复合材料帽型加筋板冲击损伤后的弯曲性能

为了探究复合材料帽型加筋板在受到冲击损伤后抗弯刚度折减和强度降低的情况,以及对筋条R区填充捻子条的影响,在无损伤情况和预制特定冲击损伤情况下对两种构型的帽型加筋板进行四点弯曲试验。借助超声无损探伤设备检测损伤情况,并分析试验件载荷-位移曲线和应变等信息。结果表明:冲击损伤影响了复合材料帽型加筋板在承受弯曲时的刚度强度以及损伤扩展过程,在帽型加强筋R区填充捻子条可以提高加筋板的抗弯刚度和初始破坏载荷,但弯曲性能受冲击损伤影响更大。本研究可为飞行器、船舶、汽车的复合材料结构设计提供参考依据。     

复合材料加筋圆柱曲板总体失稳分析及试验研究

通过建立“非离散模型”对复合材料加筋圆柱曲板进行了总体失稳分析研究,重点研究了边界条件影响和简化方法,推导了加筋圆柱曲板整体失稳的筋条“抹平”计算方法,并通过算例与试验结果进行了比较。结果表明该算法对筋条两对边为简支或固支时的总体失稳分析具有较高精确度,同时对实验的加载方法有一定指导意义。     

碳纤维复合材料板振声特性分析及优化

为了研究结构几何参数及铺层参数改变对碳纤维复合板的振动声辐射特性影响,利用有限元/边界元法计算了碳纤维复合材料板的振动声辐射特性参数,并以降低结构振动噪声为目标对其进行了优化分析。研究表明:加筋、增加筋数和增加铺设层数能降低结构的辐射噪声。3 种铺层角度中,[0°/90°/45°]辐射噪声最低。在第一阶波峰处,优化后声功率值相比优化前减少了大约4 dB。研究结果可为降低结构辐射噪声提供理论依据。     

初始缺陷和拉-弯耦合对于叠层板的振动屈曲和非线性动力稳定性的影响

研究了复合材料叠层板的初始缺陷和拉伸-弯曲耦合对于其振动、屈曲和非线性动力稳定性的影响,推导了控制方程,这是一个修正的非线性Mathieu方程,进行了5种典型复合材料的数值计算,它们是玻璃环氧Scotch-1002,芳纶环氧Kevlar-49,硼环氧B4/5505,石墨环氧T300/5208和AS/3501,结果表明,由于初始缺陷以及耦合效应的存在,使叠层板对于进入参数共振更加敏感,并且其振幅大于无初始缺陷或者无耦合效应的叠层板,对于不同材料的复合叠层板,尤其是层数较少的板,耦合效应是不相同的,在板结构的屈曲和动力稳定性设计中,如果忽略了耦合效应的影响,其不安全性将超过10％以上。     

基于FLAC3D的加筋土填方边坡稳定性分析

以陕西某山区高填方工程为背景,运用强度折减法和关联流动法则,对该场地某超高加筋土边坡夯后的水平位移、竖直位移、最大主应力、最小主应力等力学行为进行数值分析,研究了土工格栅对加筋高填方边坡稳定性的影响,并对土工格栅垂直间距参数设计进行比选和优化。结果表明:无筋边坡的潜在滑移面比加筋边坡更靠近坡面,加筋不仅能提高边坡安全系数,而且能降低边坡的最大剪应变与最大位移;筋材铺设存在最佳间距区域,合理的铺设间距能够有效提高加筋高边坡的稳定性。     

剪跨比对BFRP筋混凝土梁抗剪性能影响的研究

玄武岩纤维具有优异的耐腐蚀性能,采用玄武岩纤维材料（BFRP）筋代替钢筋是一种解决钢筋锈蚀问题的潜在方法。通过6根试验梁,研究不同剪跨比下BFRP筋混凝土粱的抗剪性能。试验表明,BFRP筋混凝土梁呈脆性破坏,破坏位置集中在分配梁加载点附近;随着剪跨比的减小,斜截面初裂荷载逐渐提高,且逐渐接近于极限荷载;混凝土梁开裂前,挠度增长缓慢,开裂后增长较快,表现为荷载-挠度曲线呈折现变化。     

矢跨比对曲梁的非线性稳定影响

对于曲梁的失稳模式与其屈曲极限承载能力,一直是曲梁在应用中的一大问题.影响曲梁稳定与承载力的因素很多,文章主要分析了以圆弧工字形水平钢曲梁为对象,对其在几种矢跨比情况下的失稳模式与其屈曲极限承载能力进行了分析.     

基于ANSYS的车身壁板振动特性优化研究

在ANSYS环境下,以对边简支的自由矩形板作为车身壁板的简化模型作为研究对象,讨论了在不同材料下、不同厚度下板的各阶固有频率的变化并进行加筋板和无加筋板的对比,对不同形式的加筋板结构布置形式进行分析和评价,从理论上指导了加筋板在车身壁板振动特性优化上的应用。结果表明,采用合理的材料、合理的加筋形式,对车身壁板的振动特性都有着很大的影响。     

复合材料的强度和稳定性理论中的几个近代问题

本文论述了复合材料的强度和稳定性理论中的三个近代问题:复合材料迭层板的强度准则,多层复合材料圆柱壳的非线性稳定性理论,以及复合材料板的动力稳定性理论。关于迭层板的强度准则,论述了目前以张量多项式形式所表述的唯象性破坏准则,着重讨论和比较了各种近代理论在确定耦合系数方面的特点和差别。提出了近代理论中所存在的困难和发展趋势。在多层复合材料圆柱壳的非线性稳定性理论分析中,主要的问题在于如何研究和考虑那些非线性因素,诸如由材料的剪切模量所引起的物理非线性,横向剪切变形的影响,壳体结构的初始缺陷和几何非线性,以及前屈曲变形和边界支承条件的影响等。本文指出了考虑这些因素的方法以及它们的影响程度。复合材料板的动力屈曲性能研究是一个重要的近代研究方向。本文提出了关于复合材料本身的阻尼系数,纵向和转动惯性力影响,横向剪切效应,迭层板的初始几何缺陷,以及增强纤维的铺设方向等因素对于动力屈曲性能的影响。同时提出了计算这些影响的方法,指出这些因素在复合材料板的动力稳定性分析中有着重要作用。     

考虑尺寸效应影响的准脆性材料断裂特性

为研究尺寸效应对准脆性材料抗裂性能的影响,以石膏为研究对象,对直径分别为60、100、150、200 mm的半圆弯曲(semi-circular bend, SCB)试样和中心直裂纹半圆弯曲(notched semi-circular bend, NSCB)试样进行了三点弯曲加载,分析了尺寸效应影响下准脆性材料的断裂特性演化规律,包括荷载-位移曲线、抗拉强度(σ_t)、断裂韧度(K_ⅠC)、断裂能(G_f)和断裂过程区长度(r_c)。结果表明：2种试样的荷载-位移曲线形态基本一致,表现为典型的脆性破坏;预制裂纹的存在降低了试样承载能力,相同尺寸下SCB试样的峰值荷载约为NSCB试样的5.57～6.25倍;σ_t随试样直径的增大逐渐降低,而K_ⅠC呈现相反的规律,尺寸效应对σ_t的影响更显著;极限裂纹张开位移随试样尺寸的增大逐渐增大,G_f与试样直径具有良好的线性关系;大尺寸试样具有较大的r_c值,且r     

钢筋混凝土网格框架墙体非线性数值分析

采用有限元分析软件ANSYS对网格框架墙体进行了数值模拟,并结合前期试验,进行了数值结果与试验结果的比较。比较分析认为ANSYS软件能够较好地模拟墙体内力和变形发展的全过程以及裂缝的形成与发展过程,可以满足实际工程实施与科学研究的精度要求。在此研究基础上,又对前期试验中没有涉及到的其他参数进行了模拟,从而完善了影响钢筋混凝土网格框架新型墙体抗震的其他因素。     

H_2S Stress Corrosion Tests of Welded Joint for X65 Pipeline Steel and Finite Element Numerical Analysis of Crack Tip

Theresistanceofapipelinesteeltohydrogensulfidestresscorrosioncracking (SCC)andhydrogen inducedcrack ing (HIC)isveryimportantforsteeltobeusedinsouroil/gasapplications.ElongatedMnSinclusionsarethemostsus ceptiblesitesforHICinitiation[1] ashydrogenatomscaneasi lyaccumulateattheinterfacebetweenthesteelmatrixandnon metallicinclusions.ThesegregationofsuchelementsasP ,Mn ,Cinthesteelenhancestheformationofhardbandsoncooling[2 ] .Theexistenceofthebandingstructurenotonlydecreasestheresistanceofthe…     

混凝土坝裂纹扩展算法(英文)

混凝土建筑物中的裂纹扩展追踪计算是确定结构安全度的重要手段。本文提出用虚拟裂纹单元及断裂力学准则(应变强度因子)追踪和模拟裂缝初始断裂、扩展并最终导致破坏的过程,给出一条逐段扩展的裂纹线,本方法计算结果与某些混凝土坝实测资料及模型试验结果吻合较好。     

精冲过程的数值模拟及工艺参数优化

精冲过程是典型的局部塑形大变形过程，基于其成形特点建立有限元数值仿真模型，对精冲工艺进行弹塑形大变形有限元仿真．模型采用网格重划分方法解决网格畸变情况严重时造成计算终止以及计算结果不收敛的问题，同时引入McClintock韧性断裂准则来预测裂纹出现和扩展的时间及位置．在此基础上，给出了剪切区内应力、应变的分布以及发展趋势，同时针对精冲过程中的工艺参数，如凸凹模间隙、刃口圆角、压边力、反顶力等，对精冲成形面质量的影响加以了分析，给出了工艺参数的影响规律，模拟结果与实际生产情况基本符合，可用于指导工艺参数优化．     

Finite element simulation of stress intensity factors in elastic-plastic crack growth

INTRODUCTION The finite element method (FEM) has been widely employed for solving linear elastic and elas-tic-plastic fracture problems. The evaluation of stress intensity factors in 2D geometries by FEM is a tech-nique widely used for non-standard crack configura-tions. Basically, there are two groups of estimation methods, those based on field extrapolation near the crack tip (Chan et al., 1970; Shih et al., 1976) and those using the energy release when the crack propagates. However…     

Simulation of top-down crack propagation in asphalt pavements

Top-down crack in asphalt pavements has been reported as a widespread mode of failure.A solid understanding of the mechanisms of crack growth is essential to predict pavement performance in the context of thickness design,as well as in the design and optimization of mixtures.Using the coupled element free Galerkin (EFG) and finite element (FE) method,top-down crack propagation in asphalt pavements is numerically simulated on the basis of fracture mechanics.A parametric study is conducted to isolate the effects of overlay thickness and stiffness,base thickness and stiffness on top-down crack propagation in asphalt pavements.The results show that longitudinal wheel loads are disadvantageous to top-down crack because it increases the compound stress intensity factor (SIF) at the tip of top-down crack and shortens the crack path,and thus the fatigue life descends.The SIF experiences a process "sharply ascending—slowly descending—slowly ascending—sharply ascending again" with the crack propagating.The thicker the overlay or the base,the lower the SIF; the greater the overlay stiffness,the higher the SIF.The crack path is hardly affected by stiffness of the overlay and base.     

Dynamic crack propagation analysis using scaled boundary finite element method

The prediction of dynamic crack propagation in brittle materials is still an important issue in many engineering fields. The remeshing technique based on scaled boundary finite element method（SBFEM） is extended to predict the dynamic crack propagation in brittle materials. The structure is firstly divided into a number of superelements, only the boundaries of which need to be discretized with line elements. In the SBFEM formulation, the stiffness and mass matrices of the super-elements can be coupled seamlessly with standard finite elements, thus the advantages of versatility and flexibility of the FEM are well maintained. The transient response of the structure can be calculated directly in the time domain using a standard time-integration scheme. Then the dynamic stress intensity factor（DSIF） during crack propagation can be solved analytically due to the semi-analytical nature of SBFEM. Only the fine mesh discretization for the crack-tip super-element is needed to ensure the required accuracy for the determination of stress intensity factor（SIF）. According to the predicted crack-tip position, a simple remeshing algorithm with the minimum mesh changes is suggested to simulate the dynamic crack propagation. Numerical examples indicate that the proposed method can be effectively used to deal with the dynamic crack propagation in a finite sized rectangular plate including a central crack. Comparison is made with the results available in the literature, which shows good agreement between each other.     

某高层建筑结构动力特性研究

利用有限元分析软件ANSYS对某高层建筑结构进行模态分析,建立高层建筑结构的三维模型,研究该结构的动力特性,并将计算得到结构的自振周期同经验公式比较,探讨计算高层建筑结构自振周期的影响因素,结果表明两种计算方法结果十分接近,验证了有限元分析的正确性。     

某柴油机连杆强度的有限元分析

有限元分析是柴油机零部件结构强度分析中一种实用、可靠的方法。以某柴油机连杆为研究对象,对其建立实体模型,并利用有限元分析的软件平台,对连杆强度进行分析。在应用有限元方法对柴油机连杆进行静力分析过程中,研究连杆在最大受压状态和最大受拉状态的两个极限受力状态情况,为连杆的改进和设计提供可靠的依据。     

基于MATLAB平面桁架有限元分析研究

基于平面桁架有限元分析的基本原理,利用MATLAB软件对某平面桁架编制了计算程序,得到了结构的内力计算结果、变形图和结构的动力特性,并将计算结果与ANSYS有限元分析软件的结果进行比较.结果表明,二者的计算结果一致.利用MATLAB可以编制结构有限元分析程序,计算速度快,数据准确,并能为复杂结构有限元分析提供参考.