正六边形孔角裂纹应力强度因子复变函数解

针对工程结构中的正六边形孔角双裂纹问题,利用复分析方法,构造了带孔角双裂纹的正六边形孔到单位圆的共形映射,获得了正六边形孔角双裂纹应力强度因子问题的解析解。采用Mathematica数学软件编程,计算了内部含正六边形孔角对称和非对称双裂纹无限大板的裂尖应力强度因子值。通过与ABAQUS有限元仿真模拟结果进行对比,结果表明,采用复势法和本文引入的共形映射函数推导获得的解析解,不仅适用于无限大板内正六边形孔角对称裂纹的情况,也适用于非对称裂纹。

压电弹性体中正六边形孔边快速传播裂纹的解析解

研究了横观各向同性压电材料中正六边形孔边快速传播裂纹的反平面剪切问题。基于复变函数方法,利用保角映射技巧,求得了电渗透和电非渗透两种边界条件下的动态应力强度因子、电位移强度因子和能量释放率的解析解。数值分析给出了场强度因子和能量释放率随缺陷几何尺寸、力电荷载和速度的变化规律,结果表明:能量释放率随着速度的增加而增大,机械载荷总是促进裂纹扩展,而电载荷会抑制裂纹的扩展。

正六边孔的衍射场

为了研究正六边形小孔的衍射场,采用波前相因子判断法并考虑到孔径的影响对正六边形小孔的衍射场进行研究,得出正六边形小孔衍射场所含基元成份及衍射场的波前函数、像面上的振幅分布函数和光强分布函数,然后利用数值模拟的方法得出正六边形小孔在像面上的衍射图样;结果表明,在验证衍射理论的同时拓展了衍射的概念,能为深入理解光的衍射提供参考。

基于金正六边形晶格孔阵列-二氧化硅结构的光纤传感特性研究

提出了一种基于光纤端面金属正六边形晶格圆孔阵列-二氧化硅结构,该结构的表面等离激元耦合作用受到其法布里-珀罗腔的加强,获得了较好的光谱传输特性。采用时域有限差分法对该结构进行数值仿真,研究了正六边形晶格圆孔阵列结构中圆孔直径和阵列周期等参数对反射光谱的影响,并分析了基于该现象的折射率传感特性。仿真结果表明:当金属厚度、圆孔直径和阵列周期分别为100 nm、200 nm和530 nm时,该结构展现出较好的反射特性。并在此基础上优化结构参数,获得486±4 nm/RIU的折射率灵敏度,能为应用在环境监测、食品安全等传感领域提供一个新的技术支持。

纯弯状态下蜂窝梁腹板的弹性屈曲分析

针对蜂窝梁腹板在纯弯状态下的弹性屈曲,利用ANSYS 15.0建立了正六边形孔蜂窝梁腹板在纯弯应力状态下的有限元模型,研究了四边简支开孔板在纯弯状态下的屈曲模式,分析了孔洞尺寸对蜂窝梁腹板屈曲临界应力的影响,提出了纯弯状态下开孔板的屈曲系数计算式,得到了蜂窝梁开孔腹板在纯弯状态下的高厚比限值。研究表明:无论开孔数目多少,最大平面外屈曲位移均发生在各孔洞正上边缘;蜂窝梁腹板高厚比是影响开孔板屈曲临界应力的主要因素,建议对于弯矩作用较大的蜂窝梁腹板取0.6<γ<0.7,0.7<β<0.8的孔洞尺寸容易实现稳定性和经济性要求(γ为孔高比,β为距高比);拟合出的开孔板屈曲系数计算式,误差不超过5%,具有良好的精度。

夫琅禾费衍射的线性变换计算

夫琅禾费衍射在二维小孔的线性变换下具有简单的变换特性,利用线性变换的方法简便求得了位于坐标系中任何位置的任意三角形小孔和任意平行四边形小孔夫琅禾费衍射复振幅的一般解析表达式,从而提供了一种普遍的方法,无需通过积分计算而仅由代数运算来求得任意多边形小孔夫琅禾费衍射光强分布的解析表达式.作为应用例子讨论了正六边形小孔夫琅禾费衍射的光强分布,并依据所得解析结果进行了计算机模拟.