机械自紧厚壁圆筒塑性半径计算分析

机械自紧就是在外力推动下,借助冲头和身管内径的过盈量产生塑性变形,加大承载能力,从而实现自紧。本文利用有限元软件ANSYS对相关数据进行建模分析,从而探讨机械自紧厚壁圆筒塑性半径计算。     

有限长厚壁圆筒空间轴对称应力分析的康托洛维奇变分法

在已有的文献中，尚未发现有把康托洛维奇变分法用于空间轴对称应力问题的工作。本文净康托洛维奇变分法用于上述应力变分问题，并针对荷载变量ｚ的任意函数的有限找厚壁圆筒导出了欧拉方程及边界条件，从而扩大了康氏法的应用范围。文中给出了计算实例。     

考虑温度对材料性能影响时厚壁圆筒的安定分析

鉴于工程实际中的许多结构承受着随时间变化的温度—机械载荷作用,本文在考虑屈服极限随温度变化的情况下,对内压和温度共同作用的厚壁圆筒进行了安定分析,给出了几种典型加载模式下的安定范围。     

有限长厚壁圆筒空间轴对称问题的高级康托洛维奇应力变分解

本文对空间轴对称问题采用事先满足柱面应力边界条件和平衡方程的应力表达式进行变分与积分运算：推导出康托洛维奇法高级近似的欧拉方程和相应的端部条件;通过推导和实例计算表明了其数学计算方法和原则：厚壁圆筒的实例计算结果与解析解进行了对照,本文高级近似使应力值的精确度明显地高于文献［２］的一级近似。     

筒中筒高层结构整体稳定的厚壁圆筒的安定分析

本文用加权余量法对筒中筒高层结构进行整体稳定分析,通过与其他分析方法进行比较,本文方法有简便,能够手算的特点。这个特点最适合于在工程投标的核心阶段初步设计时使用。     

考虑应变率影响的厚壁筒残余应力场分析

本文针对弹塑性拉压循环加卸载条件下，不同的应变率（１０－４－１０－２ｓ－１）变化，对高强钢（ＰＣｒＮｉ３ＭｏＶ）材料的屈服应力、应变硬化参数和反向屈服应力等参量的影响进行了实验研究，提出了便于理论计算的简化弹塑性本构模型，并假设拉屈服应力与压屈服应力的差值不随应变率的不同而发生变化，这一假定与实验结果相符合，且便于工程计算。针对厚壁筒自紧加工工艺的残余应力场分析问题，用本文提出的模型对厚壁筒在四种不同的应变率条件下进行自紧加工时残余应力场的变化及不同的自紧效果进行了详细的分析和比较，并提出了改进工艺过程和提高自紧效果的建设性意见。     

自增强厚壁圆筒轴向内表面裂纹的应力强度因子

本文研究用有限元通用程序计算具有残余应力的自增强厚壁圆筒内半椭圆形表面裂纹的应力强度因子的方法。所考虑的应力强度因子被分为相应于工作内压及残余应力两部分，分别用三维有限元通用程序算得的裂纹前沿单元节点的垂直位移直接计算，对后者又运用了＂叠加原理＂。结果表明，残余应力的存在能有效地降低内裂纹的应力强度因子值，自增强度高者这一作用亦显著，残余应力引起的应力强度因子对裂织数目不敏感。     

有限长厚壁圆筒康托洛维奇应力变分解端部偏差的修正

本文指出文献[4]、[5]在用康托洛维奇应力变分法解有限长厚壁圆筒轴对称问题时存在的端部应力偏差;提出一个消除该偏差的反向端部效应的问题;通过简单计算推导出满足其全部应力边界条件与平衡微分方程的应力表达式,并用应力变分法求得其解答;数值计算结果表明,该解答较好地修正了文献[4]中端部附近应力的偏差。     

单层厚壁圆筒弹性动应力的简化计算方法

厚壁圆筒在爆炸领域被广泛应用,经典厚壁圆筒弹性动应力公式计算十分复杂,不利于工程直接应用。为了得到有效的精度较高的单层厚壁圆筒弹性动应力的简化计算公式,从经典动应力公式出发,通过求取频率特征方程的特征值,再将其代入动应力公式中进行简化计算,结合对动应力公式的级数表达式的讨论,最后得到了简化的厚壁圆筒内壁和外壁处动应力计算公式。数值计算结果表明,在圆筒外直径和内直径之比K不超过2时,简化计算结果和精确解的相对误差不大于6%。     

确定厚壁圆筒初始屈服压力的一种实验方法

基于厚壁圆筒的弹性失效准则所确定的圆筒的初始屈服压力与材料的屈服极限的关系，设计了一种测定厚壁圆筒初始屈服压力的实验方法，并测得了一组实验数据。通过对该实验数据的分析得到了圆筒的初始屈服压力。该实验值与理论值误差较小，表明了该实验方法具有较好的可靠性。     

具有厚壁内衬圆筒的缠绕张力算法

缠绕张力作为缠绕工艺中的关键因素,其合理设计直接影响制品性能。针对缠绕张力的设计,提出缠绕张力算法。基于各向异性缠绕层弹性变形及各向同性内衬厚壁筒理论,给出外压作用下缠绕层的径向应力及环向应力;在弹性范围内采用应力叠加原理建立剩余张力与缠绕张力之间的解析算法。结合三种典型的张力缠绕模型,给出剩余张力具体关系式;分析等剩余张力,得到不同特例下的剩余张力解析公式。依据该解析算法研究芯模内、外径比及张力锥度系数对各向同性材料缠绕层剩余张力分布的影响,表明芯模内、外径比与锥度系数变化对缠绕层剩余张力分布有显著影响,且该文算法简单、合理、可靠;对各向异性复合材料缠绕层等剩余张力分析,其结果与现有网格理论结果一致,且该文缠绕张力上下层变化平缓,易于张力控制的实现。     

残余应力对复合材料弹2塑性变形的影响

从细观力学的角度给出了分析残余应力对一般复合材料塑性性能影响的一种解析方法, 该方法基于应力二阶矩的割线模量法及Ponte Castaneda 和W illis 给出的弹性细观模型。有残余应力时, 所提的细观解析模型能够同时考虑纤维形状, 体积百分比, 纤维取向及纤维的分布对复合材料变形的影响。计算结果表明, 残余应力的存在会引起复合材料拉压变形的不对称, 材料宏观的拉压硬化曲线又与复合材料的细观结构参数密切相关。对单向复合材料, 本文作者对其等效割线热膨胀系数, 拉压应力-应变曲线的有限元分析结果与给出的细观解析模型定量吻合。      

含球夹杂复合材料的力学性能分析

对于复合材料的有效弹性模量,Eshelby[1]的等效夹杂法和Budians-ky和Wu[3]的自相似法仅仅考虑了夹杂的形状及基体和夹杂的力学性能,而忽略了夹杂的大小和相互作用。本文认为当复合材料的夹杂体积分数增大时,夹杂之间的相互作用影响是比较显着的。基于这一事实,本文在考虑夹杂的形状,大小,分布和相互作用前提下推导了材料的有效弹性模量。最后,本文给出了夹杂分布和基体泊松比对复合材料有效弹性模量的影响,并且部分结果与实验进行了比较。从比较的结果来看,本文的结果与实验值吻合的很好。      

复相材料中微观组织开裂的力学分析

本文从力学角度对复相材料中微观组织的开裂进行了分析,论述了微观组织的等强度设计思想和方程,计算了 F(铁素体)-M(马氏体)双相钢中 M 体的临界长度 l_c,利用临界长度的概念,对 F-M 双相钢中微观组织的开裂位置进行了分析计算。     

多层压配组合圆筒有限元分析的简化

多层压配组合圆筒问题常常是轴对称的,且结构的接触边界不变,摩擦的影响可忽略。利用其简单的变形协调关系,可大大简化其有限元分析的过程、减少占机时间、提高计算精度。     

一类非均布荷载作用下双层厚壁圆筒光滑接触时的应力解析解

采用复变函数方法,给出了双层厚壁圆筒外壁受有一类两向不等压非均布径向压力,内壁受有均布压力作用时平面问题的应力求解方法。在两层圆筒光滑接触的假定下,获得双层厚壁圆筒的应力解析解。通过算例分析了不同弹性模量组合时圆筒内不同截面的切向应力与径向应力分布规律,研究结果表明：当内壁均布压力较小时,两层圆筒的内壁处切向应力沿环向均呈余弦分布,且都在内壁的最小地应力方向承受最大压应力,在最大地应力方向承受最大拉应力;径向应力沿径向在圆筒0#x000b0;、45#x000b0;、90#x000b0;截面处分别呈近似#x0201c;M#x0201d;状、#x0201c;菱形#x0201d;、#x0201c;W#x0201d;状分布;随着内外层弹性模量比值的增大,内层圆筒内壁附近切向应力增大,径向应力在最小地应力方向增大,在最大地应力方向减小,而在外层筒分布规律相反。采用内软外硬的弹性模量组合,能有效的减小圆筒内层内壁处的应力集中程度。     

钢筋套筒灌浆连接性能试验研究及筒壁应力分析

完成了12个钢制套筒灌浆连接件的拉拔试验,系统研究了其破坏过程与破坏形态、荷载-位移曲线、套筒应变等,重点分析了锚固长度、钢筋直径对筒壁应力的影响。运用厚壁圆筒理论,明确套筒灌浆连接件中钢筋与灌浆料以及套筒之间的传力过程,并基于轴向拉力建立了筒壁纵、横向应力的计算模型。研究表明：套筒灌浆连接件破坏过程分为弹性、屈服、强化、颈缩四个阶段,屈服强度和极限强度与钢筋材性相近。随钢筋锚固长度增加,筒壁应力略有减小,且随着钢筋直径增加,筒壁的应力明显增大。同时,建议筒壁应力计算值与试验值吻合较好,可为钢筋套筒灌浆连接设计与研究提供借鉴。