫顽力的值.结果表明,外力使钢板内部产生应力,导致矫顽力减小,通过测量铁磁性材料的矫顽力实现对应力集中区域的检测,有效预防了工件由于应力集中造成的断裂等问题.     

钎焊接头对铝制板翅结构热应力影响规律

为保证LNG铝制板翅式换热器安全可靠运行,基于热弹性理论,建立铝制板翅结构热应力分析模型,采用热-固耦合方法,模拟研究实际运行过程中,钎焊接头对铝制板翅结构热应力的影响.结果表明,LNG铝制板翅式换热器,钎焊角曲率半径r=0. 5 mm、融合距离l=0. 137 5 mm时,在靠近翅片侧和隔板侧钎焊接头处最大等效应力达到峰值,并且最大正应力是引起该位置等效应力达到峰值的主要原因;钎料层等效应力、最大正应力和最大剪应力均变化平缓;在实际运行过程中,靠近翅片侧和隔板侧钎焊接头处,等效应力随钎焊角曲率半径增加而增大;减小钎焊角曲率半径,将降低钎焊接头处热应力变化梯度,从而降低其应力集中程度.靠近隔板侧钎焊接头处等效应力,随融合距离增加而减小,靠近翅片侧的反之;当钎焊角融合距离小于0. 08 mm时,靠近隔板侧钎焊接头处等效应力大于靠近翅片侧的,反之靠近翅片侧的大于靠近隔板侧的.上述研究成果为大型LNG工厂用铝制板翅式换热器的设计、制造以及运行操作提供理论依据.