基于连续介质损伤模型的复合材料连接件失效分析

对4种不同铺层顺序的复合材料销钉连接件进行了挤压试验,得到复合材料销钉连接件的挤压强度和弦向挤压刚度,分析了载荷方向偏角对失效模式、挤压强度和弦向挤压刚度的影响规律。基于连续介质损伤力学理论,建立了复合材料销钉连接件在挤压载荷下的三维非线性数值模型,其中,采用最大应变准则预测纤维损伤的萌生,损伤演化规律则采用双线性损伤本构关系。基于物理失效机制的Puck准则对基体损伤的起始进行判定,根据断裂面内的等效应变表征基体损伤的扩展。该模型还考虑了剪切非线性和就地强度效应对挤压强度和损伤扩展的影响。基于此模型分析了销钉连接件在挤压载荷下的失效模式、挤压强度和弦向挤压刚度。试验结果和计算结果较好吻合,验证了模型的准确性和适用性。     

销钉式挤出机的机筒三维有限元分析

根据挤出机的结构特点，建立了普通挤出机机筒的有限元模型，利用ANSYS有限元软件对其进行有限元分析，并与理论计算值进行比较，两者结果吻合较好，说明有限元计算方法是可靠的．而后建立了销订机筒的有限元模型，运用ANSYS有限元软件，对该机筒进行了应力分析，得到了其应力分布值。计算结果表明：销钉孔和内壁面的结合处存在较高的应力集中，销钉孔打破了机简的连续性。降低了它的强度．为有效降低销钉机筒的应力，应合理进行销钉机筒的结构设计．     

复合材料挖补修理结构的有限元建模及精度影响分析

基于Patran/Nastran有限元软件对复合材料层板的挖补修理结构进行建模计算,分析结构中的应力分布情况,并在有限元建模方法方面进行了一些探讨.得到一些重要结论:在补片和母板的胶接尖端部位应力集中最大,会最先发生破坏;胶层中的应力主要沿周向变化,沿径向变化不明显,且在单向载荷作用下沿外载荷作用线方向应力水平最高.层板上距离胶接修补局部大于3倍损伤孔半径的区域,应力水平几乎不受修补区域的影响;第三,选取分析模型的尺寸是损伤孔半径的10倍左右时,可以不计尺度效应对计算结果的影响;对铺层较多的层板,可以采用沿厚度方向取数层作为一个单元的方法进行模拟,而少于20个铺层的薄板,可以每个铺层建立一个单元进行划分,能够保证足够的计算精度,且计算效率较高.     

缺口件疲劳损伤累积规律的研究

为解决传统疲劳方法对于缺口件疲劳寿命估算不准确的问题,引入疲劳损伤累积的概念.利用有限元分析方法,计算了中心圆孔试件在4种疲劳载荷作用下缺口处的应力-应变响应.采用坐标变换的方法得到缺口处在4种疲劳载荷作用下任意材料平面上的应力、应变分量.选取6种损伤参量进行研究,计算得到6种损伤参量随截面位置的变化情况,进而可以确定最大疲劳损伤.为了获得6种损伤模型的累积规律,计算在不同循环内的最大累积损伤,进而获得最大疲劳累积损伤与循环次数的关系.结果表明:中心圆孔缺口件在4种疲劳载荷作用下6种损伤模型的累积规律都为线性.以该结论为基础可估算缺口件的疲劳寿命.     

粘接界面的损伤研究

把粘接界面本构模型应用到商用的各向异性导电胶粘接的试件中,并用此模型计算试件的90°剥离的开裂.通过对粘接界面模型的修正,在原界面模型的基础上,增加了界面损伤因子χ,根据实验数据分别给出了温度循环损伤因子和高温高湿损伤因子计算公式.损伤因子不但能改变粘接的最大应力值,也能改变粘接界面开裂的位移.有损伤因子的界面本构能够描述温度循环和高温高湿试验后试件粘结强度的变化,此界面损伤模型的计算结果与实验结果吻合较好.     

大型悬臂抬升裙楼施工卸载安全性分析

本文用ANSYS软件对深交所抬升裙楼的卸载过程进行了数值模拟计算,分析了卸载过程中支撑胎架内力和抬升裙楼位移的变化,并在卸载过程中进行了实时监测,将监测结果和计算结果进行了对比.所有的计算应力值均为压应力,卸载前应力值最大,随着卸载过程的一步步进行,胎架应力值逐渐减小.应力监测结果受各方面因素影响比较大,在某些局部区域与计算结果有较大误差.裙楼悬挑下弦测点位移在卸载过程中的计算值与监测值比较接近,变化趋势基本保持一致.在施工过程中,结构的应力变化不大,满足设计规范的要求.从计算结果与监测结果看出,整个卸载过程安全,可控.     

爆炸载荷下拱坝脆性动力损伤有限元分析

基于连续损伤力学理论，用三维各向异性脆性动力损伤模型分析了拱坝及其岩基在爆炸载荷作用下的动力损伤问题.把损伤应变能释放率的概念引入岩石类介质的脆性动力损伤演化模型，并应用于独立研制的三维各向异性脆性动力损伤有限元程序（3-DADDFEP）,利用该程序对上述问题进行了有限元分析.研究表明，爆炸载荷作用附近以及其对应坝体背面的相应位置最易发生损伤破坏;爆炸载荷的峰值和持续时间对损伤的发展和扩散有重要的影响，当爆炸载荷产生的动应力远远高于材料的损伤发展门槛值时，材料的损伤将会急剧增加，这对结构的安全是极为不利的；由于爆炸载荷的作用时间比较短，损伤破坏的局部特征比较明显.     

风力机叶片根部孔缺陷补强的有限元分析

风力机复合材料叶片在生产过程中难免出现各种加工质量问题.以1.5 MW根部T型螺栓孔打孔损伤叶片为例,提出了打孔错误叶片根部的修补方案,建立了修补后叶片根部的有限元模型.对叶片根部的修补方案进行三维有限元应力分析,得到修补后叶跟和T型螺栓的应力分布.比较修补前后的应力情况,发现修补后缺陷区域的最大拉应力变化不大,而剪应力减小的幅度较大,螺栓的最大拉应力略有降低.结果表明,通过修补后,缺陷区域的应力状态有所改善.     

各向异性固结软粘土的循环软化-孔压模型

通过对杭州软粘土进行应力控制的循环三轴试验,研究了各向异性固结软粘土的循环软化特性及孔压发展规律.试验结果表明,随着循环次数的增加和循环应力比的提高,软化指数逐渐降低,残余孔压逐渐增高;当采用各向异性固结时,初始静剪应力的增大会造成土体软化加快,但残余孔压变化缺乏一定规律性.建立了各向异性固结软粘土循环软化-孔压模型,该模型反映了软粘土循环软化特性及残余孔压增长规律.     

销钉机筒挤出机内物料的流变学分析

基于牛顿流体模型，给出销钉机筒挤出机内销钉附近流场的应力分布和速度分布的数学表达式，提出销钉消耗功率的计算方法．用天然胶-碳黑混炼胶对销钉消耗功率的计算方法在工业挤出机上进行实验验证，结果表明计算功率与实测功率值有很好的一致性．     

层间加胶膜层压板的层间应力与孔边应力分析

采用建立在边界层理论基础上的复合材料层压板孔边层间应力分析方法，计算了层间加胶膜层压板的孔边应力，还采用三维有限元方法分析层间加胶膜层压板的层间应力边缘效应，结果表明，层间胶膜的加入以使 层压板边缘和孔边的层间应力明显下降。     

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.     

碳纤维薄板增强RC梁界面温度应力理论分析

以碳纤维薄板（CFL）为研究对象,考虑了增强钢筋混凝土（RC）梁和CFL薄板的剪切变形,并着重研究了温度变化对界面应力的影响,推导出在温度变化和力载荷作用下CFL增强RC梁界面应力分布公式。温度变化引起的界面应力分布为：在界面两端出现高应力集中,端部的应力值最大,应力在端部附近迅速下降到一个稳定值。在△T=50℃;q=50kN／m的载荷水平下,温度变化产生的最大剪应力为1．7MPa,最大正应力为1．3MPa,均布载荷作用下产生的最大剪应力为0．8MPa,最大正应力为0．7MPa。在对碳纤维薄板（CFL）增强钢筋混凝土（Re）梁进行设计时考虑温度应力的影响是十分必要的。     

大跨度钢箱梁斜拉桥钢–UHPC组合桥面加固效果评估

为评估钢-UHPC（超高性能混凝土,Ultra-High Performance Concrete）组合桥面对大跨度钢箱梁斜拉桥的加固效果,基于随机车流下应力监测数据,结合《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015）对钢-UHPC组合桥面和ERE（冷拌环氧树脂,Epoxy bond chips layer+ Resin asphalt+ Epoxy bond chips layer）桥面的疲劳性能进行了对比评估。利用Miner线性累积损伤准则计算了两种桥面各疲劳易损细节的剩余疲劳寿命。建立有限元模型,对钢-UHPC组合桥面UHPC层的抗裂性能进行了验算;计算了两种桥面钢桥面板的最大挠度及沥青铺装层的最大拉应力。结果表明： ERE桥面面板-纵肋焊缝纵肋侧、横隔板弧形切口和纵肋对接焊缝处存在较大应力,剩余疲劳寿命分别为214、186、61年;ERE桥面纵肋对接焊缝处在桥梁设计基准期内有疲劳破坏的风险;经钢-UHPC组合桥面加固后,正交异性板各疲劳易损细节最大应力幅值均降低到常幅疲劳极限以下,剩余疲劳寿命增长为无穷大;钢-UHPC组合桥面UHPC层的最大拉应力为4.68MPa,抗裂性能满足规范设计要求;经钢-UHPC组合桥面加固后,正交异性桥面刚度提升效果明显;加固后,钢桥面板挠度降幅为34%,最大挠度为0.69mm;沥青铺装层最大拉应力降幅为59%,最大拉应力为0.42MPa。经钢-UHPC组合桥面加固后,正交异性钢桥面板各疲劳易损细节疲劳性能满足规范设计要求,桥面铺装层的抗裂性能也有所改善。     

金属基/陶瓷复合层受弯应力的有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件对弯曲状态下金属基／陶瓷涂层的应力分布情况进行了理论建模，并基于此模型计算了不同涂层厚度和不同涂层弹性模量比情况下的应力分布情况。在弯曲中心处，涂层所受的拉应力随弹性模量的增加而增大，剪应力很小。在远离弯曲中心两侧处，剪应力值会达到峰值而拉应力减小，且剪应力最大值随着弹性模量和涂层厚度的增加而增大，且由此分析了由应力产生涂层失效的原因，其结果对陶瓷涂层的可靠性设计及应用具有一定指导作用。     

开洞板洞口周边弹性加强探讨

简单探讨了竖向荷载作用的开洞板洞口设置弹性加强的问题，采用有限元软件ANSYS计算。根据工程实际情况，提出3种加强方式，同时考虑加强边刚度和宽度等参数的影响，求出不同参数情况下加强边内和板未加强部分的最大受压、受拉应变和挠度。通过比较，得出了一些指导开洞板加强设计的合理建议。同时考虑了加强边造价的影响，使得通过该文建议设计出的开洞板不但受力合理而且经济。     

Gear geometry of cycloid drives

According to differential geometry and gear geometry, the equation of meshing for small teeth difference planetary gearing and a universal equation of conjugated profile are established based on cylindrical pin tooth and given motion. The correct meshing condition, contact line, contact ratio, calculating method for pin tooth’s maximum contact point are developed. Investigation on the theory of conjugated meshing is carried out when the tooth difference numbers between pin wheel and cycloidal gear are 1, 2, 3 and −1, respectively. A general method called enveloping method to generate hypocycloid and epicycloid is put forward. The correct meshing condition for cycloid pin wheel gearing is provided, and the contact line and the contact ratio are also discussed. Supported by the National Science and Technology Supporting Program (Grant No. No. 2006BAF01B08) and Chongqing Science and Technology Key Task (Grant No. CSCT2006AA3010-6)     

活塞有限元分析

运用现代设计分析方法,建立了一种活塞实体有限元模型．分析计算了一种新设计的直径１００ｍｍ柴油机活塞的温度场以及综合变形与应力．计算结果表明：活塞综合变形不呈轴对称分布,裙部过大的径向变形是造成活塞拉缸的主要原因;综合应力峰值出现在销座内侧及冷却油腔处,是造成活塞常见破坏形式（销座及冷却油腔开裂）的主要原因．     

关于RTM工艺过程树脂渗流的几个重要问题

介绍了RTM工艺过程,给出了树脂流动过程控制方程,讨论了RTM工艺过程树脂渗流存在的主要问题,给出了“边缘效应”渗透率等价计算公式及二维各向同性、正交各向异性、各向异性增强纤维介质渗透率计算方法,概述了多层介质渗流问题。模拟多层介质渗流时 应注意各纤维层渗流速度不一致。