初应力位形上附加变形线性理论的局限性及二次理论

初应力位形上附加变形线性理论的发展和应用受到附加变形微小性和零应力本构方程属超弹性固体的限制.尝试突破这种限制而建立一般理论.为此从连续介质力学理论出发,首先应用增量Lagrange 应力描写初应力位形上附加变形的控制方程和边界条件,然后利用量级分析的方法给出线性理论的适用范围和一个实用的改进方案棗二次理论,最后给出计算例对比二者的差异.结果表明二次理论成功的突破了线性理论的局限性而具有更大的适用范围和更高的精确性.     

薄板的初应力辨识

由于工程结构和构件无初应力的小变形运动与附加于初应力位形的小变形运动有不同的支配方程。因此，总可以根据初应力构件表现的力学行为来识别应力。本文提出了描写薄板初应力的数值特征，讨论用附加于初应力位形的小变形识别初应力数值特征的原理和途径，给出了常见情况下初应力数值特征的识别方案。     

初应力拱侧向振动的固有频率

在初应力位形上附加变形场论的框架下,引入自然坐标系,采用平截面假设,建立对数值方法和解析方法十分有用的、初应力曲拱位移变分方程。给出了平面曲拱在平面初始变形状态下附加变形变分方程,将拱的初始内力嵌入其中。根据所得的方程,讨论了面内载荷对圆截面初应力圆弧形拱侧向振动固有频率的影响,给出了侧向振动固有频率与初载荷的解析关系。结果表明,面内初始载荷的存在减小了侧向挠曲的固有频率;减少的数值与用频率方法诊断构件缺陷通常可得到的灵敏度属同量级。     

纤维束张紧力缠绕复合材料飞轮初应力的三维数值分析

利用平面应力型全弹性模型的思想(即将纤维束张紧力缠绕看成多层复合材料薄环连续过盈装配的过程) , 建立了三维纤维束张紧力缠绕复合材料飞轮初应力分析模型, 并给出了基于面-面接触算法求解张紧力缠绕复合材料飞轮初应力的三维数值方法。算例分析表明, 三维数值分析得到的飞轮的环向初应力及径向初始压应力(数值) 均略低于平面应力模型的结果, 且这种差距随着飞轮轴向长度的增加而缓慢增大; 三维分析证实了平面应力模型关于张紧力缠绕复合材料飞轮的初应力分析有足够的精度。最后给出了三维模型轴向效应的表征方法。      

钢管初应力对方钢管混凝土构件性能的影响研究

在14根方钢管混凝土构件试验的基础上，分析了初应力系数、荷载偏心率、混凝土强度、试件长细比等因素对承载力的影响，给出了钢管初应力对方钢管混凝土压弯构件承载力的影响系数，采用ANSYS有限元分析程序进行了非线性全过程分析。     

焊接过程对焊接残余应力及残余变形的影响

采用热弹塑性有限元法，对直通焊和多人同时分段焊两种焊接过程的平板对接焊时焊接应力变形和圆柱壳板环缝的焊接变形进行比较，认为多人同时分段焊直通焊无论在降低焊接残余应力还是焊接残余变形都具有非常显著的效果。     

热变形参数对LD7铝合金流动应力的影响

在Gleeble-1500热模拟试验机上对LD7铝合金试样在变形程度为60％，变形温度为360－480℃、变形速率为0.01-1s^-1的条件下进行等温压缩试验，得到了不同应变、不同变形温度和应变速率下材料的真实应力，并利用古布金公式对实验结果进行了摩擦修正。研究结果表明：LD7铝合金是动态回复型合金；合金的流动应力随温度的升高而降低，最佳变形温度是400－450℃；该材料对应变速率具有很高的敏感性。     

圆柱筒的应力与变形分析

圆柱筒受轴力作用下计算问题来于实际工程,本文利用弹性力学的基本理论,对其受轴向均布压力作用和受三向外力作用的进行了分析,通过设定应力函数的方法,推导出了应力与变形计算的一般表达式,并对轴向压力引起的径向位移和同时受内外压力作用下的应力及变形的计算,给出了应力与变形的理论计算公式。对实际工程是非常有用的。     

船舶制造相关工艺的主要应力及变形问题初探

随着社会经济与科学技术的不断发展,船舶制造业在制造工艺及制造技术上获得很大突破,船舶质量不断提高。为进一步降低船舶制造成本,缩短施工时间,提高船舶质量,就需要改进造船工艺水平。进行船舶制造相关工艺的主要应力及变形问题的探讨,是不断改进与提高造船工艺水平的基础,通过对船舶建造过程中应力与变形控制的研究,从力学角度出发,分析船舶制造相关工艺的科学性,找出存在的问题及不足,提出改进措施,最终降低生产成本,提高船舶质量,为企业获得良好的经济效益与社会效益。     

小尺寸混凝土试件双K断裂参数试验研究

采用最大尺寸为680mm×160mm×40mm的标准三点弯曲梁试件,利用在初始裂缝两侧粘贴电阻应变片并利用混凝土裂缝扩展到此处时其应变回缩的方法测得了起裂荷载Pini,在此基础上根据Pini及初始缝长a0得到了起裂断裂韧度KIiCni;根据在试验中测得的最大荷载Pmax及对应的裂缝口张开位移CMODC计算了混凝土等效裂缝长度aC,据此计算了失稳断裂韧度KIuCn。结果表明:采用电阻应变片法可准确测定混凝土的起裂荷载Pini,且方法简单。试验结果还表明:在本试验范围内,三点弯曲梁法测得的混凝土双K断裂参数KIiCni、KIuCn与试件高度无关,进一步说明了混凝土双K断裂参数可以作为描述混凝土裂缝扩展的断裂参数。     

有限变形下固-液耦合渗透固结问题的数值分析

基于多相连续介质力学的理论,把土体抽象为叠合连续体,建立了有限变形下固-液耦合渗透固结问题的数学模型。基于IFEPG有限元自动生成系统,编制了有限变形和小变形的计算程序。通过实例对有限变形和小变形理论下的压力场、位移场和应力场等进行了分析。     

准脆性材料裂纹桥联筋的应力与变形

基于钢筋混凝土的破坏分析,结合混凝土类准脆性材料的断裂特性,本文提出了强化筋桥联基体裂纹力学分析模型,在该虚拟裂纹端部存在粘聚力分布,而强化筋在桥联裂纹处具有与基体脱离的部分段.由变形体的叠加原理和协调性条件,通过断裂力学的应力函数分析方法,推导出了在远场载荷作用下,离裂纹端部较远处桥联筋的轴向受力和变形,与脱粘筋长度之间的函数关系.文中分别就基体和强化筋材料为完全弹性,裂纹端部存在粘聚力,和强化筋为弹塑性材料等不同情况时,对裂纹和强化筋的变形和受力进行了算例分析和讨论.     

圆环对撞问题的理想刚塑性小变形分析及讨论

本文对对经受到撞击的圆环的刚塑性动力响应进行了小变形分析,计算结果与大变形分析作了对比。指出二者之间的差别主要是由于动力学方程不同引起的。     

基于残余应力释放的航空结构件加工变形模型与结构优化方法

在毛坯成形过程中,材料力学性能的非均匀性导致铝合金厚板内产生残余应力,以致在后续切削加工过程中,随着材料的去除,残余应力的释放使得整体结构件发生变形,严重影响着整体结构件的尺寸稳定性。因此,定量化研究切削过程中残余应力释放的加工变形分析与预测是进行加工质量控制的核心环节,对于实现加工过程的高效化和精密化至关重要。通过铝厚板的材料去除转化为残余应力的释放,利用静力平衡条件将作用于整体结构件的残余应力等效为外力后,综合考虑铝厚板横向方向和轧制方向的残余应力,依据弯曲变形理论创新性地建立铝厚板内初始残余应力释放模型。残余应力释放模型不仅能够准确地计算整体结构件的加工变形,而且还能够方便地优化工艺参数完成加工变形的有效控制。根据模型计算值与有限元仿真值、实验测量值的相互比较,分析结果表明：无论是幅值还是变形曲线,计算值都与仿真值具有高度一致性,而与测量值相比,尽管在变形曲线上具有很好的吻合性,但由于残余应力的测量误差使得两者在幅值上亦存在一定误差。     

蛋白质气泡有限变形研究

根据粘弹性材料有限变形的应变能密度函数、Maxwell模型的松弛函数及气泡的变形梯度张量,推导出蛋白质气泡有限变形的应力方程。并结合气泡的平衡方程,得到气泡在动态压力作用下有限变形时内径相对变化率随时间变化的表达式。运用该表达式,通过数值模拟方法,对蛋白质气泡有限变形的非线性特性、径向变形随气泡内外压力差、膜的厚度以及膜的粘性的变化规律进行了计算分析。结果表明:在不同载荷作用下,蛋白质气泡径向变形不但具有明显的非线性特性,而且气泡变形达到平衡时的变形大小和时间也不相同。增加气泡膜的厚度和膜的粘性既可以延长气泡变形达到平衡的时间,又可以大大增强气泡承受载荷的能力。     

薄壁扁球壳结构在撞击载荷下的变形控制方法研究

对薄壁扁球壳结构撞击刚性板的变形特性和控制方法进行了研究。使用LS—DYNA软件建立了薄壁扁球壳结构撞击刚性板的有限元模型，并通过试验结果对模型的有效性进行了验证。利用数值仿真方法，对薄壁球壳结构撞击刚性板的变形特性和动态响应特点进行了分析。针对薄壁扁球壳结构一种典型撞击性能的要求，利用变形控制和局部弱化等方法得到了符合要求的变形模式和加速度响应曲线。最后的试验结果验证了设计结构方案的正确性．该变形控制方法可应用于工程实际。     

冷拉拔管棒材的残余应力测试与分析

用电阻应变片法测试了管棒材拉拔、矫和退火过程中产品表面残余应力,了管棒材残余应力随工艺参数变化的规律,结果表明,用不同变形方法生产管材,其表面残佟尖力相差很大。对制品采用去应力低温退火,在金属内部完成回复过程是减小制品残余应力最有效的措施。     

悬索结构的初始平衡构型分析

根据悬索悬链线解析表达式推导出悬索长度与索端拉力之间的关系,从而可对悬索进行精确的力学分析以提高求解精度。结合LT中索网主动反射面给出了一种以优化策略求解悬索结构初始平衡构型的方法,该方法以悬索长度为设计变量,引入相应的约束条件,可以解决已知几何形状与边界条件时索网的内力分布问题。数值算例中以单索为例给出了索网主动反射面分析的详细过程。