基于最大应变能理论的最佳界面半径的计算

基于最大应变能理论,推导出厚壁圆筒经自增强处理时最佳界面半径计算公式,其理论及公式具有一定理论与实用价值。

基于不同刀具前角金属直角切削的数值模拟

基于大变形一大应变理论、增量理论以及更新拉格朗日算法,建立二维弹塑性金属直角切削有限元模型;采用几何分离准则(距离准则)判断材料的分离,并自动对畸变网格进行重划分;通过用不同的刀具前角对金属直角切削过程进行数值模拟,分析总结结果,得出直角切削过程中在不同切削前角时切削力、刀具与工件的温度、应力应变的分布情况,为选用刀具形状、提高切削表面质量提供了理论依据。

饱和土体一维主固结解析方法研究

从理论上探讨小应变与大应变两类固结理论的联系和区别 ,并分析了应用 L ie群变换法求解非线性固结方程的一些问题 ,给出了固结方程的相似变换及其物理解释 .最后 ,就一些简单情况 ,得到大变形固结方程的完整解析解 ,为数值计算的有效性提供合理的参考 .计算结果表明 ,固结期间按大变形假设所得的沉降量要大于按小变形理论所得的沉降量 ,但是由两种理论所得的最终沉降量相同 .

时间相关的聚合物基复合材料失效准则

聚合物基复合材料的黏弹性导致其力学性能随着服役时间的增加而下降,为了合理设计聚合物基复合材料结构,需要建立时间相关的失效准则。将幂律模型与波尔兹曼叠加原理相结合,以最大应变理论为基础建立了一种时间相关的聚合物基复合材料失效准则,并采用双移位因子法来考虑不同服役条件的影响。根据该失效准则,可以获得聚合物基复合材料结构在服役条件下的失效时间或满足设计使用年限要求的最小初始性能参数。

非线性有限体积法大旋转问题研究

为了研究有限体积法在非线性大旋转问题中的应用,本文提出了一种改进的距离加权插值算法的大应变有限体积方法(LS-FVM)。针对圆盘大旋转问题,对比了传统距离加权插值法、最小二乘法以及改进的距离加权插值法对网格移动的影响。分析了不同精度的梯度算法以及载荷增量对大旋转圆盘内应力分布的影响。计算结果表明,采用传统距离加权插值法移动网格会在网格边界引入较大的数值误差,通过引入边界单元中点的影响,改进后的距离加权插值算法可以有效提高边界网格移动的数值精度。大旋转问题对梯度算法的精度要求较高,采用Gauss梯度算法会导致不真实应力的出现,应选择具有更高精度的最小二乘梯度算法进行网格单元中心梯度的计算。在较大增量载荷步下的LS-FVM仍具有很好的数值精度。

考虑井阻随时空变化的竖井地基大应变非线性固结分析

高压缩性软土具有典型的几何非线性和材料非线性特征,但目前能考虑井阻随时空同时变化的高压缩性土竖井地基大应变非线性固结解答还很鲜见。考虑土体的非线性压缩渗透特征,引入随时间和深度同时变化的变井阻模型,在拉格朗日坐标系下建立以超静孔压为变量的竖井地基大应变非线性固结模型。利用有限差分法获得模型的数值解答,并将其与特殊情况下竖井地基小应变解析解及大应变固结解对比分析以验证其可靠性。不同工况下竖井地基大应变固结性状分析表明:井阻随时空演化的变井阻效应会明显降低竖井地基的固结速率,且井阻的时间效应对固结速率的影响更明显,但变井阻效应并不会影响竖井地基的最终沉降量;初始有效应力均匀分布下的竖井地基固结速率相比其随深度线性增加时较慢,且2种情况下的竖井地基最终沉降值一般不再相等,沉降曲线间的差异也较大;任意深度处井周流入砂井的流量均相等的假定导致竖井地基固结速率偏快,使实际计算会过高估计竖井地基的固结速率;竖向渗流对地基固结的促进作用随竖井长度与竖井影响区半径之比的增大而减小。