基于外壁监测数据的焦炭塔内壁应力推算方法

提出了一种基于外部监测数据对内壁应力进行推算的方法。焦炭塔塔壁的弹性应力主要由内外壁温差和轴向温差两种因素引起。基于热弹性理论和叠加原理,分析径向温差引起的热应力和由轴向温差引起的瓶颈效应产生局部热收缩对塔壁应力的影响,获得了利用外壁监测数据对内壁应力进行计算的公式,并采用有限元数值模拟对结果进行了验证。结果表明:与传统方法相比,该方法不需要在塔壁凿孔深埋热电偶,对塔壁无损伤。

基于剪切非线性三维损伤本构模型的复合材料层合板失效强度预测

基于连续损伤力学,建立了同时考虑复合材料剪切非线性效应和损伤累积导致材料属性退化的三维损伤本构模型。模型能够区分纤维损伤、基体损伤和分层损伤不同的失效模式,并定义了相应损伤模式的损伤变量。复合材料层合板层内纤维初始损伤采用最大应力准则判定,基体初始损伤采用三维Puck准则中的基体失效准则判定,分层初始损伤采用三维Hou准则中的分层破坏准则判定,为了计算Puck失效理论中的基体失效断裂面角度,本文提出了分区抛物线法,通过Matlab软件编写计算程序并进行分析。结果表明,与Puck遍历法和分区黄金分割法对比,本文提出的分区抛物线法有效地降低了求解断裂面角度的计算次数,提高了计算效率和计算精度。推导了本构模型的应变驱动显式积分算法以更新应力和解答相关的状态变量,开发了包含数值积分算法的用户自定义子程序VUMAT,并嵌于有限元程序Abaqus v6.14中。通过对力学行为展现显著非线性效应的AS4碳纤维/3501-6环氧树脂复合材料层合板进行渐进失效分析,验证了本文提出的材料本构模型的有效性。结果显示,已提出的模型能够较准确地预测此类复合材料层合板的力学行为及其失效强度,为复合材料构件及其结构设计提供一种有效的分析方法。