高强度钢随机载荷下裂纹扩展模型

工程结构在全寿命周期内大多都承受随机载荷作用,随机载荷中载荷顺序对裂纹扩展有显著影响．用基于裂纹闭合现象的裂纹扩展模型依次模拟恒幅载荷、过载峰及随机载荷作用下的疲劳裂纹扩展．通过裂纹张开应力反映裂纹闭合效应,将Paris公式计算疲劳裂纹扩展,将有效应力强度因子范围代入Paris公式中计算,并用高强度钢程序块载荷下疲劳实验结果与计算结果比较．结果证明,基于裂纹闭合现象的裂纹扩展模型能很好地模拟随机载荷下的疲劳裂纹扩展,理论计算结果与试验结果相吻合,具有工程实用价值．     

弹塑性随机有限元方法在链传动铰链磨损中的应用

针对复杂的交变载荷，推导了交变载荷下弹塑性随机有限元的迭代格式，迭代格式中，采用运动强化模型反映塑性变形引起的各向异性和包辛格效应，运用Jhansale模型描述材料的瞬态应力应变关系，由于链传动的随机因素，将随机有限元方法引入到交变载荷下弹塑性有限元的迭代格式中，得到局部应力应变的随机响应，为链传动铰链磨损分析提供了更精确的依据．     

椭圆裂纹张开位移权函数法

通过推得的承受椭圆对称载荷作用下的无限椭圆裂纹权函数，利用弹塑性裂力学的D－M模型，得到了权函数法计算其裂纹张开位移COD一般形式，并证明了其表达式的正确性，应用这种承受椭圆对称载荷无限大体椭圆裂纹D－M模型裂纹张开位移COD的一般形式，计算了满足计算条件的5种载荷情况椭圆裂纹的张开位移COD，这些结果以前在任何应力强度因子手册中从未被给出过，可备工程上选择应用，此方法具有计算简便的优点。     

容器中液体的晃动对其上仪表应力强度的影响

采用有限元程序,根据Housner的液体晃动模型,计算了地震载荷作用下贮液容器上的测量仪表的应力分布情况,并总结了测量仪表上的应力分布规律。贮液容器的液体晃动模型包括了全脉冲模型和晃动模型,通过这两种模型中的计算结果的比较,研究容器中的液体晃动对于测量仪表的影响。计算结果表明,在相同的地震载荷作用下,与贮液容器中装满液体相比较,容器中的液体晃动对于测量仪表强度影响较小。     

Q235钢缺口试件随机疲劳寿命试验研究

讨论了一种用于随机载荷下零构件疲劳寿命预估的有效计算方法。引入材料所吸收的弹性应变能和塑性应变能等参量,在等能量损伤法则下推算出稳态条件下随机载荷的等价常幅应力,并利用MTS810疲劳试验机对Q235钢缺口试件进行了试验验证,对于结构设计阶段和改进阶段或应力响应时间历程无法实测的情况,此法尤为可行。     

加筋板在热声载荷作用下随机疲劳寿命估算

薄壁结构在热声载荷作用下的应力响应对其疲劳寿命估算有着很大的影响。给出了热声载荷作用下加筋板结构的大挠度运动方程,运用有限元方法进行数值模拟,分别计算了四边简支薄壁板与加筋板在相同有限带宽高斯白噪声载荷和变化温度下的应力响应,得到了应力时间历程、应力概率密度分布和应力功率谱密度,利用改进的雨流计数法,结合线性累计损伤理论,采用Smith-Watson-Topper(SWT)平均应力模型估算了两种结构在热声载荷作用下的疲劳寿命,并进行了比较分析。     

循环载荷作用下加筋板格极限强度的理论解

为了得到循环载荷作用下加筋板格极限强度的理论解,将加筋板格简化为两端固支的梁－柱 模型,以此推导出循环载荷作用下加筋板格极限强度以及应力应变关系的理论计算公式．用 Ａｂａｑｕｓ有限元软件和理论计算公式分别对同一加筋板格实例在循环载荷作用下的极限强度进行 计算,结果表明：有限元方法的计算结果与理论方法的计算结果两者误差较小,最大误差为 －８．７％,说明理论计算方法是比较合理的,这就为从理论上直接计算加筋板格的极限强度提供了 一个简便且有效的方法．     

随机参数板梁组合结构有限元分析的随机因子法

以随机物理参数板梁组合结构为对象,研究了其在随机力作用下的有限元分析方法．利用随机因子法,建立了结构的弹性模量和外载荷同时具有随机性时结构的有限元方程;利用代数综合法推导出结构位移和应力响应的均值、方差的计算表达式．通过算例,分析了结构物理参数和外载荷的随机性对结构位移和应力响应的影响,并验证了文中模型和方法的合理性与可行性．     

复合载荷下T型管节点应力集中系数研究

提出一种复合载荷下T型管节点应力集中系数(SCF)数值计算方法,并就SCF海冰参数影响进行研究.鉴于采用位移边界条件对管节点应力分析不能充分体现管节点交界处应力集中情况,选用载荷边界条件法计算管节点SCF;借助于ANSYS软件子模型技术,实现在模型中同时施加轴力、面内弯矩和面外弯矩三种基本载荷,采用外推插值法分析复合载荷下管节点交界处应力分布,直接计算出SCF.最后利用该方法研究三个海冰参数:冰厚、来冰方向和冰速对SCF的影响规律,为不同工况下平台冰激疲劳评估选择合适的SCF提供理论依据,具有十分重要的工程应用价值.     

含MSD结构应力强度因子半解析数值算法研究

对典型多源损伤(Multiple Sites Damages ,MSD)构型——有限宽板共线孔边随机多裂纹——应力强度因子计算进行了半解析数值算法的细节构造。对参考载荷作用形式下共线孔边单裂纹的组合法应力强度因子系数进行了拟合，使用有限元应力计算格式下的单裂纹权函数，配合交替迭代法，对复杂加载情况下多裂纹应力强度因子进行计算。通过算例验证算法的正确性及可靠性。     

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.     

改进的边裂纹板条D—M模型

本文提出了一个改进的边裂纹板条D－M模型，该模型考虑了裂纹背表面的屈服对裂纹塑性区尺寸和张开位移的影响。通过积分变换法，导出了平面应变双边裂纹板条在任意I型载荷下的应力强度因子及裂纹面张开位移公式，在此基础上建立了平面应变单边裂纹板条的D－M模型。对于轴向拉伸和纯弯曲载荷情况，分别计算了裂纹塑性区尺寸和张开位移。给出了在拉、弯两种载荷同时作用下背表面开始屈服和韧带完全屈服时的载荷轨迹。     

考虑油膜润滑的连杆有限元分析

建立连杆多体动力学模型,研究连杆的弹性液体动力学(EHD)特性,分析大头轴承的载荷、油膜厚度及油膜压力在轴瓦表面的分布.建立连杆有限元模型,考虑各组件间的接触关系,分析连杆在装配载荷下的应力分布及变形.通过油膜压力映射的方法对连杆施加载荷,计算连杆在拉、压2种工况下的应力分布与变形.考虑连杆材料与加工工艺,分析连杆的疲劳强度.结果表明,该连杆安全可靠.通过计算不考虑油膜润滑时的连杆强度,分析2种计算结果的差异.结果表明,考虑油膜润滑的连杆强度计算方法更符合实际工况.     

疏水围土中立井井壁破坏机理研究动态与井筒结构力学构想

综述了疏水围土中立井井壁破坏机理的研究成果．在此基础上,对建立疏水围土中立井井筒结构力学体系提出了构想：一是载荷的分类与计算,包括初始载荷、井壁负摩擦力以及变温荷载等;二是井壁的应力分析,探讨了各类载荷下井壁工作应力计算的合理模型．     

疏水围土中立井井壁破坏机理研究动态与井筒结构力学构想

综述了疏水围土中立井井壁破坏机理的研究成果．在此基础上,对建立疏水围土中立井井筒结构力学体系提出了构想一是载荷的分类与计算,包括初始载荷、井壁负摩擦力以及变温荷载等;二是井壁的应力分析,探讨了各类载荷下井壁工作应力计算的合理模型．     

核反应堆驱动机构外套筒对整机抗震性能的影响

摘要：安全棒驱动机构是核反应堆的重要组成部分,其抗震性能是反应堆安全性评价中的重要指标。在设计初期预知地震载荷下的应力分布情有助于提高该机构的高抗震性能。针对某型安全棒驱动机构的设计特征,建立了一种基于反应谱原理的驱动机构外套筒抗震性能分析模型。基于国内外相关抗震设计标准确定地震反应谱,通过分析实际工况的载荷分布情况,确定了模型的边界条件,通过对驱动机构整机、单独内部机构与外套筒三种模型的分析计算,获得了相同载荷及边界条件下的三种模型各自的应力分布。再根据三种模型的特点创建了具有代表性的节点路径,通过提取路径上的应力分布并进行对比,清楚反应出该三种不同模型的应力分布情况,研究了外套筒对控制棒驱动机构抗震性能的影响。分析结果表明外套筒的结构参数直接决定驱动机构整机的抗震性能;外套筒可有效减小内部机构在地震载荷作用下产生的应力;整机外套筒上应力分布情况与整机内部机构应力分布情况基本一致;单独的外套筒与整机的外套筒应力分布趋势一致。这种分析技术可用于在结构设计初期对驱动机构抗震性能设计是否合理进行核算评价。这样可以有效提高设计效率,降低地震载荷带来的风险。     

基于多工况的重载压裂车车架静动态强度分析

压裂车道路行驶及压裂工作下承受较多的载荷类型：弯曲载荷、扭转载荷、纵向以及侧向载荷等。为真实计算压裂车多工况下的车架强度,建立车架有限元模型,分析其在满载弯曲、紧急制动、紧急转弯、满载扭转、大泵中压冲击、大泵高压冲击等6种工况下的载荷,并用有限元法求出载荷下车架上的应力云图和变形云图。根据分析结果可知,道路行驶中车架应力最大的是扭转工况,为275MPa;压裂工况下车架应力最大的是大泵高压冲击工况,为307MPa。此结果通过试验得到了验证,为压裂车车架结构强度的改进提供依据。     

基于直接计算的半潜式平台结构总强度评估

半潜式平台是船舶与海洋工程领域重要的浮式装置,采用直接计算法对某半潜式平台结构的总强度进行了评估.对半潜式平台结构进行有限元模型化,根据海况不同将静水、正常工作和风暴自存3种状态划分为48种计算工况,利用频域内的三维线性水动力理论和设计波法计算半潜式平台在各工况下的波浪载荷,同时考虑各工况下的莫里森力,风载荷,锚链预张力,吊车载荷、钻井载荷等载荷,进而计算平台在48种工况下的应力响应.根据ABS规范对平台结构总强度进行了校核,并对不满足许用应力标准的结构给出了相应的修改建议.结果表明,直接计算为平台结构强度评估提供了有效技术手段,评估结果可为半潜式平台的设计开发提供参考.     

能量法求均布载荷作用下梁桥体外力筋应力增量

目的探讨均布载荷作用下简支、连续梁桥体外力筋应力增量的简便计算方法．方法运用小变形原理和能量法来建立计算模型和方法，并通过算例与力法、有限元法等方法进行对比验证．结果建立了简支、连续梁桥在正常使用载荷阶段体外力筋应力增量的计算方法，分析了三角函数和多项式函数作为变形曲线的应用．结论建立的体外力筋应力增量计算方法是合理的、可靠的．在计算中，简支梁桥用4次方多项式函数即可满足精度要求，连续梁桥则不宜采用多项式作为变形函数．     

基于多工况的重载压裂车车架静动态强度分析

压裂车在道路行驶和压裂工况下承受较多的载荷类型,包括弯曲载荷、扭转载荷、纵向载荷和侧向载荷等。为真实计算压裂车多工况下的车架强度,建立车架有限元模型,分析其在满载弯曲、紧急制动、紧急转弯、满载扭转、大泵中压冲击、大泵高压冲击等6种工况下的载荷情况,并用有限元法求出载荷下车架上的应力云图和变形云图。根据分析结果可知:道路行驶中车架应力最大的是扭转工况,为275 MPa;压裂工况下车架应力最大的是大泵高压冲击工况,为307 MPa。此结果通过试验得到了验证,为压裂车车架结构强度的改进提供依据。