具有广义力场损伤粘弹性梁-柱的广义变分原理及应用

本文从考虑损伤的粘弹性材料的卷积型本构关系出发,建立了在小变形下损伤粘弹性梁-柱的控制方程。提出了以卷积形式表示的梁-柱弯曲问题的泛函,并给出了损伤粘弹性梁-柱的广义变分原理。应用这个广义变分原理,可分别给出梁-柱位移和损伤满足的基本方程,以及相应的初始条件和边界条件。应用Galerkin截断和非线性动力学的数值分析方法,分析了两端简支损伤粘弹性梁柱的动力学行为,给出了不同的材料参数对系统响应的影响。

220kV电缆终端应力锥在力场中的数值模拟分析

电力电缆系统的故障主要发生在电缆附件部分。在220kV交联电缆附件开发过程中,橡胶应力锥的压力分布状态是要解决的关键问题。应用220 kV电缆终端的结构型式和工作原理,建立了该种电缆终端结构的数值仿真模型;结合橡胶材料的Rivlin应变能函数模型,采用增量分析方法,建立了非线性有限元方程组;应用Newton-Raphson迭代得到应力锥的位移,并计算了应力分布;根据应力锥内外侧的应力分布曲线,综合分析了应力锥轴向和径向应力状态。结果表明:橡胶材料及其结构形式对220 kV电缆终端应力锥应力分布的影响十分明显,实际工程设计中应选择适当的橡胶材料及相应的结构形式。

结构形式及材料性能对220kV电缆终端应力锥的影响

通过对220kV电缆终端应力锥在力场中进行的分析,说明结构形式及橡胶材料的性能对应力锥应力分布的影响十分明显。根据工程实际情况,由不同结构形式和橡胶材料组成了18种工况条件,并应用非线性有限元方法分别计算了各种工况下应力锥的应力分布。对环氧预制件结构的不同形式、应力锥锥角不同的大小以及采用不同性能的绝缘橡胶材料的应力锥应力分布曲线进行了分类比较,分析了结构形式和橡胶材料对220kV交联电缆终端应力锥应力分布的影响规律性。提出了结构形式和橡胶材料的选用建议,为实际设计提供参考。

弹性固体材料中的空穴萌生与增长

建立了描述弹性固体材料中空穴萌生与增长的非线性数学模型，获得了空穴萌生时控制参数临界值的精确计算公式和空穴半径增长的精确表达式．在大变形几何分析中采用了对数应变度量，并且应用了Ｈｏｏｋｅ弹性固体材料的本构关系．数值分析结果表明：当材料不可压时空穴萌生的临界载荷将略低于ｎｅｏ－Ｈｏｏｋｅ不可压超弹性材料的相应计算结果，并且在空穴萌生后空穴半径将迅速增大，这与细观损伤力学和超弹性材料的空穴分叉理论的结论相一致；空穴萌生时环向应力将成为无限大；如果材料是弹塑性（韧性）材料，则会使得空穴附近发生塑性变形，从而导致材料的局部损伤和破坏．

考虑损伤时带微孔粘弹性体的应力分布

本文根据粘弹性理论和带空洞材料的线性理论,利用Laplace变换及其逆变换,给出了粘弹性损伤材料的一种本构模型。应用这种本构关系,讨论了带损伤的圆环形板或圆筒体在内外压力作用下的平面问题。得到了圆孔边缘附近的应力场和损伤增量场的分布情况;同时根据Laplace变换的终值定理,得到圆环或圆筒的终态应力和损伤增量的分布。并分析了工程中的一个典型的例子,得到了最终损伤的一种近似分布,可为工程设计提供一定的参考。

热超弹性圆柱壳的振动与破坏

研究了热超弹性圆柱壳在内表面突加载荷及不同温度场作用下的运动与破坏问题。通过对所得描述圆柱壳内表面运动的非线性常微分方程解的动力学定性分析和数值计算,发现当突加内压小于某一确定的临界值时,圆柱壳的运动随时间的演化是周期性的非线性振动,而当突加内压大于这个临界值时,圆柱壳将被破坏。通过对振动的振幅、相图和周期的计算,讨论了均匀或非均匀温度场及圆柱壳的厚度等参数对临界载荷和圆柱壳振动的影响。

宝钢冶炼电炉电极夹持器的结构分析及改进

介绍了宝钢冶炼电炉电极夹持器的工作原理和结构特点,建立了电极夹持器结构的力学模型,应用有限元方法计算了位移和应力分布。根据工程实际需要和综合分析,提出了对原结构的改进形式,并通过计算和比较说明改进结构提高了整体结构的安全性能。改进后的结构已应用于实际生产中。