薄壁圆筒自增强可行性研究

通过介绍圆筒自增强的方法和原理,提出了对薄壁圆筒进行自增强处理的设想。运用理论计算得出自增强所需的最小压力,并在ANSYS中建立有限元模型来模拟自增强过程。对于薄壁圆筒,代入理论计算得到的最佳自增强压力值进行数值模拟时,整个圆筒会产生屈服,计算结果不收敛。施加适当的自增强压力值后,薄壁圆筒的承载能力有所提高,能够达到自增强效果。为保证薄壁圆筒在自增强的过程中不至于切向应力过大,在薄壁圆筒外套上大圆筒来进行保护,使薄壁圆筒在一定压力下达到最佳的自增强效果。     

考虑应变软化厚壁圆筒受外压作用统一极限解

为了解混凝土或岩石类材料厚壁圆筒受外压作用的承载特性,根据俞茂宏的统一强度理论,考虑材料的应变软化特性,得到了适合应变软化材料的统一强度准则,并据此推导出了混凝土或岩石类材料厚壁圆筒受外压作用的弹性与塑性极限荷载公式.还详细讨论了厚壁圆筒外半径与内半径比、反映中间主剪应力作用以及相应面上的正应力作用对材料破坏影响程度的系数、材料的拉压强度比以及损伤参量等对圆筒极限荷载的影响,得到了一些可供工程设计参考的重要结果.     

论拉压杆应力分析公式的条件性

本文通过Z形薄壁杆件受轴向拉伸作用的问题,用薄壁杆件约束扭转理论分析了拉压杆应力分析公式的条件性。同时还得出只凭截面法确定出截面上的内力性质,并作为判定杆件变形形式的唯一依据,算出相应的应力是错误的。     

开口薄壁杆的非线性动力稳定性分析

基于弹性薄壁杆的经典理论考虑到拉压，弯曲及扭转的耦合效应，建立了开口薄壁杆的非线性运动控制方程组，应用谐波平衡法。     

小口径薄壁钢管爆破压力预测

精准可靠的管道爆破压力预测,不仅有利于油气输送管道系统的工程设计和完整性评估,而且可以提高管道的传输效率。针对油气管道常见的小口径薄壁钢管开展了静水压力爆破试验,对比了几种典型爆破压力的预测公式和方法,采用偏差分析将预测结果与试验结果进行比较。相比Von Mises屈服准则,基于Tresca屈服准则的爆破压力预测公式计算得到的小口径薄壁钢管承压能力更接近实际结果,而且Tresca屈服准则中的最大切应力塑性破坏更容易解释小口径薄壁钢管的静水压爆破过程。同时考虑钢管的几何尺寸特点,采用ASME公式、Barlow OD公式、Barlow ID公式、Max shear stress公式以及Turner公式计算小口径薄壁钢管的爆破压力,其适用性更强。     

小口径薄壁钢管爆破压力预测北大核心

精准可靠的管道爆破压力预测,不仅有利于油气输送管道系统的工程设计和完整性评估,而且可以提高管道的传输效率。针对油气管道常见的小口径薄壁钢管开展了静水压力爆破试验,对比了几种典型爆破压力的预测公式和方法,采用偏差分析将预测结果与试验结果进行比较。相比Von Mises屈服准则,基于Tresca屈服准则的爆破压力预测公式计算得到的小口径薄壁钢管承压能力更接近实际结果,而且Tresca屈服准则中的最大切应力塑性破坏更容易解释小口径薄壁钢管的静水压爆破过程。同时考虑钢管的几何尺寸特点,采用ASME公式、Barlow OD公式、Barlow ID公式、Max shear stress公式以及Turner公式计算小口径薄壁钢管的爆破压力,其适用性更强。     

楔法解非园截面杆的扭转

本文推导了薄膜比拟法的等高线与楔法的等色线的等价关系,用楔法解非园截面杆的扭转问题,能用一个模型来研究有关的不同形状的横截面杆的剪应力分布。     

钢管混凝土应用与强度分析探讨

在对钢管混凝土性能分析的基础上,针对三向应力状态的情况,推出了依据双剪应力理论的钢管混凝土轴向受压柱的强度公式,对结构设计有一定的参考价值.     

钢管混凝土应用与强度分析探讨

在对钢管混凝土性能分析的基础上，针对三向应力状态的情况，推出了依据双剪应力理论的钢管混凝土轴向受压柱的强度公式，对结构设计有一定的参考价值。     

变截面波形钢腹板箱梁桥的扭转性能研究

针对变截面波形钢腹板箱梁实桥进行扭转性能试验,研究了不同荷载作用下该桥的抗扭特性;并利用有限元软件建立实体模型进行了分析计算。结合组合梁桥的力学特点,提出了实用的变截面波形钢腹板箱梁桥的扭转刚度解析公式,通过实桥试验和有限元计算验证了解析公式的有效性,推导出的变截面波形钢腹板箱梁桥的扭转刚度实用解析,将为该类型梁桥的抗扭设计研究提供数据参考。     

小集水区试验中三角堰量水问题的研究

对5种不同缺口角度的不完全收缩薄壁三角堰的出流特性进行了室内实验,得出了实验条条件下的流量系数经验公式和θ=90°堰的低水头(h<6cm)流量系数公式.通过理论分析和实测资料验证,指出了不能直接采用堰流公式得出小集水区的暴雨径流流量,并分析了野外观测的精度.     

拖拉机结构设计中的材料力学分析

为提高和改进拖拉机修理技术,及时排除拖拉机在运行中的故障,对拖拉机结构中离合器轴横截面的扭转剪应力,车架梁横截面的弯曲正应力,钢板弹簧的内力,应力和转向系拉杆的稳定性进行分析,表明,空心轴,工字形截面梁和等截面梁的合理性,同时说明材料力学为拖拉机零部件设计提供了理论基础和计算方法。     

基于ABAQUS有限元法的空洞树干强度分析

树木空洞可能会导致树木的死亡，同时，由于空洞树木抗风雪能力低，易在空洞处断裂，对人身和财物安全具有重大隐患。本研究通过软件Abaqus建立空心树干的三维模型进行有限元模拟分析，探索树干空洞的大小对树木强度和断裂破坏行为的影响。结果表明:1）树木发生弯曲和扭转破坏系数随载荷增加而增大，树干最外层的最大弯曲和扭转剪应力在断裂破坏前随载荷增加呈线性增加；2）当树干空洞发展到树干内外径比（α）为0.7时，随着空洞的继续增大其弯曲和扭转破坏系数会急剧增加，在α小于0.7时，弯曲和扭转破坏系数有一定的增加，但增加幅度较小；3）随着树干空洞造成内外径比的增加，树木发生扭转破坏的偏冠程度会逐渐降低。研究初步探明了树干空洞影响树木破坏行为和方式的力学机理，可为树木安全性评估提供一定的理论支持和依据。     

基于薄壁孔口出流的管道检测设备泄流模型

针对高流速天然气管道内常规检测设备无法使用的问题,提出了开泄流孔主动调控设备运行速度的方法,建立了基于泄流孔调速的模型,并推导出泄流公式。但公式中泄流孔局部阻力因数的取值较困难,导致应用不便。根据检测设备泄流孔的特点和流体力学孔口出流方面的理论,建立了基于薄壁孔口出流的管道检测设备泄流模型,推导出薄壁孔口出流公式,在介质输送满足雷诺数不低于105的条件下,且泄流孔尺寸较小时,泄流孔局部阻力因数为0.06。根据新建泄流模型对固定泄流面积的检测器和速度控制清管器的运行速度进行了预测,其计算结果与现场运行情况一致,新建泄流模型参数较少、结构简单,方便工程现场计算。     

基于薄壁孔口出流的管道检测设备泄流模型北大核心

针对高流速天然气管道内常规检测设备无法使用的问题,提出了开泄流孔主动调控设备运行速度的方法,建立了基于泄流孔调速的模型,并推导出泄流公式。但公式中泄流孔局部阻力因数的取值较困难,导致应用不便。根据检测设备泄流孔的特点和流体力学孔口出流方面的理论,建立了基于薄壁孔口出流的管道检测设备泄流模型,推导出薄壁孔口出流公式,在介质输送满足雷诺数不低于105的条件下,且泄流孔尺寸较小时,泄流孔局部阻力因数为0.06。根据新建泄流模型对固定泄流面积的检测器和速度控制清管器的运行速度进行了预测,其计算结果与现场运行情况一致,新建泄流模型参数较少、结构简单,方便工程现场计算。     

风吸力下冷弯薄壁檩条稳定承载力分析和设计建议

对在风吸力作用下各种常用规格、跨度的冷弯薄壁檩条进行了大量的稳定承载力分析.分析分两部分：一是对简支C型和Z型冷弯薄壁檩条在风吸力作用下的稳定承载力分析，以确定简支檩条在风吸力作用下的稳定承载力；二是嵌套搭接的Z型冷弯薄壁连续檩条在风吸力作用下的稳定承载力分析，以确定搭接长度、跨数等因素对连续檩条在风吸力作用下稳定承载力的影响.有限元分析结果与《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS 102:2002）中风吸力作用下檩条的稳定承载力公式计算结果对比表明，规程中公式计算结果相对保守.据此,本文提出了简支檩条在风吸力作用下稳定承载力的实用计算公式，以及嵌套搭接的Z型连续檩条在风吸力作用下的设计方法.     

各向异性杆扭转问题的一种数值方法

将R-函数理论用于分析具有任意形状截面的各向异性杆弹性扭转问题.首先引入坐标变换将扭转问题的应力函数方程化成拉普拉斯算子方程,再利用拉普拉斯算子的基本解、边界方程及R-函数构造一个准Green函数,其满足了齐次边界条件.后再应用Green公式将各向异性杆弹性扭转问题的拉普拉斯算子方程转化为积分方程,应用R-函数理论选择适当的边界方程来消除积分方程的奇异性.数值算例表明,此方法是一种有效的数值方法.     

松套圆筒自增强分析

本文应用塑性力学方法,分析了松套圆筒的自增强压力,以及筒间初始间隙与各层圆筒屈服尺寸之间的关系,这些关系式可为松套圆筒自增强技术提供理论依据。为了不致使圆筒变形过大,本文限制各层圆筒在自增强过程中不发生无限制的塑性流动,从而在对各层套筒的径比提出一定限制的条件下,得出了某些可供试验及设计应用的计算公式。     

轴盘系统扭转振动特性的新的表达式及计算

应用奇异函数,建立等直轴上有任意个盘的轴盘系统扭转振动微分方程。引入运算符号,导得其频率方程和振型函数的解析表达式。给出运算符号的递推公式,便于数值计算和工程应用。     

沥青路面荷载型裂缝的剪切机理与成因分析

越来越多的研究表明沥青路面轮迹带附近的荷载型裂缝与沥青面层内较大的应力水平尤其是剪应力有着直接的关系,为了探讨其破坏机理及力学成因,基于弹性层状体系在考虑水平荷载作用下进行半刚性基层路面剪应力有限元分析,分析沥青面层内剪应力分布规律,剪应力峰值变化情况,并对剪应力和拉应力进行对比分析。结合荷载型裂缝产生位置、深度等特点可以认为其产生的主要原因不是拉应力而是剪应力,对进一步研究荷载型裂缝的破坏机理、发展规律有一定的指导意义。