基于Von-Mises屈服准则的结构安定性研究

基于静力安定定理提出了一种服从Von-mises屈服准则的静力安定分析方法。该方法将经典的安定理论与有限元方法相结合,通过构造自平衡的残余应力场,并利用有限元程序求解弹性应力场,避免了线性规划方法的维度障碍。将车辆与路面的接触应力简化为三种荷载分布形式:Hertz荷载、均布荷载和梯形荷载,研究了荷载形式和路面材料参数对结构安定行为的影响。研究结果表明,路面摩擦系数和材料屈服应力对结构安定极限的影响较大,摩擦系数越大,安定极限值越小;安定极限随着材料的屈服应力基本呈线性增长。当摩擦系数相对较小时,Hertz荷载下的安定极限值最大,而梯形分布荷载下的安定极限值最小。研究结果可为路面结构的设计提供一定的参考价值。

Von-Mises半无限空间结构安定理论研究

进行了Hertz载荷作用下Von-Mises半无限空间的安定性研究。基于静力安定定理,通过寻找最佳残余应力场建立了平面应变条件下严格的安定极限解析方法。避免了以往安定分析方法的大型数学规划的困难,摆脱了计算中的维数障碍。研究结果表明:严格的安定极限值随着材料屈服应力的提高而增大,但随着摩擦系数的增大而减小;临界残余应力场全部位于两个界限以内,并且相交于临界点。当摩擦系数较小时,临界点发生在表面以下,随着摩擦系数逐渐增大到0.3,临界点从下层逐渐上移到表面。研究成果对安定理论应用于高速铁路设计具有参考意义。

U—统计量及Von-Mises统计量的随机加权逼近的非一致性速度

文［１］、［２］研究了Ｕ—统计量和ＶｏｎＭｉｓｅｓ统计量的随机加权逼近的相合性和一致性逼近速度，本文则研究了它们的非一致性逼近速度．

关于Von-Mises统计量渐近正态收敛速度的进一步讨论

本文讨论了Von Mises统计量向正态逼近的一致收敛速度问题 ,在核函数仅满足二阶矩条件下 ,给 出了上述收敛速度的上、下界 ,所得结果改进了 [2

用Von-Mises理论分析网架球节点承载力公式

“网架规程”ＪＧＪ７－９１中的球节点承载力公式，仍属经验公式。本文是通过Ｖｏｎ－Ｍｉｓｅｓ屈服假说的分析，导出了二个新的简单明确的承载力公式。与“网架规程”

Finite Element Analysis of In-Plane Displacements and Von-Mises Stresses in Ellipsoidal and Circular Cylinderical Petroleum Tankers

Road tankers are the most used means of transporting petroleum product to end users due to its cost effectiveness and energy-efficiency. The cylindrical tank has been well designed for by ASME VIII divisions 1 and 2 using analytical equations. Petrol tankers are not circular but elliptical probably for stability during transportation. This paper has used the finite element method to investigate in-plane displacements and Von-Mises stresses in both circular and elliptical cylindrical tanks under full loading. An elliptical OANDO? tanker of 66.78 m3volume and shell thickness of0.2 mmand an equivalent volume circular cylindrical tank was used for the simulation. MATLAB? was used to generate geometrical mesh model of the petroleum tankers, extract element coordinates and conduct the finite element analysis. Plane strain condition was used in analyzing a section of the petroleum tanker. It was observed that an equivalent volume circular cylindrical tank was under a higher internal pressure (16,858 N/m2) compared to the elliptical cylinder (14,480 N/m2). Von-Mises stress and in-plane displacements showed direct linear relationships with internal fluid pressure. Von-Mises stress in the elliptical tank was found to be lower (5.7 × 106 N/m2) than for the circular tank (8 × 106 N/m2). In plane displacements was zero in the longitudinal direction for both tanks and of the order of 10-4 mm in the y-direction for both tanks with the circular larger by about 2.5 × 10-3 cm. So in addition to tank stability on the lorry, the Von-Mises stresses were lower as well for the elliptical tank. It was also observed that Von-Mises stresses were far below the yield stress of the steel plate. However, the effect of weldment area on lowering of yield stress was not studied. Stress values were validated using analytical method and found to be insignificantly different (P > 0.05).

激光冲击强化后航空发动机疲劳寿命精准度量研究

激光冲击强化可以提升航空发动机表面强度、增强材料韧性。然而,航空发动机处于复杂的工作环境,疲劳寿命受到多个因素的影响。尤其是在激光冲击强化后,材料性能参数变化较大,导致航空发动机疲劳寿命度量难度增加,因此,提出激光冲击强化后航空发动机疲劳寿命精准度量方法。首先,分析航空发动机激光冲击强化工作原理,根据疲劳损伤理论与Von-Mises屈服准则建立航空发动机疲劳损伤函数。然后,结合疲劳损伤函数与灰色关联度分析法对影响发动机疲劳寿命的多因素展开权值分析得到航空发动机疲劳指标,从而实现航空发动机疲劳寿命的精准度量。实验结果表明,所提方法能够实现对航空发动机疲劳寿命退化轨迹的精准监测,可以精准分析发动机表面疲劳寿命的分布情况,说明该方法的航空发动机疲劳寿命度量结果更为精准。

中缅原油管道泵出口压力表管线螺纹接头力学特性研究

中缅原油管道泵出口压力表管线存在持续微振、压力高、温差变化大等情况,导致螺纹接头处常出现渗漏油现象,严重威胁管道系统安全。采用有限元软件对1/2NPT规格的现场管螺纹力学特性进行数值计算,发现螺纹面上的振动频率从30 Hz增大到150 Hz过程中,最大Mises应力及最大剪切应力均明显减小,分别减小了14.11%和12.84%;管道内压从4 MPa增大到12 MPa过程中,螺纹面上的最大Mises应力及最大剪切应力明显增大,分别增加了247.2%和242.5%;环境温度对螺纹受力影响很小,当温度从10℃增大到80℃时,最大Mises应力仅增大了0.00019 MPa。振动是导致管螺纹接头失效的最主要原因,且振动频率135 Hz是现场螺纹受力急剧变化的临界点,应采取必要的减振措施来保证连接安全。

基于ABAQUS的W形金属密封环密封性能研究

W形金属密封环作为航空工业中使用的一种重要密封手段,其密封性能不仅影响着航空发动机性能,还对整个动力系统的安全有着至关重要的影响。利用ABAQUS建立W形密封环的数值分析模型,以Von-Mises应力和接触应力来表征其密封性能,分别研究工况环境以及结构参数对W形密封环密封性能的影响规律。研究表明,随着工况温度的升高,Von-Mises应力和接触应力逐渐变小;在一定范围内,随预压缩量的增加,Von-Mises应力和接触应力会随之增大,密封性能愈好;随介质压力的增加,Von-Mises应力呈现先减小后增大,而接触应力逐渐增大;同时,在一定范围内,随W形金属密封环壁厚增加,Von-Mises应力和接触应力随之增大,随着波峰半径增加,Von-Mises应力和接触应力随之减小,而随着波谷半径增加,Von-Mises应力逐渐减小,接触应力会先减小后随之增大。

种植义齿修复不同牙弓形态上前牙缺失的三维有限元分析

背景:牙弓形态的不同主要体现于前牙排列的差异,其对种植体周围应力分布有一定影响。目前对种植体支持式固定桥的三维有限元分析多在同一牙弓下进行,对不同形态牙弓下种植体支持式固定桥的生物力学研究较少。目的:利用三维有限元法,对方圆形、卵圆形及尖圆形3种牙弓形态种植体支持式固定桥进行生物力学分析。方法:依据人体颌骨锥形束CT资料,分别建立方圆形、卵圆形及尖圆形牙弓种植体支持式固定桥及其周围骨组织的三维有限元模型。沿牙冠长轴倾斜45°由舌侧向唇侧加载300 N(中切牙、侧切牙及尖牙牙冠各100 N)的力,分析种植体周围皮质骨、松质骨的Von-Mises应力分布及种植体-基台复合体位移值。结果与结论:尖圆形牙弓种植体周围皮质骨、松质骨的Von-Mises应力峰值较其余两组大,其种植体-基台复合体的最大位移较其余两组大;方圆形牙弓种植体周围皮质骨、松质骨的Von-Mises应力峰值最小,其种植体-基台复合体的最大位移较其余两组小;卵圆形牙弓结果介于二者之间。结果表明,方圆形牙弓种植体支持式固定桥表现出比尖圆形、卵圆形牙弓种植体支持式固定桥更低的应力值与更为理想的应力分布。

嫩二段标志层套管损坏区进水域影响因素分析

分析了标志层进水域形成的力学机理,并根据水力压裂理论和Von-Mises屈服准则,确定了进水域形成的判定准则;基于建立的判定准则,采用有限元法模拟计算分析了注水压力、孔隙度、抗拉强度等因素对进水域面积的影响。计算结果表明:注水压力及孔隙度的增加会使标志层进水域面积增加,注水压力的作用效果更为明显;岩石抗拉强度和内聚力的增加,会使标志层进水域面积减小,但作用较小。了解嫩二段标志层进水域的影响因素及其作用对制订有效的套管损坏防控措施具有重要意义。

基于CST域相位与幅值信息的医学图像融合方法

为了克服传统医学图像融合方法不能高效表示待融合图像中医学特征信息的问题,提出一种基于复数剪切波变换域幅值和相位统计信息的医学图像融合方法.首先利用复剪切波变换得到待融合医学图像的低频子带和高频子带,揭示各个高频子带系数相位呈现双峰分布的特点,提出基于两状态Von-Mises分布的相位统计模型;然后将经典的图像结构相似性(structural similarity of image,SSIM)推广至复数剪切波域,给出了结合幅值和相位的SSIM新表达形式,并基于此新表达式和相位统计模型提出全局-局部的融合规则;最后通过逆变换重建得到融合结果.对实验结果进行主观视觉比较和客观量化分析表明,该方法能够得到更好的融合结果.

基于静力与稳定性分析的小卫星主接头选型优化

基于对预埋主接头蜂窝板的静力与稳定性分析,对小卫星主接头进行选型优化。采用三明治夹心板理论建立预埋分叉式和面板式小卫星主结构连接接头的蜂窝板试件有限元模型,分析得到了蜂窝板最大应力值与失稳载荷,通过与试验结果的对比分析确定了蜂窝板试件破坏原因。在此基础上讨论结构参数对蜂窝板承载性能的影响,确定出最优的接头设计形式。

岸坡稳定计算本构关系的模型试验研究

利用室内模型试验对天津地区的软土在进行有限元分析时应选用何种本构关系进行了探讨 ,认为对于天津的饱和软粘土 ,采用 Von- Mises模型可以较好地反映软土的性质。

地铁车轮凹陷磨耗对踏面接触应力的影响

针对地铁列车运营后出现的车轮踏面滚动接触疲劳现象,利用有限元软件ABAQUS建立考虑轮轨真实几何关系的三维弹塑性轮轨接触数值仿真模型,结合现场调查车轮磨耗结果和轮轨接触几何关系分析,计算分析车轮不同凹陷磨耗状态对踏面材料应力应变状态的影响。研究结果表明:车轮踏面主要凹陷磨耗区域为车轮踏面横向位置-30~50 mm处,轮轨接触几何关系呈强非线性特性,其轮轨接触点位置集中在车轮踏面横向位置20~32 mm或-32^-20 mm。车轮不同凹陷磨耗状态下的轮轨接触状态差异显著,在磨耗突变区(-30^-20 mm)轮轨接触斑呈狭长椭圆分布,导致相同载荷下轮轨接触应力较大。当轮对向外轨横移时,车轮凹陷磨耗接触区域材料易进入屈服状态,此时车轮踏面沿接触斑深度方向0~3.6 mm范围内Von-Mises等效应力最大,踏面表层材料等效塑性应变最大。车轮踏面出现凹陷磨耗后,车辆频繁地通过小半径曲线时易在磨耗突变区造成较高的等效应力和等效塑性应变,从而导致轮缘根部表面材料产生剥离损伤。

CFETR模型线圈引线的力学分析

基于毕奥萨法尔定律计算了中国聚变工程实验堆(CFETR)中心螺线管模型线圈上的磁场、电磁力,采用有限元分析工具ANSYS计算了线圈引线上的Von-Mises应力。基于分析设计对线圈的内应力进行了评定,并进一步研究了大应力区域各种不同类型的应力的分布状况,为后续模型线圈的进一步优化设计和加工制造提供了参考。

二元分布函数的密度收敛

设 { ( Xi,Yi) ,i≥ 1 }是独立同分布二维随机向量列 ,其共同分布函数为 F.设 F属于 G的吸引场 ,本文假定边缘分布满足 Von-Mises条件 ,主要考虑二维极大值向量 Mn 密度收敛局部一致成立的问题 .本文将 Resnick[3

基于正交试验的压缩式封隔器胶筒的结构参数优化

主要用于封隔油管与套管环形空间的封隔器胶筒在现场使用中常常出现密封失效和撕裂失效等问题。为了解决上述突出问题,基于虚功原理、Von Mises屈服原则及接触非线性理论,建立了压缩式封隔器胶筒工作中的三维有限元计算模型,采用正交优化方法,对胶筒的关键结构参数长度、厚度和倒角尺寸进行了优化,获得了胶筒关键结构参数的最优组合方案,并对优化前后封隔器胶筒的力学性能进行了对比分析。研究结果表明:①对胶筒密封性能影响由大到小的因素排序为:厚度、倒角尺寸、长度;②胶筒关键结构参数的最优组合应为长度80 mm、厚度20 mm、倒角尺寸10 mm;③较之于优化前,优化后的胶筒与套管间的最大接触应力平均提高70.44%、胶筒最大Mises应力平均降低15.72%、胶筒的压缩距平均降低37.82%;④在相同坐封载荷作用下,优化后的胶筒增大了胶筒与套管间的接触应力、降低了胶筒自身的Mises应力。结论认为,经过参数优化后的封隔器胶筒能够更好地满足现场使用中的密封性能和寿命要求。

横向压溃载荷下碳纤维缠绕薄壁钢管的失效分析

采用三点弯曲试验和仿真相结合的方法分析了碳纤维增强复合材料(CFRP)缠绕钢(Steel)圆管在横向准静态载荷下的弯曲破坏行为。选取五种缠绕层数或顺序不同的Steel/CFRP混合管分析其受弯失效历程、失效模式以及吸能特性。结果表明:各混合管受横向载荷的失效历程基本与纯钢管保持一致,失效模式由钢管的稳定塌陷模式所主导,但纤维缠绕方式不同,失效形貌略有差异。在混合管的吸能特性方面,随着缠绕层数的增加,混合管的比吸能逐渐增大;±45°纤维的缠绕顺序分布对于其吸能特性影响较显著。相比增加缠绕层数而言,合理的缠绕顺序设计可以实现更好的吸能特性提升,其中Steel/CFRP[±45°/90°/90°] 2 的混合管比吸能最好,比纯钢管提高了41.37%。在此基础上,采用与试验一致性较好的有限元模型分析了混合管复合材料各层受载作用下的Von-Mises应力分布,证明了不同缠绕角度对于应力承担量的不同作用,为改进纤维缠绕方式提供了依据。

钢管桁架拱桥拱脚构造连接探讨

以深茂铁路可研设计为背景，在与广深港高铁相交处上跨广深港高铁，提出160m钢管桁架拱桥和160m钢桁梁桥两种方案，通过对比分析推荐采用160m钢管桁架拱桥方案。对于钢管桁架拱方案拱脚构造是该方案是否可行的关键点所在，提出一种新的构造方法以解决钢管桁架拱桥在拱脚构造连接问题，并采用Midas／FEA建立拱脚整体节点实体模型，对拱脚结构进行受力分析，明确拱脚受力情况，根据计算结果得出拱脚构造连接新方法的可行性结论。