损伤力学中的能量等效假设及其实验验证

大多数损伤模型在构造受损材料本构方程时所采用的应变或应力等效假设在一般情况下并不能满足热力学理论的基本规则.本文提出的能量等效假设,在弹性、塑性和蠕变损伤等普遍情形均证明了其有效性.同时,能量等效假设配合以应变能密度准则,可以很好地描述穿孔铜薄板试件的破断行为.

基于直线加权平均的平均值法、逐差法和最小二乘法的等效假设研究

从等间距线性数据所确定的直线出发,对算术平均值法、逐差法和最小二乘法的基本假设进行了研究。针对计算等间距线性数据最佳斜率的3种不同方法,基于直线加权平均研究了每条可能直线的权重。界定了3种不同类型的线性数据:在最小间隔等权的线性数据中,经算术平均值法计算的斜率,标准误差最小;在点等权的线性数据中,通过最小二乘法所得到的斜率,标准误差最小;最后,从不等精度的假设出发,定量给出了逐差法最优的条件:测量数据的标准误差由两端向中间区域以1/2次方的速率衰减。

基于等效假设的发动机持久试验符合性方法

本文针对航空活塞发动机持续适航试验的符合性验证方法开展研究,首先建立了发动机爆压表征机械载荷、排温表征温度载荷两个等效假设,以爆压和排温相当的原则,探索了海平面高度下模拟发动机在不同高度条件的持久试验适航符合性验证方法。经连续900小时螺旋桨台架持续试验验证,表明建立的持久试验适航符合性方法安全可行,可用于涡轮增压式航空活塞发动机的适航持久性试验。

假设法解化学平衡

化学平衡这部分内容是高中基础理论知识中最难理解的部分之一,我们在学习时感到特别的困难。在平时的练习中,通过对一些常见的题目的揭发分析、归纳、总结,我得到这样的收获,要形成一定的解题思维方法,则捷达化学平衡问题时可达到事半功倍的效果。

科学假设,有效提升高中化学解题效率

科学假设不管是在科学研究中还是在一般的教学实践及学习中都被普遍运用.在学生习题解题过程中, 科学假设能够开发拓展学生的思维能力, 起到一定的导向作用,有效地提升解题效率.

混凝土受压损伤本构模型及其数值验证

利用能量等效假设,结合混凝土结构设计规范中的混凝土受压本构关系,引入标量形式的损伤变量,提出了新的混凝土损伤模型,以用于混凝土结构的损伤分析。新的损伤演化方程中的材料参数值完全由试验标定;以单边切口混凝土梁的四点剪切加载为例,在ABAQUS有限元分析软件中采用该模型进行结构损伤分析,结果表明,模型损伤演化结果符合数字散斑试验结果趋势,说明该损伤模型用于混凝土结构损伤分析是可行的。

一维损伤变量的合理定义方法

针对利用"弹性模量衰减法"定义损伤变量是否合理这一问题,借助有效应力的概念以及应变等效假设,从本质上阐述了一维情况下材料损伤变量应该以何种弹性模量来定义。指出从应变等效假设的角度准确度量材料的损伤程度必须首先确定材料的无损伤参考工作状态;将直线形式的应力-应变关系作为无损伤材料的参考工作状态是没有根据的。按照弹性损伤和弹塑性损伤两种状况推导出损伤变量的合理定义,证明卸载模量的退化可以作为弹塑性材料损伤变量的定义。同时,结合所提出的混凝土受压损伤本构方程,验证弹性应变等效假设,并给出一维损伤本构模型的合理建立方法。

非贯通节理岩体损伤变量计算方法研究

作为岩体组成部分的非贯通节理对岩体力学特性有着重要影响,然而几乎目前所有的岩体损伤变量计算方法都仅考虑节理几何参数对岩体力学特性的影响。对含单组非贯通节理的岩体力学特性进行研究,提出一个能够同时考虑节理几何及强度参数对岩体力学特性影响的新的岩体损伤变量计算方法。首先,采用弹性余能等效假设代替Lemaitre应变等效假设研究由节理引起的岩体各向异性损伤,并基于断裂力学中单个节理引起的附加应变能增量与损伤力学应变能释放量相关联的观点,推导出由单条节理引起的损伤变量计算公式。其次,根据断裂力学理论获得了单轴压缩下单条节理尖端应力强度因子(SIF)K_Ⅰ、K_Ⅱ的计算公式。最后,通过考虑节理间的相互作用给出了单组单排或多排节理尖端应力强度因子K_Ⅰ、K_Ⅱ的计算公式,得到了单组节理引起的岩体损伤变量计算公式,并与已有试验结果的对比分析证明了该公式的合理性。

考虑环向接头影响的盾构管片受力特性试验研究

目前,国内外盾构隧道模型试验研究大多只将环向接头影响考虑为接头处的刚度折减,并未考虑管片在接头处的非连续性,然而相关研究表明,管片接头非连续性对盾构管片受力特性存在不可忽略的影响。为此提出一种“弹簧+螺栓型”接头模型,通过对该模型接头、原型管片接头、开槽型管片接头进行接头刚度折减、非连续性因素下的等效假设理论分析,开槽接头模型能准确代表接头刚度折减、设计接头模型能同时代表接头刚度折减以及接头非连续性的等效条件。在满足上述等效条件的情况下,分别对均质圆环隧道、开槽管片环隧道和设计管片环隧道进行覆土堆载试验,试验结果表明:接头刚度折减对管片结构收敛变形、截面弯矩极值及分布影响很大,但其对管片轴力影响很小;接头非连续性对管片结构收敛变形、截面弯矩极值有较大影响,但对管片截面弯矩分布和管片轴力影响较小。同时由试验数据分析可知,由于管片环向接头的存在使得弯矩分布重新调整,弯矩包络图呈现为“花生形”,且接头布置越密集调整得越厉害,这种情况使得部分管片区域及环向接头处弯矩降低,但管片最大弯矩值反而有所提高。

求解Ⅰ型裂纹构元J积分的半解析方法

表征裂纹尖端应力应变场程度的J积分是一个定义明确、理论严密的弹塑性断裂力学基础参量.目前J积分的计算主要是依靠塑性因子法和有限元法,但对各类裂纹构元获得J积分以及载荷-位移关系的解析公式以实现材料断裂韧性理论预测和材料测试是断裂力学的重要和困难的任务.以J积分为参量的材料断裂测试中应用最广的是Ⅰ型裂纹试样的断裂韧性测试.本文在平面应变条件下,针对断裂韧性测试中使用的6种Ⅰ型裂纹构元,基于能量等效假设,提出了J积分-载荷和载荷-位移的工程半解析统一表征方法,进而结合有限元分析的少量计算获得J积分-载荷和载荷-位移关系的半解析公式待定参数.分析表明,6种Ⅰ型裂纹构元的J积分-载荷和载荷-位移统一公式的预测结果与有限元结果吻合良好.新提出的J积分-载荷工程半解析公式包含了材料的弹性模量、应力强度系数和应变硬化指数,能够广泛适应不同的材料,且运用该公式能够方便获取任意载荷点对应的J积分值.应用新方法可便于获得各类Ⅰ型裂纹构元的J积分-载荷和载荷-位移工程半解析公式.

基于刚度衰减下的桁架系统的疲劳可靠性分析

在疲劳载荷作用下,元件物理性能的衰减过程是十分复杂的,而由元件组成的结构系统不是一个简单的拓扑结构,其物理性能在疲劳载荷作用下的变化更为复杂。为了定量分析结构系统在不同寿命期内的刚度可靠性,建立起结构物理性能衰减的精确公式是至关重要的。本文从损伤力学角度出发,结合断裂力学中理论断裂强度公式,利用应变等效性假设,基于剩余强度衰减模型,推导出弹性模量衰减公式,从而给出了疲劳载荷作用下系统刚度的可靠性衰减公式。最后,结合杆元桁架系统刚度矩阵,推导出桁架系统节点位移在不同使用寿命期的计算公式,进而求出系统刚度的疲劳可靠性指标。

各向同性损伤应满足的条件

本文首先简要阐述应变、应力和弹性能等三种损伤等效性假设的基本内容,然后讨论各向同性损伤的表征以及应满足的条件.

超环面镜对同步辐射硬X光束空间相干性的影响

首先建立上海同步辐射装置波荡器光源(硬X射线微聚焦光束线站)的面光源高斯-谢尔模型(GSM),其次由高斯-谢尔光源模型与广义惠更斯-菲涅耳原理,推导出部分相干光束交叉谱密度函数在自由空间的传输规律,进而讨论了同步辐射光束空间相干性在自由空间的传输规律。最后,提出了等效光源假设理论,并用该理论研究了上海光源硬X射线微聚焦光束线站(BL15U光束线站)超环面镜对同步辐射光束空间相干性的影响。将该理论计算结果与实验结果进行了比较,结果表明理论与实验符合较好,证明等效光源假设理论有效。由于等效光源假设理论只涉及到入射光束与出射光束的发散角,所以可扩展到其他束线光学元件。

工字钢-混凝土组合梁弹性约束畸变屈曲研究

约束畸变屈曲是不同于侧向屈曲和畸变屈曲的一类特殊的屈曲形式,通常发生在组合梁负弯矩区。基于弹性地基压杆方法对组合梁弹性约束畸变屈曲进行了研究。将Svensson压杆模型进行改进,考虑了腹板参与部分,并推导了两种基于改进压杆模型的变轴力稳定计算表达式。借助于有限元方法,分析了现有变轴力弹性地基压杆方法用于组合梁约束畸变屈曲的求解精度,研究结果表明:弹性地基压杆方法对组合梁作用纯弯矩及三角形负弯矩情况符合良好,但对非线性弯矩分布情况精度较差。对约束畸变屈曲引入等效弯矩假设,并对其适用性进行了分析,提出了约束畸变屈曲等效弯矩假设临界长度简化公式,进而通过三步简化实现了连续组合梁弹性约束畸变屈曲计算。