岩石分形节理光弹实验与数值模拟研究

从分形几何的观点出发,根据岩石结构面具有统计自相似特征,采用Mandelbrot-Weierstrass函数在聚碳酸脂板人为生成不同分维的分形曲线来模拟岩石节理不同的粗糙度,对该试样进行了一系列单压和压剪光弹实验。运用ANSYS系统,通过对模拟分形节理实验过程的数值模拟,研究了定量刻划节理粗糙性的分维对应力场分布变化的影响,并与光弹实验结果作了对比分析。研究表明,数值模拟结果与光弹实验结果有较好的一致。

第三磨牙伸长对下颌各牙根尖应力分布规律影响的光弹实验研究

目的 :探讨单侧上颌或下颌第三磨牙伸长对下颌各牙根尖应力传导规律的影响。方法 :采用透明环氧树脂复制以相同牙列而排成的正常牙合、单侧上颌或下颌第三磨牙伸长的咬合模型各 1副 ,2 .0kg垂直加载 ,切片后投影式光弹仪上观测各牙根尖主应力的大小与方向 ,及其与下颌牙根轴倾角间的关系。结果 :所建 3个 (种 )模型下颌牙根轴倾角无显著差异 ,上颌第三磨牙伸长对侧及下颌第三磨牙伸长侧磨牙的根尖主应力较正常牙合者更偏向远中颊侧 ,应力水平显著升高 (P <0 .0 5 )。而相应另一侧的磨牙根尖主应力方向更偏向近中舌侧。上颌第三磨牙伸长对侧及下颌第三磨牙伸长侧的应力水平均高于正常牙合 (P <0 .0 5 )。结论 :单侧第三磨牙伸长可致牙根尖应力发生改变。

基于光弹实验的销轴连接应力分析

典型销轴连接的局部结构和内部应力状态十分复杂,目前关于销轴连接的计算方法计算精度不足,设计过程中通常选用较大的强度储备来弥补。以典型的履带起重机变幅拉板的销轴连接为例,基于相似理论,完成变态模型光弹实验,分析销轴连接受力特性,研究销孔拉板的应力状态。以销孔拉板的变态模型光弹实验结果为导向,设置销轴连接有限元仿真模型的参数,为销轴设计和校核提供参考。

应用光弹实验研究等距型面联接接触应力分布

两弹性体的接触应力通常采用Hertz公式计算 ,但工程上有时不能完全满足Hertz公式成立的条件 ,这必然导致与实际情况的偏差。针对等距型面做无键联接传动时 ,其接触应力不宜用Hertz公式计算的情况 。

基于应力场可视化光弹实验平台的教学方法

该文研发了基于3D打印的透射性光弹实验系统,将相移法应用于非连续物体内部应力场提取和求解。将基于3D打印的透射性光弹实验系统引入材料力学实验教学,建立了基于3D打印的非连续物体应力场可视化实验教学方法,强化了材料力学实验教学平台。通过开展非连续物体应力场可视化实验教学,使学生加深了对课本理论知识的理解,拓宽了知识面,提高了创新能力。

三弧段等距型面联接强度的光弹实验研究

根据光弹性原理,对三弧段等距型面联接强度进行光弹试验研究。通过建立平面偏振光试验系统,对用光敏材料制成的与实物相似的三弧段等距型面试件施加一定载荷,并用偏振光照射,直观表现三弧段等距型面联接的应力分布规律。

不同大连接体对支持组织受力影响的光弹实验分析

作者采用光弹实验应力分析法,研究了不同大连接体设计的上下颌单侧游离端义齿,在侧向加载时对基牙和缺牙区牙槽嵴的受力情况。结果表明,腭杆传递(牙合)力的作用在一定范围内受其宽度影响很小;义齿在侧向载荷下,(牙合)力主要由缺牙区牙槽嵴和同侧基牙承担;舌杆、双舌杆和舌板传递给基牙和缺牙区牙槽嵴的作用力未见明显差异。

分荷法光弹实验及在矿山地压管理中的应用

针对目前二维光弹实验中对模型进行液压或气压双向同时加载存在系统管路复杂,设备昂贵,常出现漏油、漏气问题,利用环氧树脂光弹材料的冻结性能,以某有色金属矿山采场地压管理为例,采用一种等效的双向分次加荷法——分荷法,一个方向烘箱内冻结加载,另一垂直方向光弹仪上常温加载,把双向同时加载分解为两个垂直方向的先后两次单向加载。实验结果表明,达到了双向同时加载的同等效果。该法简便易行,经济有效,克服了双向同时加载常出现漏油、漏气的缺点,丰富和发展了光弹模拟实验技术。

排桩支护深基坑的光弹实验模拟分析

基于光弹材料受力产生光学条纹原理,借助散体介质双轴加载双向流动光弹实验装置,模拟基坑开挖,并研究开挖过程中力链网络结构及其演化特征。实验结果表明:光弹实验结果与规范中的相关要求一致,从而证明了光弹实验方法对基坑开挖的离散元模拟是有效的;采用排桩对基坑周边松散土体进行支护时,距离基坑边缘24cm(相当于1倍基坑深度位置)处力链的变化最为强烈。

高应力条纹下光弹实验光源分析

本文对白炽灯、荧光灯、LED白光灯三种光源在高应力梯度试样条纹的表征能力进行了分析对比。聚碳酸酯制成的试样放置在圆偏振光暗场中,受纯弯曲应力使试样中部上下边缘的条纹级数达到24条。用三种光源分别照射光弹试样,以获取彩色的数字光弹图片。通过MATLAB软件选取图片中试样受压区中间部位垂直中性轴的一条线,将该线的红光、绿光及蓝光分量的强度值随着像素及条纹级数的变化绘制出来,以对比三种光源在试样高条纹级数下的分辨能力。分析结果显示荧光灯照射下人工可识别的条纹级数高达24级,能提供比白炽灯和LED白光灯更高的条纹分辨能力。分析结果有助于正确选择光源开展高应力梯度光弹试验。

基于光弹实验与有限元法的涂层/基体接触应力分析

表面涂层处理常用于保护机械零件表面、减少磨损和提高使用寿命,涂层上的应力分布对零件表面破坏有着重要的影响.文中以聚碳酸酯/环氧树脂为涂层/基体材料,采用光弹实验对受载的涂层/基体进行光弹条纹采集,根据实验条件利用Abaqus软件建立涂层/基体的有限元模型,分析不同涂层厚度和载荷下的应力分布情况.实验和数值分析结果表明:在接触应力场中,最大剪切应力出现在材料的次表层而非表层,随着加载量的增大,最大应力值逐渐向基体扩展;不同涂层厚度下,应力场在结合界面处出现较大的突变,主要是由涂层与基体的材料物理性能不一致导致;光弹实验和有限元法得到的应力分布基本上是一致的.

防喷器胶芯的光弹实验研究

介绍了利用光弹实验方法在橡胶等制品有限变形条件下应力分析方法，通过防喷器胶芯的光弹实验，得到了其可能引起破坏的原因，为设计改进提供了依据。

四辊轧机轧辊应力及辊间接触压力分布光弹实验研究

本文采取三维光弹应力冻结法对四辊板带轧机的轧辊应力和辊间接触压力进行了实验研究。采取对工作辊模型分段加载模拟实际轧制压力,将冻结模型的切片三次投射,得到所需的光测参数,依据非线性相似准则获得轧辊内部应刀和接触压力分布,从而提高了实验精度。这为解析辊间接触压力分布和轧辊强度提供了实验依据。

以体力为驱动力的山字型构造光弹实验

作者采用体积力为驱动力的大平板模型取代边界力为驱动力的简支梁模型进行山字型构造光弹实验。体积力分别采用重力和惯性离心力。根据实验结果,得到了山字型构造的一些新见解。

T梁连续刚构桥梁墩梁固结节点光弹实验分析

基于一座7×30m预应力连续刚构T梁高墩桥,对墩、梁固结节点进行光弹性加载实验研究,分析了其在最大弯矩和最小弯矩荷载分别作用下控制截面的应力分布及应力集中现象。分析表明:两种最不利工况下,墩梁固结节点纵、横桥向的最大拉、压应力均在混凝土的容许值范围之内,节点固结区受力处于正常的状态,但T梁端部的局部应力偏大且局部位置出现拉应力,设计时应加强墩梁结合部的普通钢筋配置。

应力波在不同介质界面上反射的动光弹实验

本文用动光弹方法研究冲击载荷下不同支撑条件的圆环的动态响应,给出部分实验结果。对内边界受冲击力作用的镶嵌圆环也进行了实验研究,结果表明,应力分布局限在有限范围内。

位势问题的边界元法在光弹实验中的应用

结合推出的位势问题的边界无法公式，给出了光弹实验中确定主应力值的一种方法，进而指出在ＰＣ机上的实施，并给出了应用实例．

软岩巷道围岩应力分布规律光弹性模拟实验研究

应用相似模拟理论和光测弹性力学模拟实验方法,对煤矿软岩巷道围岩应力分布特点及位移特征进行了模拟研究,得出了软岩巷道围岩在巷道有无封闭式支护情况下的应力分布规律、应力集中程度及位移特征,并探讨了由光弹模拟实验所得资料进行模型应力分离计算和位移分析确定的方法.实验结果揭示了支架与软岩巷道围岩相互作用的一些基本规律,对软岩巷道的支护设计及软岩工程相关问题的理论研究和生产实践具有指导意义.

光弹颗粒材料的直剪实验研究

对颗粒材料中的力链分布特征的了解,有助于从根本上了解颗粒材料基本性质。借助光弹实验,对两种直径混合的颗粒材料在二维直剪作用下的平均强度力链分布和几何结构变化进行了初步的探索。光弹实验方法是目前能够直观观察到力链分布的唯一有效的实验方法,在进行光弹实验前,设计研制了光弹直剪仪并进行了多次光弹圆盘颗粒材料退火实验。利用数字图像技术对光弹实验结果进行处理,并尝试用彩色梯度算法表征颗粒材料的平均受力情况,并获得平均强度力链。结果表明,二元颗粒材料集合体的几何结构具有各向异性。对力链方向统计分析表明,平均强度力链出现了局部化。