圆孔与裂纹对SH波的散射及其动应力强度因子

采用Green函数方法研究了位于圆孔径方向上的任意有限长度的直裂纹对SH波的散射及裂纹尖端动应力集中因子的影响 .首先 ,取含有半圆形缺口的弹性半空间水平面上任意一点承受时间谐和出平面线源载荷作用时的位移函数作为Green函数 .其次 ,推导了圆孔、裂纹对SH波散射的定解积分方程组 ,进而求得裂纹尖端动应力强度因子 .最后讨论了当介质参数不同时 ,随着圆孔与裂纹的距离变化对裂纹尖端动应力因子的影响     

SH波入射时含圆形孔洞的半圆形凸起地形与其附近的圆形孔洞的相互作用

应用辅助函数思想与复变函数、多极坐标法研究了在平面SH波作用之下,含圆形孔洞的半圆形凸起地形与其附近的圆形孔洞的相互作用问题.通过理论求解,得出了问题的解析解答,文中最后给出了具体算例,讨论了地表位移幅值、浅埋圆孔及凸起所含圆孔的动应力集中系数.结果表明:浅埋圆孔的存在一定程度上存在减震作用,而凸起所含圆孔的存在却将削弱模型的刚度,应该引起足够的重视.     

SH波对浅埋相邻多个圆孔作用的动力分析

建立了求解浅埋相邻多个圆形孔洞对稳态SH波的散射及浅埋结构动应力分析的解析方法。利用SH波散射的对称性、复变函数与多极坐标法，构造了一个可以满足水平地面上应力自由边界条件的浅埋相邻多圆孔对SH波散射的波函数；利用这一波函数，则可将这一个半空间的问题转化成对一个全空间中的相邻多圆孔的散射问题的求解。该问题的解答，最终又可归结为对一组无穷代数方程组的求解问题，并可利用截断有限项的方法对其进行计算，作为例题对抗爆问题进行分析。最后给出了当稳态SH波垂直于水平面入射时，有关浅埋相邻2个圆孔附近的动应力集中问题的算例和数值结果，并讨论了波数与浅埋2个圆孔中心至自由表面距离和2个圆孔中心距离变化对动应力集中的影响。     

SH波作用下地表覆盖层对浅埋圆孔散射与动应力集中的影响

利用复变函数法和波函数展开法给出了具有地表覆盖层的弹性半空间内圆形孔洞在稳态SH波作用下动应力集中问题的解.根据SH波散射的衰减特性,该问题采用大圆弧假定法求解,利用半径很大的圆来拟合地表覆盖层的直边界,将具有地表覆盖层的半空间直边界问题转化为曲面边界问题.借助Helmholtz定理预先写出问题波函数的一般形式解,再利用边界条件并借助复数Fourier-Hankel级数展开把问题化为求解波函数中未知系数的无穷线性代数方程组,截断该无穷代数方程组可求得该问题的数值结果.最后,通过算例讨论了地表覆盖层对浅埋圆孔动应力集中的影响.结果表明,半空间地表覆盖层的存在,即使厚度很薄,对入射SH波的散射也具有很大影响,覆盖层刚度和厚度的变化可显著改变浅埋圆孔周边动应力集的分布.     

含圆孔直角域压电介质的动力反平面特性

为了研究直角域附近缺陷对压电材料的动力学行为的影响,利用复变函数法及镜像法研究含界面附近圆孔的直角域压电介质的动应力集中问题,得到了直角域压电介质中圆形孔洞对时间谐和的反平面剪切波散射引起的动应力集中系数和电场强度集中系数的解析表达式,并给出了它们随入射波频率、材料的物理常数和结构几何参数变化的计算结果图.结果表明,在某些参数组合情况下,压电直角域界面附近圆孔边界动应力集中系数的最大值为半无限压电域界面附近圆孔的2～3倍,且电场强度集中系数在低频情况下非常大.对含缺陷直角域压电介质进行动力学分析非常必要.     

裂纹对圆孔SH波散射与动应力集中系数的影响

采用Green函数法研究SH波入射时在圆形孔洞附近存在裂纹的情况下圆孔散射动应力集中系数的求解,取含有圆形孔洞的弹性全空间上任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时位移函数的基本解作为Green函数,首先求解圆形孔洞在SH波作用下的散射问题,然后利用Green函数在裂纹实际存在位置实施裂纹的“人工切割”,以恢复存在的裂纹,建立圆孔固边动应力的求解积分,得到动应力集中系数的解答,最后对圆形孔洞附近单裂纹问题进行了研究。     

用计算复变函数法求解含圆孔板的应力场

采用保角映射技术将含有圆孔的外域变换为圆的内域,通过在边界配点来确定其边界条件,并应用弹性力学的复变函数理论及最小二乘法求解板内的应力场.为了比较本文方法的计算精度和计算效率,用Matlab语言编程并计算了含圆孔的有限板和无限板内的应力分布,结果表明用计算复变函数法求含孔板的应力场问题计算精度高,计算量小,具有应用的价值.     

一种双面冲床模具组件的设计与研究

针对汽车悬挂系统管子端部的一对同轴半圆孔,冲孔加工时存在精度低、成本高等现象,研究一种基于一次定位装夹,先左冲左半圆孔后右冲右半圆孔双面冲孔加工的新工艺,设计制造新的加工设备。通过对该类零件的加工工艺特点进行分析,设计一种快换模具结构,并阐述其工作原理。在对设备最薄弱的凸模元件进行有限元分析和疲劳分析后,计算出变厚度凸模的最佳倾斜角度。为解决冲裁厚壁或高强度的工件半圆孔工时凸模强度不够的问题,采用级进模冲切的加工方法以降低对凸模的强度要求。研究表明,该装置可靠性高,稳定性好,能极大提高产品精度和生产效率。     

厚壁容器圆柱壳开孔应力集中问题(Ⅱ)

根据厚壁圆筒形压力容器开孔应力集中系数的一般表达式，利用正交函数展开的方法，将厚壁圆柱壳的开孔应力问题简化为求解一组无穷代数方程组问题为说明复变函数分析方法的适用性，给出了圆筒形压力容器在自由边界条件下，开圆孔和椭圆孔应力集中系数的数值结果     

厚壁容器圆柱壳开孔应力集中问题（II）

根据厚壁圆筒形压力容器开孔应力集中系统的一般表达式，利用正交函数展开的方法，将厚壁圆柱壳的开孔应力问题简化为求解一组无穷代数方程组问题。为说明复变函数分析方法的适用性，给出了圆筒形压力容器在自由边界条件下，开圆孔和椭圆孔应力集中系数的数值结果。     

Dynamic thermal stress distribution in surface of two-dimensional cavity

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＢｅｃａｕｓｅｔｈｅｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｔｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆａｃａｖｉｔｙｉｎａｎｅｌａｓｔｉｃｍｅｄｉｕｍｄｉｒｅｃｔｌｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆａｃｏｍｐｏｎｅｎｔｉｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅａｎｄａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ,ｉｔｉｓａｔｙｐｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｉｎｔｈｅｍｅ ｃｈａｎｉｃｓ ,ａｒｃｈｉｔｅｃｔｏｎｉｃｓ ,ｎｕｃｌｅａｒｉｎｄｕｓｔｒｙａｎｄｇｅｏｌｏｇｉ ｃａｌｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ .…     

复变函数方法在热应力计算中的应用

对于无限弹性平面中二维填充介质椭圆孔,应用转轴方法,分析了稳态温度场条件下其表面的动态热应力分布问题,并得到了此问题的解析解．     

含缺陷半无限条形体中热波多重散射与温度分布

基于双曲型热传导方程,采用复变函数方法,对含圆柱缺陷半无限条形体中的热波散射进行了研究.给出了热波散射问题的一般解.温度波由调制光束在材料表面激发,缺陷表面的边界条件为绝热,板条上下表面的边界条件是等于环境温度.分析计算了几何参量和物理参量对测试表面温度分布的影响,特别是热波波长对温度变化的影响,并给出了非透明体表面温度变化数值结果.研究成果为红外热波成像、物理反问题、内部缺陷评估等问题中的分析研究提供了理论基础和参考数据.     

SH波对界面附近脱胶圆夹杂的散射

采用Green函数法、复变函数法研究了SH波对界面附近含有半圆形脱胶的圆柱形弹性夹杂的散射,并给出了动应力集中系数的数值结果.首先,沿界面将整个空间分成上下2个部分.在上半空间,给出了在含有半圆形凸起的圆柱形弹性夹杂的弹性半空间中水平表面上任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时的位移函数.其次,取该位移函数作为Green函数,在上下空间"契合"时在界面处满足连续性条件,同时构造出半圆形脱胶,进而求出应力和位移的表达式.最后作为算例,给出了弹性夹杂周边以及脱胶结构周边的动应力集中系数的数值结果,分析了圆柱形夹杂和不同介质参数对动应力集中的影响情况.结果表明,脱胶结构对界面附近的动应力集中系数有放大作用.     

Influence of void space on microscopic behavior of fluid flow in rock joints

Advanced microfluidic technology was used to examine the microscopic viscous and inertial effects evolution of water flow in rock joints. The influence of void space on fluid flow behaviour in rock joints under different flow velocities was experimentally investigated at the micro scale. Using advanced fabrication technology of microfluidic device, micro flow channels of semicircular, triangular, rectangular and pentagonal cavities were fabricated to simulate different void space of rock joints, respectively. Using the fluorescence labelling approach, the trajectory of water flow was captured by the microscope digital camera when it passed over the cavity under different flow velocities. The flow tests show that the flow trajectory deviated towards the inside of the cavity at low flow velocities. With the increase in flow velocity, this degree of flow trajectory deviation decreased until there was no trajectory deviation for flow in the straight parallel channel. The flow trajectory deviation initially reduced from the void corner near the entrance. At the same time, a small eddy appeared near the void corner of the entrance. The size and intensity of the eddy increased with the flow velocity until it occupied the whole cavity domain. The gradual reduction of flow trajectory near the straight parallel channel and the growth of eddy inside the cavity reflect the evolution of microscopic viscous and inertial forces under different flow velocities. The eddy formed inside the cavity does not contribute to the total flow flux, but the running of the eddy consumes flow energy. This amount of pressure loss due to voids could contribute to the nonlinear deviation of fracture fluid flow from Darcy’s law. This study contributes to the fundamental understanding of non-Darcy’s flow occurrence in rock joints at the micro scale.     

FTA法在提高冷轧板喷涂表面质量中的应用

冷轧板喷涂表面在生产过程中有许多表面质量缺陷,如表面缩孔缺陷,严重制约冷轧板喷涂的品质和制造成本.为了是提高冷轧板喷涂表面质量,本文运用FTA方法（故障树分析方法）,分析某家电外箱体冷轧板喷涂生产过程中形成表面缩孔缺陷的原因,绘制故障树,进行布尔代数计算求出最小割集,提出部分优化措施,最终提升该系列产品的市场竞争力,并为进一步研究提供帮助.     

基于特征技术的注塑模具型腔设计制造系统

针对一般注塑模具型腔设计制造周期问题，构建了基于特征技术的注塑模具型腔设计制造系统.该系统采用基于特征库的交互式特征识别方法识别产品中的特征，建立产品的特征模型.通过侧凹特征的判别确定模具的优化脱模方向，并确定模具的分型线和分型面.模具型腔可采用分型面分割模板的方法获取.同时提出了模具型腔特征提取算法来提取模具型腔中的特征，制订模具型腔的加工策略.研究结果表明，该系统可以有效缩短模具型腔设计制造周期，加快模具开发的进程.
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Characters of surface deformation and surface wave in thermal capillary convection

In the field of fluid mechanics, free surface phenomena is one of the most important physical processes. In the present research work, the surface deformation and surface wave caused by temperature difference of sidewalls in a rectangular cavity have been investigated. The horizontal cross-section of the container is 52 mm×42 mm, and there is a silicon oil layer of height 3.5 mm in the experimental cavity. Temperature differ- ence between the two side walls of the cavity is increased gradually, and the flow on the liquid layer will develop from stable convection to un-stable convection. An optical diag- nostic system consisting of a modified Michelson interferometer and image processor has been developed for study of the surface deformation and surface wave of thermal capillary convection. The Fourier transformation method is used to interferometer fringe analysis. The quantitative results of surface deformation and surface wave have been calculated from a serial of the interference fringe patterns. The characters of surface deformation and surface wave have been obtained. They are related with temperature gradient and surface tension. Surface deformation is fluctuant with time, which shows the character of surface wave. The cycle period of the wave is 4.8 s, and the amplitudes are from 0 to 0.55 μm. The phase of the wave near the cool side of the cavity is opposite and correlative to that near the hot side. The present experiment proves that the surface wave of thermal capillary convection exists on liquid free surface, and it is wrapped in surface deformation.     

Hot-forging die cavity surface layer temperature gradient distribution and determinant

Based on the car front-wheel-hub forging forming process of numerical simulation, the temperature gradient expression of forging model cavity near the surface layer was got ten, which illustrates that the forging temperature gradient is related to forging die materials thermal conductivity, specific heat and impact speed, and the correlation coefficient is 0.97. Under the different thermal conductivity, heat capacity and forging speed, the temperature gradient was compared with each other. The paper obtained the relevant laws, which illustrates the temperature gradient relates to these three parameters in a sequence of thermal conductivity > impact speed> specific heat capacity. To reduce thermal stress in the near-surface layer of hot forging cavity, the material with greater thermal conductivity coefficient and specific heat capacity should be used.     

SH波入射时浅埋结构的动力分析

建立了求解浅埋圆形孔洞对稳态SH波散射以及浅埋结构动力分析的解析方法。利用SH波散射的对称性和多极坐标的方法,构造出了一个可以预先满足水平地面上应力自由边界条件的圆形孔洞对稳态SH波散射的波函数。利用这一波函数,可将该问题转化成对一个圆形孔洞散射的求解问题。该问题的解答,最终又可归结为对一组无穷代数方程组的求解问题,并可利用截断有限项的方法对其进行计算。最后给出了当稳态SH波入射时有关浅埋圆形孔洞附近的动应力集中问题的算例和数值结果,并讨论了波数与浅埋圆形孔洞孔心至自由边界距离变化对动应力集中的影响。