拉压弹性模量不等材料杆的纯弯曲及偏心压缩

基于弹性力学的基本理论 ,分析了拉压弹性模量不等材料直杆在纯弯曲变形状态下的应力和应变 ,给出相应的应力计算公式 ,并讨论了拉压弹性模量的比值参数对应力分布的影响 .在此基础上又分析了拉压弹性模量不等材料杆在偏心压缩时的应力、应变 ,给出了横截面中性轴位置的数值计算方法和数值解 ,并进行了定性的讨论 .

拉压弹性模量不等材料杆的过屈曲分析

基于杆的过屈曲问题,考虑拉压弹性模量不等材料,建立位移形式的过屈曲控制方程.通过对压应力区和拉应力区的应力分析,推导内力和变形的物理关系,考虑非线性变形,研究拉压性能不同杆的过屈曲平衡路径.通过具体问题的数值结果,分析拉压弹性模量不等材料杆的过屈曲问题的力学特征.

密度与含水率双因素作用下重组竹顺纹弹性模量的预测与分析

本研究选取3组不同密度(1.10、1.20、1.30 g/cm^(3))和5组不同含水率(4%,8%,12%,16%,20%)的重组竹试件进行顺纹抗拉、抗压试验,分析不同密度和含水率作用下重组竹顺纹抗拉、抗压弹性模量的变化规律。结果发现,重组竹顺纹抗拉、抗压弹性模量随密度的增大而增大,随含水率的升高而减小并趋于平衡;通过试验研究和数据拟合提出重组竹顺纹抗拉、抗压弹性模量的双参数耦合模型,线性组合模型和ASTM组合模型均能较好地预测重组竹顺纹抗拉、抗压弹性模量随密度和含水率变化后的理论值,顺纹抗拉弹性模量的实测值与线性组合模型和ASTM组合模型预测值之间最大误差为5.28%和8.20%;顺纹抗压弹性模量的实测值与线性组合模型和ASTM组合模型预测值之间最大误差为8.91%和8.67%,因线性组合模型计算更为简便,建议在实际应用中优先选用。

初应力法求解拉压双弹性模量的空间问题

采用等参单元，在相应的单元高斯积分点上判断应力状态，利用初应力法，以提高计算精度和效率．由于是在所有的高斯积分点上，而非在形心处进行应力状态判断和修改。

拉压不同弹性模量变厚度圆柱壳基本方程及其应用

本文以变厚度圆柱壳微分单元为分析模型,导出了拉压不同弹性模量复合材料变厚度圆柱壳弯曲问题的平衡微分方程及其关系式。该方程的COLSYS数值解与ANSYS有限元结果比较表明,本文理论公式正确,基本假定合理,可作为复合材料变厚度圆柱壳较为精确的弯曲理论。

不同拉压模量厚壁球壳弹塑性分析

对具有不同拉压模量的厚壁球壳,采用双剪统一强度理论推导了其扩张问题的应力及位移的统一解.分析了不同模量、不同模型控制参数对厚壁球壳扩张时的扩张压力和应力场的影响.结果表明:厚壁球壳弹性极限压力、应力场、位移场等均随着模量控制参数、模型参数的变化而变化,在α<1的情况下(即E^+<E^-),可以明显提高球壳的弹性极限压力p_e;厚壁球壳塑性极限压力与材料的拉压模量无关,与模型参数η有关,且随η的增加,先增大后减小.因此若采用经典的弹性理论和单一的模型参数对厚壁球壳进行设计计算,会带来较大的误差.

不同拉压模量厚壁球壳的弹塑性分析

基于理想弹塑性模型,对拉压模量不同的厚壁球壳进行弹塑性分析。在不同内压作用下,对厚壁球壳进行了弹性分析、弹塑性分析,最后进行塑性极限分析,并求解厚壁球壳各个状态下的应力及位移的大小。分别讨论了弹塑性边界位置不同时,球壳内壁开始屈服的弹性极限压力及球壳整个截面完全屈服的塑性极限压力。

考虑拉压不同模量采空区顶板岩梁的损伤分析

考虑拉、压弹性模量不等以及水平应力作用,引入Norton非线性应力应变关系及Kachanov损伤演化规律,建立了采空区顶板的蠕变损伤模型。定义弹性模量比例系数α及水平应力系数kx表征弹性模量和轴向压力对蠕变损伤的影响,给定特定参数分析了断裂孕育时间、有效应力、有效高度、损伤因子等随α,kx和材料参数m的变化规律。结果表明:随着α的增大,顶板中的拉应力降低,断裂孕育阶段延长,断裂前缘扩展速率减慢,并且拉应力区高度减小;水平应力减少了顶板横截面上的最大拉应力,延缓了顶板的宏观开裂时间,使顶板的破坏区变小,岩体拉压弹性模量的差异及硐室水平应力的作用对顶板的损伤特性影响很大,不可忽略。所得结论为有效抑制顶板岩梁的裂纹扩展,维护巷道顶板稳定提供了理论依据。

基于敏度分析的拉压不同模量桁架问题的数值分析

利用光滑函数技术,提出光滑化的拉压不同弹性模量问题的应力应变关系,与有限元方法相结合,建立了拉压不同模量一维连续体与桁架结构的数值求解模型,推导了敏度计算公式,采用Newton-Raphson算法进行求解。数值结果表明,本文算法具有较高的计算精度和收敛速度。

两级敏度分析求解双弹性模量桁架结构反问题

利用光滑函数和有限元技术,建立了求解双弹性模量桁架结构正问题的数值模型,可方便推导刚度对位移、位移对弹性模量的敏度计算公式.在此基础上,发展了一种基于两级敏度分析求解双弹性模量桁架结构反问题的数值模型,正问题与反问题分别采用Newton-Raphson与Gauss-Newton算法进行求解,数值验证给出了令人满意的结果,并考虑了数据噪音的影响.

正交各向异性材料热弹性问题的三维无网格法计算模型及应用

建立了正交各向异性材料热弹性问题的三维无网格伽辽金(Element Free Galerkin, EFG)法计算模型。利用该计算模型对三维复合材料汽轮机叶轮和轴承座进行了热弹性分析,对比了材料方向角及热导率因子、热膨胀系数因子和拉压弹性模量因子不同组合情况下轴承座的最大热变形总位移和当量应力值,讨论了材料方向角及上述正交各向异性因子对热变形和当量应力的影响规律,并与各向同性材料进行了对比。结果表明:三维EFG模型的热变形总位移和当量应力相对误差范数分别比有限元法小0.1215%和0.1359%;材料方向角同时影响热变形的大小和方向,但对当量应力方向影响不大;正交各向异性材料因子主要影响热变形和当量应力的大小。在考虑热-机械载荷作用下的三维复合材料零件结构设计中,当以刚度或强度为主要需求时,材料方向角、热导率因子、热膨胀系数因子、拉压弹性模量因子分别在(45°~60°,8:1:4~10:1:5,(1/6):(1/5):1~(1/5):(1/4):1,(7/5):1:(9/5)~(3/2):1:2)或(0°~10°,(1/10):1:(1/5)~(1/8):1:(1/4),(1/5):1:(1/6)~(1/4):1:(1/5),1:(1/5):(1/10)~1:(1/4):(1/8))范围内取值能有效降低轴承座等结构的热变形和当量应力。

弯曲试验确定岩石单轴抗拉强度的新方法

岩石的单轴抗拉强度是岩石的一个重要力学参数。四点弯曲试验法是获取岩石单轴抗拉强度的一种间接方法,但四点弯曲试验的传统公式计算出来的单轴抗拉强度往往比实际的单轴抗拉强度大得多,有时甚至是直接拉伸试验抗拉强度的2～3倍。因此,需要对传统公式进行改进,得出新的抗拉强度计算公式,并在四点弯曲试验中获得与实际比较符合的单轴抗拉强度。在岩石拉压模量不同的基础上,考虑岩石破坏前的塑性变形行为,通过弹塑性力学的方法精确地推导出四点式弯曲试验的单轴抗拉强度计算公式,并分析了新的抗拉强度计算公式的结果,获得与实际情形比较符合的岩石单轴抗拉强度。

蚁群算法求解双弹性模量桁架结构反问题

利用光滑函数和有限元技术,建立了求解弹性双模量桁架结构的正问题数值模型,推导了敏度计算公式,并采用Newton-Raphson算法进行求解,在正问题建模的基础上,利用蚁群算法对拉压弹性模量进行识别,并探讨了参数取值范围和数据噪音对识别结果的影响,计算结果表明蚁群算法可有效地求解不同模量桁架反问题。

纤维增强聚合物加固木柱的非线性稳定性分析

考虑加固层中纤维增强聚合物布(FRP布)拉伸与压缩时的不同弹性模量,基于梁大挠度变形假定,首先建立了FRP加固细长木梁非线性弯曲的一般数学模型,给出了考虑梁弯曲二阶效应的非线性控制方程.其次,研究了FRP布加固细长简支木柱的非线性稳定性问题,得到了FRP加固简支木柱的临界载荷公式.理论证明了其过屈曲解的存在性,并利用摄动法,得到了临界载荷附近过屈曲状态的渐近解析解.进行了参数分析,结果表明:FRP加固层对临界载荷有显著的影响,而对其无量纲过屈曲状态影响较小.