具有局部分层的对称铺设层合板在非保守力作用下的屈曲分析

利用弹性非保守系统自激振动的拟固有频率变分原理,推导出复合材料矩形板受非保守随从力作用的变分方程,进而导出复合材料层合板含分层损伤的有限元基本方程及求解临界荷载力和固有频率的特征方程。用载荷增量法计算了不同边长比的复合材料矩形板在面内受随从力作用且含有分层的临界载荷,分析了不同角铺设方向对临界载荷的影响。分析表明,分层对临界载荷有一定影响,复合材料层合板的角铺设方向对临界载荷有较大影响。     

平面三自由度并联机构动力学性能研究

采用凯恩方法建立平面三自由度并联机构的动力学方程。为了量化机构的动力学性能,基于操作空间的惯性矩阵,给出机构加速性能评价指标,机构高速运行时,转动关节会引起较大的离心力和哥氏力,又给出高速性能指标。进而研究两种指标在工作空间的分布情况,得到它们在工作空间的等高线图,分析关节驱动力矩沿等高线的变化规律。结果表明,两种性能指标在工作空间的分布具有相似性,在拟定机构工作空间时可以兼顾加速性能和高速性能,并使得机构的工作空间和动力学性能达到均衡,为应用于高加速度和高速作业的机器人机构的工作空间确定和动力学优化设计提供参考。     

纤维打团效应对纤维混凝土抗拉性能的影响

针对纤维在混凝土中存在的打团效应引入了纤维均分系数,并建立了六种纤维打团模型。基于复合材料的力学理论,分析了纤维打团效应对纤维混凝土(FRC)抗拉性能的影响。结果表明:纤维均分系数随打团纤维根数的增大而减少;纤维打团效应的存在导致纤维临界体积掺加率有一定程度的增大,FRC的抗拉强度有不同程度的减小;FRC抗拉强度的损失与纤维临界体积掺加率均随纤维打团含量的增大而增大;考虑纤维打团效应的FRC拉伸强度计算值与试验值较为接近。     

有限板中裂纹应力强度因子的计算

采用Muskhelishvili复势理论和Riemann—Hilbert问题的解法，给出了裂纹表面受伪集中力作用时的基本解。并利用“伪力法”和叠加原理给出了含中心斜裂纹的岩石类材料在压缩荷载作用下的应力强度因子的解法，分析了裂纹方向对应力强度因子的影响。利用基本解和边界条件可以计算板长和板宽对应力强度因子的影响。     

结合面切向接触刚度的概率统计模型

该文考虑结合面上微凸体接触为椭圆形接触, 运用弹性力学空间半无限体受载荷变形理论, 并根据椭圆形接触面上压力分布的Hertz理论, 推导出椭圆形接触面的长、短半轴计算式和单个微凸体接触时的切向接触刚度表达式. 建立了结合面上微凸体椭圆形接触面的长、短半轴呈二维正态分布、高度呈正态分布情况下的宏观切向接触刚度模型, 得到了相应的宏观切向接触刚度表达式. 通过数值计算给出了切向接触刚度随结合面的法向载荷、切向载荷、椭圆微凸体的离心率、微凸体分布的相关系数、微凸体测量高度和微凸体分布的标准方差等各影响因素的变化情况, 增大法向载荷可以提高结合面的切向接触刚度, 而切向载荷的增大会导致切向接触刚度的 减小.     

界面元法在机械结构结合部问题中的应用

针对机械结构数值分析难以解决的结合面位移不连续问题,建立了一种包含结合部特性的机械结构结合部界面元模型。以螺栓连接的机械结构为研究对象,分别进行数值计算和试验研究,并将分析和试验结果进行了比较。结果表明:界面元法能够较好地解决机械结构结合部问题,具有广阔的应用前景。     

无限大平面中斜裂纹的压剪断裂分析

根据Muskhelishvili的复势理论,结合裂面边界条件和位移单值条件,将无限大平面受压应力作用的裂纹问题转化为对应的Hilbert问题,并运用复变函数法分别给出了在伪集中力作用下,不同裂面形态的基本解。对不同裂面形态的摩擦力大小和分布进行了详细分析,建立了新的摩擦力计算模型。采用“伪力法”和叠加原理,结合所求的基本解,给出了含中心斜裂纹的岩石类材料在压缩荷载作用下的应力强度因子(SIF)的解法。研究表明:裂面状态对KⅠ的大小没有影响,而对KⅡ的影响却很大,相同应力条件下,裂面状态会影响裂纹的开裂角和开裂方式。     

箍筋约束超高性能混凝土短柱轴压承载力试验研究

通过对10组配置菱形、十字形复合箍筋的超高性能混凝土(UHPC)短柱和1组未配置钢筋的UHPC短柱进行轴压承载力试验,研究了其破坏过程和破坏形态,分析了箍筋间距、纤维掺量和箍筋形式对其轴向应变-轴向荷载曲线和应力-应变曲线的影响。结果表明,箍筋形式的闭合环数和纤维掺量对UHPC短柱的变形能力有一定程度的改善作用。箍筋间距和纤维掺量对试件轴压承载力及相应轴向峰值应变有显著的影响,箍筋间距对轴向峰值应变的影响更大。相同箍筋间距的菱形复合箍筋(DC)较十字形复合箍筋(CC)试件的峰值荷载有所提高。随着箍筋间距的减小,各试件归一化应力-应变曲线上升段斜率增大,但其下降段却表现出更大差异。纤维掺量和箍筋类形对UHPC试件的应力-应变归一化曲线影响较小。考虑箍筋约束效应及纤维约束效应,建立了复合箍筋约束UHPC短柱轴心受压承载力计算公式;计算结果与试验结果比较,吻合较好。     

冻融循环下钙质砂岩力学特性及其损伤劣化机制的试验研究

通过室内试验的方法,研究了水化学溶液和冻融耦合作用下砂岩的损伤劣化机制和物理力学特性。对浸泡在不同的化学溶液条件下的砂岩分别开展冻融循环试验研究,并对不同冻融循环次数下砂岩的物理力学特性进行量测。研究发现:不同水化学溶液和冻融循环耦合作用下,砂岩试样损伤劣化模式不同,2种主要模式为颗粒剥落、片落模式和裂纹模式。强酸性环境下(pH=3.0),砂岩物理力学特性的冻融循环损伤劣化程度最大,强碱性环境(pH=12.0)次之;在中性至弱碱性环境下,其冻融损伤劣化程度虽然有一定的缓解,但仍随着循环次数的增加而不断加剧。Na_2SO_4溶液的浓度越大,砂岩试样冻融系数的降低速率越大;0.01 mol/L NaHCO_3 pH=9.0下砂岩试样的冻融循环劣化程度相对0.01 mol/LNa_2SO_4 pH=9.0下小;岩石的冻融损伤劣化与其所处的水化学环境密切相关,水化学溶液对砂岩有一定的化学腐蚀作用,水化学溶液与冻融循环的耦合作用对岩石的损伤劣化是相互促进的,共同影响着砂岩的损伤劣化程度。     

界面裂纹的弹性T项

采用Maskhelishvili复势理论,利用界面裂纹特征展开的伪正交特性,提出了求解有限板问题的边界积分法,并给出了界面裂纹的弹性T项计算公式,计算了在三种加载形式下（均匀拉伸,紧凑拉伸和三点弯曲）含界面边裂纹有限板的弹性T项,并分析材料特性对它的影响。