圆柱形空腔固结解析解及应用

基于圆柱形空腔扩张理论的初始超静孔隙水压力分布,采用分离变量法,在考虑空腔壁处任意排水条件下,求解得到圆柱形空腔扩张引起的超静孔隙水压力消散的一般弹性解析解。讨论分析了剪应力和不同排水条件对超静孔隙水压力初始分布及其消散的影响;同时,与现场固结试验实测的孔压消散曲线进行了对比分析,理论计算与实测结果相符合,表明了该解析解对现场测定土体固结系数和分析打桩引起的孔压消散具有一定的实用价值。

新型头形弹体对混凝土的侵彻

针对几种典型的新型头形弹体开展了对抗压强度为9.0、28.4MPa的混凝土靶的侵彻实验,通过观测回收弹体和解剖靶体,初步认识了新型头形弹体侵彻混凝土介质的侵彻机理。在此基础上,提出了混凝土强度弱化量纲一因子S2和头部小圆柱侵彻开孔半径bt,并基于空腔膨胀理论初步建立了新型头形弹体侵彻混凝土介质的理论分析模型。结果表明,对28.4MPa混凝土,理论预测结果与实验数据具有较好的一致性;对9.0MPa混凝土,理论预测结果与实验数据具有一定偏差,但仍可基本反映新型头形弹体的侵彻规律。最后分析了提高新型头形弹体侵彻性能的2个途径:减小S2和增大bt。

考虑扰动的饱和软黏土圆柱孔扩张弹塑性解

根据原位十字板试验扰动导致饱和软黏土不排水强度降低的事实,应用圆柱形孔扩张理论,假设饱和软黏土在塑性阶段满足Tresca屈服条件,提出了一种基于饱和软黏土灵敏度的扰动度D且是塑性区半径的对数函数。考虑在塑性区内不排水强度su是扰动度D的函数,得到了考虑扰动的圆柱形孔扩张的弹塑性解答。

最大热阻最小化的环形高导热通道三维体点导热最优构形的解析解法

基于构形理论,采用解析解法,以最大温差最小为优化目标,对基于环形高导热通道和圆柱形单元体的三维"体-点"导热模型进行构形优化,得到无量纲最大热阻最小的三维圆柱体最优构形。结果表明:增大高、低导热材料导热系数比、高导热材料占比和单元体数目均有助于提高圆柱形构造体的导热性能,但当单元体数目较大时,圆柱形构造体的导热性能改善不再明显。最大热阻最小追求构造体内最大温差的最小化,能够降低结构体内的极限温度,增强结构体的安全性能。

沉桩对周围土体作用的有限元分析

在综合分析国内外对沉桩问题研究成果的基础上 ,应用圆柱形空腔体扩张理论模拟沉桩过程 ,考虑土体的本构关系采用较适合粘土地基的修正剑桥模型 ,编制考虑固结效应的空间轴对称有限元程序。对几种不同直径的桩贯入时 ,桩周围土体的应力场 ,位移场和桩周超静孔压分布进行分析研究。

高速钨杆弹对脆性靶体的侵彻分析

考虑脆性材料在高速弹体的侵彻下会发生破碎这一特性,将靶体材料划分为弹性-裂纹-破碎三个响应区,利用静态空腔膨胀理论求出了空腔膨胀压力,即修正的流体动力学模型(A-T模型)中的靶体阻力Rt.分析了压剪系数对靶体阻力和靶体应力场的影响.利用A-T模型求出了钨杆弹以1.5～4.5 km/s的速度撞击靶体时的侵彻深度,并与实验结果及其他研究者的结果进行了比较.

谐波摩擦传动柔轮径向力与径向变形关系的分析

对双波谐波摩擦传动机构中的筒形柔轮构件进行简化建模,根据其特点,将其简化为一端受一对径向力作用,另一端为自由状态的薄壁圆柱壳体。根据纵向无弯矩理论,运用解析法推导出了在该模型下柔轮径向力与径向变形之间的关系表达式;通过分析,分别得到了在其他条件一定时,柔轮的半径、壁厚及筒长对柔轮径向力与径向变形关系的影响曲线;为下一步研究另一端有约束情况下柔轮径向力与径向变形之间的关系奠定了基础。

基于(火积)耗散率最小的三维圆柱形单元体和微、纳米尺度下矩形、三角形单元体体-点导热构形优化

基于构形理论,以(火积)耗散率最小为优化目标,对环形高导热通道的三维圆柱形单元体和微、纳米尺度下矩形、三角形单元体"体-点"导热问题进行构形优化,得到无量纲当量热阻最小的"体-点"导热问题最优构形.结果表明:无量纲当量热阻最小和无量纲最大热阻最小目标下三维圆柱形构造体最优构形是不同的,这与对应的二维矩形构造体两种目标下最优构形比较结论不同.在微、纳米尺度下,存在尺寸效应影响时与无尺寸效应影响时的基于矩形和三角形单元体的构造体最优构形有明显区别;由于第二级构造体高导热材料通道中的热流不再服从线性分布,(火积)耗散率最小的和最大温差最小的第二级构造体最优构形是不同的.基于(火积)耗散率定义的当量热阻反映了构造体的平均散热性能,在三维条件和微、纳米尺度下研究(火积)耗散率最小的"体-点"导热构形问题进一步拓展了(火积)耗散极值原理的应用范围.

积耗散率最小的圆柱形构造体传质构形优化

基于构形理论,以质量积耗散率最小为优化目标,在构造体总体积和高渗透性材料一定的条件下,对基于环形高渗透性通道的圆柱形构造体进行传质构形优化,得到无量纲平均压差最小的圆柱体构造体最优构形。结果表明:存在最佳高渗透性通道尺寸比(D_1/D_0)_(opt)和最佳圆柱形构造体径高比(H_0/H_1)_(oo)使得圆柱形构造体的无量纲平均压差取得二次最小值。增加单元体数目n有助于提高圆柱形构造体的传质性能;当n>5时,其传质性能提高幅度很小,此时增加单元体数目对其传质性能改善不明显。基于质量积耗散率最小所得到的圆柱形构造体最优构形能够降低构造体的平均传质压差,改善其整体传质性能。