膨胀水泥环空界面径向应力理论解及实验验证

为了确定固井水泥凝固过程中套管和水泥环初始载荷状态,综合考虑水泥凝固过程中体积膨胀和材料参数的变化规律,推导出水泥凝固过程中环空界面的径向应力理论解。在理论解推导过程中,将水泥环的凝固过程分为多个时间步长,在每一个时间步长中,先计算水泥环无载荷状态下的原始半径,然后依据套管、膨胀后的水泥环和地层3者的协调变形条件,计算出变形后的径向应力,并将其和变形后的半径值一起作为下一步计算的初始数据。通过室内实验测量了套管和地层在水泥凝固过程中的环向应变,实验结果证明了理论解的正确性。计算和实验结果表明,水泥环在凝固过程中,内外两个界面的径向应力均为压应力,其绝对值随着井壁岩层弹性模量的增加而增加。水泥环的弹性模量越大,其凝固过程中对井壁产生的径向压应力越大,而对套管外壁产生的径向压应力反而越小。故对不同弹性模量的地层应采用适宜弹性模量的水泥固井,以达到使系统载荷均衡的目的。

埋入式光纤Bragg光栅径向应力传感性能参数分析

埋入式光纤Bragg光栅(FBG)可以监测结构内部的应力、温度等其它参数。针对镀镍保护的FBG经钎焊方法横向埋入矩形截面的金属梁内部的情况,本文将影响FBG中心波长变化的因素归纳成两大因素——应力传递系数和位置函数,并深入分析了这两个因素对埋入式FBG的径向应力传感性能的影响。经研究得出,对于某一特定的连接层,尽量选取弹性模量大的保护层,适当减小保护层厚度有助于提高埋入式FBG应力传感的灵敏度。对于一定结构形式的梁,在应力传递系数一定的情况下,位置函数越大,埋入式FBG应力传感的灵敏度越大。埋入过程会造成位置误差。分析得出,当FBG实际埋入位置较指定位置偏右时,位置函数随着倾斜角度的增大而变大;当实际埋入位置较指定位置偏左时,位置函数随着倾斜角度的增大而变小。

圆形硐室广义Hoek-Brown围岩弹塑性交界面上径向应力的近似解

基于广义Hoek-Brown剪切强度包络线与Mohr应力圆、Mohr-Coulomb强度直线均相切的几何性质,引进一个与瞬时内摩擦角有关的参数——最大剪应力模数,获得最大和最小主应力、潜在破坏面上的正应力和剪切力、Mohr应力圆半径和瞬时内聚力与该参数的函数关系,为轴对称平面应变条件下遵守广义Hoek-Brown破坏准则的圆形硐室围岩塑性区半径及重分布应力场的解答提供了简捷途径。通过弹塑性交界面上环向应力和径向应力之和一定的条件,结合最大剪应力模数与由弹塑性交界面上的径向应力与环向应力决定的Mohr圆半径间的关系,得到最大剪应力模数与正规化初始应力满足的非线性表达式,进而运用Newton-Raphson迭代法求得弹塑性交界面上的径向应力的接近于真实值的近似解,并研究弹塑性交界面上的瞬时内摩擦角、正规化瞬时内聚力和正规化径向环向应力比随正规化初始应力和Hoek-Brown物性参数的变化关系。结果表明,随着正规化初始应力的增大,相同岩体质量的围岩弹塑性交界面上的应力状态由近似单轴压缩过渡到两向压缩应力状态,瞬时内摩擦角逐渐变小,而正规化内聚力逐渐变大。

考虑弹性地基的复合材料曲梁径向应力的研究

运用弹性力学理论和经典层合板理论,推导了有弹性地基作用情况下,复合材料曲梁弯曲时径向应力的计算公式,该公式还可以得到曲梁纯弯曲情况下的解析解。利用所推导的公式,讨论了弹性地基对复合材料曲梁径向应力以及径向最大应力位置的影响。

使用环形筋拉深时各阶段径向应力分析

以半圆筋为例,分析得到了使用拉深筋拉深曲面零件时,拉深各阶段凹模入口的径向应力公式,并且对拉深各位置段的平均应力强度进行了求解,为开发曲面零件拉深应用软件奠定了理论基础。

复合曲梁中剪应力和径向应力的研究

文献[1]讨论了复合曲梁在弯曲时的正应力问题,在此基础上,本文进一步导出了其剪应力和径向应力的计算公式,从而使复合曲梁的应力问题全部得到解决。作为特例,也可以从上述公式得到单层匀质曲梁的相应公式,最后给出了计算实例。

螺栓法兰连接中非线性垫片径向应力的解析计算方法

为准确评价螺栓法兰连接结构的紧密性,采用解析方法对螺栓法兰连接中非线垫片沿径向变形量和应力分布进行研究。解析方法计算得到的垫片变形量与应力分布与有限元法计算结果基本一致,但较有限元法计算的稍偏小。分析结果表明,垫片变形量及沿径向的应力分布都是不均匀的,由垫片内径向外径逐渐增大。

复合曲梁中剪应力和径向应力的显式解

在复合曲梁正应力公式的基础上，进一步导出了其剪应力和径向应力的计算公式，从而使复合曲梁的应力问题全部得到解决．作为特例，也可以从上述公式得到该梁在具有纵向对称面，且载荷作用在该平面内时的相应公式．最后给出了计算实例．

曲梁剪应力和径向应力的积分方程解

直接对曲梁剪应力的积分方程进行求解。得到剪应力和径向应力计算的一般公式．最后给出计算实例．

卸荷时间对圆形巷道围岩开裂及径向应力波传播影响的数值模拟

采用提出的连续-非连续方法,研究了卸荷时间(卸荷快慢)对圆形巷道围岩开裂、径向应力波传播及围岩径向应力随时间演变规律的影响。该方法借鉴了拉格朗日元法、变形体离散元法及虚拟裂纹模型的思想。首先,研究了卸荷时间对围岩开裂的影响;然后,研究了卸荷时间对径向应力波传播的影响;最后,研究了卸荷时间对围岩径向应力随时间演变规律的影响。结果表明:卸荷越快,围岩中产生的裂纹越多,最大不平衡力越大,波动越剧烈。增加卸荷时间,开挖边界附近的开裂位置由连续分布向间隔分布转变:当卸荷时间较短时,开挖边界附近围岩呈现连续分布的开裂形态,与这些位置的最大主应力均超过抗拉强度引起拉裂有关;当卸荷时间适中时,围岩呈现出与V形坑类似的开裂形态,可能与这些位置存在剪应力有关。卸荷越快,处于扰动区(径向压应力下降区)内的应力环越多,越清晰,围岩径向应力波动越剧烈,所达到的最大径向拉应力越大或最小径向压应力越小。

复合曲连梁剪应力和径向应力的显示解

在复合曲梁正应力公式的基础上,进一步导出了其剪应力和径向应力的计算公式,从而使复合曲梁的应力问题得到全部解决.作为特例,也可以从上述公式得到该梁在具有纵向对称面,且载荷作用在该平面内的相应公式.最后给出了计算实例.

双模量曲梁的纯弯曲正应力及径向应力

采用材料力学的基本理论,研究了拉压弹性模量不同曲梁的纯弯曲问题,推导出了曲梁相应的纯弯曲正应力及径向应力计算公式。

复合曲梁剪应力和径向应力的分析计算

在复合曲梁弯曲正应力研究的基础上,本文进一步给出其剪应力和径向应力的计算公式,从而使复合曲梁的应力问题全部得到解决.作为特例,也可以从本文所述公式得到单层匀质曲梁的相应公式.最后给出了计算实例.

考虑纵径向热应变的竖向受荷能量桩简化分析方法

为探究温度对能量桩荷载传递机理及相关力学响应的影响,引入平面瞬态温度场方程,将温度场与应力场解耦。基于平面应力模型,将能量桩与桩周土考虑为具有协调变形的整体,计算了径向热应力。在此基础上,将其与双曲线荷载传递模型结合,对桩土界面处的极限摩阻力进行修正。将纵向热应变考虑在竖向荷载传递方程中,得到可同时衡量纵向和径向热效应的竖向受荷能量桩承载特性分析方法。利用增量法对能量桩荷载传递控制方程进行求解,得到桩身轴力、桩侧阻力、桩身位移等相关力学响应。通过与既有文献进行对比,验证了该模型的合理性。通过参数分析,研究了温度和竖向力作用下能量桩的荷载传递特性。结果表明:温度会改变能量桩的荷载传递特性,提高能量桩的运行温度可小幅增加其承载力。该文方法的计算流程清晰,可为能量桩的设计提供参考。

室壁径向应力-中层径向缩短关系对高血压不同左心室构型心肌收缩力的研究

目的 应用室壁中层径向缩短率 (mFs)、室壁中层径向缩短率与收缩末期径向室壁应力关系(mFs cEss)指标探讨原发性高血压不同左室构型心肌收缩力情况。方法 在二维图像指导的M型测值下 ,计算 115例原发性高血压患者 4种构型及正常对照组 2 9例的射血分数 (EF)、收缩末期径向室壁应力(cEss)、短轴缩短率 (Fs)及mFs ,对有关参数进行t检验、直线相关分析、直线回归分析及多元回归分析。结果 EF、短轴缩短率与收缩末期径向室壁应力关系 (Fs cEss)评价高血压 4种左室构型患者的心室排空功能 ,除离心性肥厚者外 ,其余 3种构型存在高估现象。mFs评估高血压 4种构型患者的心肌收缩力时 ,发现其均值均小于正常对照组 (P <0 .0 0 1) ,以向心性构型尤其向心性肥厚者为甚 ;mFs cEss关系估测心肌收缩力时 ,60 .3 %向心性肥厚者、3 8.5 %向心性构型者的回归点落于对照组 95 %回归区间下限外。结论mFs ,mFs

曲梁的剪应力和径向应力的积分方程解

给出了计算曲梁剪应力和径向应力的一种新方法，即直接对剪应力积分方程进行求解。所得剪应力和径向应力解析公式不仅满足平衡方程，且满足曲梁上、下表面处力的边界条件。算例表明，与其它采用了附加假设的近似解相比，这种新方法的解具有很高的精度，同弹性理论解非常接近。

组合曲梁的径向应力及其对正应力的影响

在纯弯曲组合曲梁正应力公式的基础上，进一步导出了径向应力的计算公式，并对组合曲梁径向应力对弯曲正应力的影响进行了估算。

TiNiNb形状记忆合金管接头径向压应力的模拟计算

形状记忆合金管接头与被接管接触面上压应力研究对其工程应用具有重要价值。利用弹塑性理论对TiNiNb管接头连接过程应力进行分析,建立了力学模型,对径向压应力随温度变化情况进行了模拟计算。计算分析了管接头厚度、内径值和配合间隙对径向压应力的影响,计算分析表明材料膨胀系数对紧固力有明显影响。实验测试值与该力学模型模拟计算值比较吻合,该力学模型能较好的模拟管接头的力学行为。

径向热应力对离合器摩擦对偶钢片变形的影响

建立了径向热应力作用下摩擦对偶钢片各阶临界屈曲应力计算模型,应用临界屈曲应力计算模型定量分析了厚度、径向温差等参数对摩擦对偶钢片临界屈曲应力的影响,并通过离合器台架实验验证了模型的正确性。结果表明:径向温度梯度产生的径向热应力会导致摩擦对偶钢片屈曲变形;摩擦对偶钢片不同屈曲阶数对应的临界屈曲应力不同,低阶屈曲对应临界屈曲应力较小;不同边界约束条件对应的临界屈曲应力不同,外径简支边界条件对应临界屈曲应力较小,即相同厚度摩擦对偶钢片,外齿摩擦对偶钢片较内齿摩擦对偶钢片更容易发生屈曲;通过增加摩擦对偶钢片厚度可明显提高其抗屈曲变形的能力,内、外径简支条件下2mm厚的摩擦对偶钢片厚度同时增加1mm,抗屈曲变形能力可分别提高125.4%和125.9%。

黏性土地基中静压桩桩土界面径向应力室内试验研究

为了研究静压桩贯入过程中的桩土界面径向应力的分布特征,通过在模型桩身安装硅压阻式土压力传感器和孔隙水压力传感器,获得了总径向应力、孔隙水压力和径向有效应力的变化规律,并对比分析了实测值与理论值。结果表明:在均质黏性土中沉桩,有效应力占总径向应力的比值较高,且两者随深度的变化规律一致;总径向应力、径向有效应力和超孔隙水压力均存在退化现象,且在同一深度处随贯入深度的增加,退化程度逐渐减小;孔隙水压力随贯入深度的增加呈线性增长,退化现象不明显;超孔隙水压力与上覆土重的比值随深度的增加逐渐减小,且最大值为87%;试验中获得的总径向应力的实测值介于静止土压力和被动土压力之间。研究成果可为黏性土地基中静压桩的工程实践提供借鉴与参考。