基于间接热力学方法的变换应力方法推导

金属等没有剪胀性的连续材料在根据试验结果建立屈服函数后,可以由Drucker公设及其相关联流动法则推论直接唯一地确定出与屈服函数一致的塑性势函数。但大量试验结果与理论分析都表明Drucker公设对于土材料这种有剪胀性的颗粒材料并不适用,所以更具普适性的热力学成了正确描述土材料塑性流动方向的必要条件。然而塑性流动方向无法只由热力学这一描述材料特性的必要条件唯一地确定,因此便出现了先由试验确定屈服面与塑性流动方向再对其进行热力学验证的间接热力学方法。此外,由于土材料在三维应力空间中不同洛德角对应子午面上的应力应变规律并不一致,因此一般会通过三维化方法来描述土材料在三维应力空间中的力学特性。三维化方法会使得不同子午面上的屈服面及塑性流动方向与三轴压缩状态下所建立的本构模型有所不同,导致三维化后的本构模型是否符合热力学原理成为新的问题。所以本文利用间接热力学方法推导了符合热力学原理的三维化方法,并通过构建变换应力空间将其整理为更有实用性的变换应力方法。

成型方式对应力吸收层沥青混合料性能的影响

开展了旋转压实与马歇尔击实成型对应力吸收层沥青混合料体积和力学性能的影响分析。试验结果表明,应力吸收层配合比设计中可用马歇尔击实50次代替旋转压实50次成型试件,旋转压实试件与马歇尔试件的劈裂抗拉强度、贯入应力均具有良好相关性,换算系数分别为1.347和0.910。提出了基于马歇尔击实方法的应力吸收层设计要求,可更好地进行配合比设计和工地现场质量控制。

基于ANSYS汽车盘式制动器温度场和热应力数值模拟

基于ANSYS建立了某汽车盘式制动器三维实体模型,分析了不同制动工况下盘式制动器的温度场和热应力,还分析了离心力与压应力和摩擦切应力分别作用下的应力分布。结果表明:热应力远大于其他应力的作用,这在分析盘式制动器失效时起着主导作用。运用循环迭代法进行温度场模拟,分析显示摩擦区温度是震荡上升、存在明显的尾迹且其显著大于非摩擦区温度。采用间接耦合法将温度场结果作为应力场载荷分析的热应力,结果显示:热应力呈现交变应力状态且幅值较大,摩擦区周向应力明显大于径向应力,制动盘凸台连接处应力很大。

超长混凝土结构无缝设计研究

结合工程实践,通过合理使用膨胀混凝土和膨胀加强带实现超长钢筋混凝土结构无缝设计,对其进行了初步理论分析和计算,推导出膨胀加强带的计算公式,并以北京地区某幢六层办公用房为例,验证超长混凝土结构膨胀加强带计算的可靠性,为超长混凝土结构设计提供参考。

柴油机缸盖热-机耦合应力分析

采用有限元分析软件ANSYS,分析了某型柴油机缸盖的温度场分布和缸盖热应力以及缸盖在机械载荷作用下的应力场,然后运用热-机顺序耦合的方法,将热分析结果和机械载荷同时加载于缸盖,研究其在多种载荷作用下的应力场和变形情况。研究结果表明:缸盖温度最高点和热应力最大值出现在火力面鼻梁区;热-机耦合应力作用下,缸盖的最大应力点分布于缸盖螺钉头与螺孔的交界处以及火力面鼻梁区,缸盖承受的最大拉应力未超过材料的许容拉应力;热-机耦合应力作用下,缸盖的变形量很小,对其它零件的装配影响小,缸盖的整体变形呈现出对称性。

间接拉伸试验条件下沥青混合料的疲劳行为

采用间接拉伸试验方法(IDT)分别在10,20,30℃温度条件下对AC-13,AC-20,AC-25 3种典型沥青混合料进行应力控制模式下疲劳试验,分析了温度对材料疲劳性能、疲劳特征参数的影响;提出以计算横向应变建立应变疲劳方程,并采用应变-温度-作用次数三维疲劳曲面公式对材料疲劳性能进行预估。研究表明:双对数坐标下应力与疲劳寿命存在良好的线性关系,随着温度升高,同一应力水平下3种沥青混合料的疲劳强度、疲劳寿命对应力水平的敏感性均减小;3种温度条件下建立的统一拟合应变疲劳曲线有很好的相关性,能消除温度对疲劳寿命的影响;应变疲劳曲面方程能为沥青混凝土疲劳寿命的预估提供很好的依据。

地应力测量原理和方法的评述

本文阐述了地应力测量的基本理论、指导原则和主要技术;对各种测量方法和测试仪器的工作原理、主要优缺点以及在不同岩层条件下工作的可靠性和适用性作了基本介绍,特别是对目前世界上应用最广泛的水压致裂法和套孔应力解除法,在本人研究成果的基础上,作了比较详细的论述和评价。

间接拉伸试验条件下沥青混合料变形特性

为分析沥青混合料的劈裂拉伸性能,采用数字图像测量方法,实现了试样表面轴向变形和径向变形的同步测定,得到了粗骨料沥青混合料和细骨料沥青混合料在不同温度下的宏观力学性能及应力-应变关系。结果表明:粗骨料沥青混凝土呈脆性破坏趋势,细骨料沥青混凝土在破坏前进入塑性屈服阶段;材料的弹性压缩和剪切膨胀与载荷历史紧密相连,反映了材料的结构性变形过程。该成果对沥青路面的拉伸开裂研究具有一定的参考价值。

重症患者疾病早期不同应激程度下能量需求的比较

目的对重症患者疾病早期应激程度进行分级，同时采用间接测热法（indirect calorimetry，IC）测定患者能量需求，从而指导重症患者应激早期的能量供给。方法收集了2015-01～2015—12入住河北省人民医院重症医学科进行有创机械通气的重症患者125例，根据人选和排除标准对所收集患者进行筛选。引用应激指数的概念，按应激指数的不同分为轻度应激（n=21）、中度应激（n=100）、重度应激（n=4）三组。然后对每位受试者采用IC测定机体的能量需求，分析各组间能量需求的差异，并探讨不同能量供给对预后的影响。结果本试验共纳入125例患者，轻度、中度、重度应激组患者平均能量需求分别为（16．34±2．32）kcal／（kg·d）、（23．34±3．83）kcal/（kg·d）、（32．29±8．96）kcal／（kg·d），各组间差异有统计学意义（P〈0．001）；轻、中、重度三组能量供给量分别为（12．51±6．69）kcal/（kg·d）、（17．38±10．07）kcal／（kg·d）、（20．88±8．93）kcal（kg·d），分别与各组能量需求量相比，轻度及中度应激组患者能量供给低于机体能量需求（P=0．021，P〈0．001）；而重度应激组能量需求与能量供给之间差异无统计学意义（P〉0．05）；应激程度不同的三组患者机械通气时间及住ICU时间差异均无统计学意义（P=0．18，P=0．78）。结论重症患者疾病早期不同应激程度下机体能量需求是不同的；轻度应激状态下低热卡喂养不利于改善重症患者的临床预后。

临床护理路径在小儿腹股沟斜疝手术中的应用

目的:探讨临床护理路径在小儿腹股沟斜疝手术中的应用效果。方法:将128例腹股沟斜疝患儿随机分为对照组和观察组各64例,对照组患者实施常规护理,观察组患儿按照临床护理路径进行针对性护理。比较两组患儿接受手术相关指标、应激相关指标及护理满意度情况。结果:观察组患儿手术时间、出血量、术后肛门排气时间、卧床时间均明显低于对照组(P<0.05);观察组从术后第2天起血糖水平(BG)和胰岛素水平(Ins)恢复至术前水平,对照组从术后第3天起恢复至术前水平,观察组的应激持续时间短于对照组(P<0.05)。结论:临床护理路径有助于减轻手术创伤、促进术后恢复和缓解应激状态。

消化道肿瘤患者手术前后代谢改变研究

目的评估消化道肿瘤根治术对机体能量和物质代谢的影响,并评价个体化能量供给对消化道肿瘤手术应激患者能量和物质代谢的影响。方法60例行腹部中、大型手术的消化道肿瘤患者随机均分为营养支持组(术后当天按术前测定的能量消耗量开具营养配方)和普通补液组(术后第1天起每天输注5%或10%葡萄糖100～150 g)。肠道功能恢复后,可经口饮食。采用间接能量代谢测定仪测定氧气消耗量(VO_2)、二氧化碳产生量(VCO_2)、呼吸商(RQ)、静息能量消耗(REE)。测量时间分别为术前和术后第1、3、7天。并计算患者手术前、后底物氧化量、能量代谢平衡、氮平衡,监测患者前白蛋白浓度变化。结果与术前相比,营养支持组术后第1、3天的REE显著增加,术后第3天的增幅显著高于普通补液组(P＜0．05)；术后第7天降至术前水平以下。两组术后RQ均下降,营养支持组术后第3天的降幅显著小于普通补液组(P＜0．05)。营养支持组葡萄糖利用、脂肪动员改变等均较普通补液组缓和。术后第7天,营养支持组的氮平衡和能量平衡均由术前负代谢平衡变为正代谢平衡,与普通补液组的差异有显著性(P＜0．01)。术后第7天营养支持组前白蛋白浓度显著高于普通补液组(P＜0．01)。结论不伴并发症的择期消化道肿瘤手术后REE变化较小,术后不必增加能量供给。根治性肿瘤切除后患者REE值有下降趋势；个体化能量供给可在一定程度上减轻术后机体应激程度,改善能量和氮代谢平衡及患者营养状态。

饱和半空间中隧道衬砌对平面SV波的散射IBIEM求解

基于Biot两相介质理论,采用一种高精度的间接边界积分方程法(IBIEM),研究了平面SV波在饱和半空间中隧道衬砌周围散射的基本规律,并给出了不同参数下地表位移幅值、衬砌动应力集中因子及表面孔隙水压分布图和相应的频谱结果。数值分析表明:饱和半空间隧道衬砌对SV波的散射特征取决于围岩介质孔隙率、入射波的频率和角度、隧道埋深等因素;隧道外壁透水状态对地表位移和隧道应力影响不大;不同角度SV波入射下,隧道应力集中部位有很大差别,且随半空间介质孔隙率增大,应力集中越发显著;衬砌外壁孔隙水压峰值可达到入射波应力幅值的4倍,且30°斜入射下幅值明显大于0°垂直入射情况;衬砌上方附近不同点位位移频谱特征差异显著,斜入射情况位移放大效应明显;随埋深增大,地表位移幅值和衬砌表面动应力谱振荡更为剧烈,但幅值会有所降低。另外,按波速比等效的单相介质模型可以近似计算SV波入射下隧道–饱和围岩的位移场和应力场。

盘形制动有限元模拟计算方法研究

建立3种制动盘制动过程有限元计算模型,即:部分盘间接耦合模型、整盘间接耦合模型、弹塑性热-机耦合模型,并以1∶1制动试验结果和红外线温度成像系统测试的温度为依据,分析不同模型计算结果的准确性和适用性。在部分盘间接耦合模型的基础上,通过改变热流加载方法提出整盘热流移动加载间接耦合模型,该模型可用于模拟计算制动盘的整体温度场和应力场。在接触直接耦合法的基础上,考虑材料的塑性影响,建立弹塑性热-机耦合模型,该模型可用于模拟制动盘摩擦面的局部热损伤。

间接拉伸虚拟试验模式下沥青混合料的应力分布

为了更准确地评价间接拉伸模式下沥青混合料的二维应力分布状态,利用X-ray CT扫描沥青混合料试件,获取混合料内部真实三维细观结构(集料、砂胶和空隙),根据三维重构理论和重构算法,建立沥青混合料三维虚拟试样。在此基础上,对沥青混合料虚拟试样进行低温、快速加载条件下的间接拉伸虚拟试验仿真。结果表明:不同于以往基于弹性理论解的二维应力均匀分布结论,混合料试件水平轴向和竖直轴向上的应力都不再均匀对称分布,最大应力也不再出现在试件中心处。间接拉伸虚拟试验方法克服了以往忽略混合料内部细观结构的缺陷,可以更为真实地模拟试件受荷作用下的力学状态。研究方法是对计算机数字化设计沥青混合料目标的有益探索。

既有建筑安全鉴定中混凝土构件的裂缝分析

裂缝是混凝土结构不可避免的,非受力细微裂缝对结构的使用无大的危害,但受力裂缝影响结构的承载能力,或间接裂缝影响结构的耐久性。结合某混凝土结构的安全鉴定实例对典型裂缝的性质、影响、成因进行了分析,并给出了现场裂缝检测的分析思路,并提出根据不同裂缝成因的相应处理方法,为保证建筑物的安全性、耐久性提供帮助。

无锚撑桩排式支护护壁桩侧土压力计算方法

根据被支护土体中的成拱作用 ,将间隔布桩时护壁桩侧土压力分为直接土压力和间接土压力两部分。可用小主应力拱应力分析计算直接土压力 ,用大主应力拱应力分析计算间接土压力。由此得出的桩侧土压力与经典土压力不同 ,呈曲线分布 ,经与实测比较 ,能较好地反映工程实际情况。分析了计算误差和公式适用范围。

弹性半空间中含粘性滑移界面圆形衬砌洞室对平面SH波的散射

为揭示粘性滑移界面对衬砌洞室地震响应规律的影响,采用一种高精度的间接边界积分方程法,基于粘性滑移界面模型,求解了弹性半空间中浅埋圆形衬砌洞室对入射平面SH波的散射。结果表明:中低频波入射时,随着界面滑移刚度系数的增加,衬砌洞室上方地表位移幅值减小,而界面粘性系数对地表位移反应不明显;衬砌内壁应力幅值随界面滑移刚度系数的增加而增大。高频波入射下,较小的界面粘性系数对地表位移放大效应更为显著;当界面滑移刚度系数较小时,部分频段由于体系共振效应会造成显著的应力集中;高频特别是共振频率段,粘性系数对应力幅值有明显的降幅效应。研究结论可为实际地下工程结构的抗震设计提供部分理论依据。

基于缆桩表面应力的船舶缆绳载荷测量方法

为解决配备系缆桩码头的船舶缆绳载荷测量问题,提出一种基于缆桩表面应力测量的缆绳载荷间接测量方法.采用应变电测法测量缆桩表面的应力,建立在缆绳载荷作用下缆桩表面应力理论计算模型;通过将测量值与理论计算模型联立方程组,求解得到缆绳载荷轴向分量和径向分量,合成缆绳载荷值;基于虚拟仪器技术搭建船舶缆绳载荷间接测量系统.实验结果显示,该系统的测量精度较高,缆桩表面应力与缆桩所受的缆绳载荷之间存在明显的对应关系.该方法可以作为配备缆桩码头的船舶缆绳载荷测量的有效途径.

反向起爆破碎效果优于正向起爆的机理探讨

通过分析反向起爆和正向起爆，应力的强度分布、岩石的质点运动、裂缝的形成方向和扩展速度以及爆生气体对裂缝的扩展作用等，得出，反向起爆之所以能提高岩石破碎效果，是因为其应力波的传播方向。

有限元广义应力影响函数定理及算法

当一个定向的单位集中力在结构上移动时,结构某处某应力分量的值是该力位置的函数,称为应力影响函数.本文作者曾经提出并证明了连续体和有限元模型的平均应力影响函数定理,设计了算法,编制了程序,可用于求各类单元组成的复杂结构的应力影响函数,并已应用于工程中。本文发展上述理论,提出有限元模型广义应力影响函数定理,据此可用间接法一次求得任意单元中任一点应力分量或由应力分量的线性组合表示的物理量的影响函数。讨论了单元基准节点位移模式的单元特征向量求法。