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梯形重力坝的应力函数解及其有限元验证

力学与实践 2023年第1期45卷 113-118页

作者：肖先志肖奉英黄模佳南昌大学工程力学系南昌330031

弹性力学教材中通过取三次多项式应力函数给出三角形横截面的重力坝应力场,但工程中重力坝的横截面几乎均为梯形,其坝顶并非三角形尖顶。将应力函数的半逆解法与锲形体的应力函数相结合,寻找出适用于梯形重力坝的应力函数,根据梯形重力... 详细信息

弹性力学教材中通过取三次多项式应力函数给出三角形横截面的重力坝应力场,但工程中重力坝的横截面几乎均为梯形,其坝顶并非三角形尖顶。将应力函数的半逆解法与锲形体的应力函数相结合,寻找出适用于梯形重力坝的应力函数,根据梯形重力坝力的边界条件,并利用圣维南原理,给出了梯形重力坝的应力场解析式。用有限元计算给出了梯形重力坝应力场的数值仿真结果。应力场解析式与有限元仿真结果非常吻合,说明了梯形重力坝应力场解析式的正确性。梯形重力坝应力场解析式对水利工程中重力坝的结构强度及设计具有重要的理论指导意义和应用价值。

关键词：梯形重力坝应力场应力函数求解有限元仿真比较

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立方晶粒正交板材瑞利波速与织构系数的关系

固体力学学报 2014年第6期35卷 527-533页

作者：吴萍黄模佳南昌大学工程力学研究所南昌330031

正交板材是由大量微小晶粒组成的正交多晶体材料,而多晶体中晶粒的取向分布(可通过取向分布函数中的织构系数来描述)影响着多晶体材料的力学性能,也必然影响着瑞利波的传播速度.将多晶体材料的织构系数引入到弹性张量中,通过特征值办法... 详细信息

正交板材是由大量微小晶粒组成的正交多晶体材料,而多晶体中晶粒的取向分布(可通过取向分布函数中的织构系数来描述)影响着多晶体材料的力学性能,也必然影响着瑞利波的传播速度.将多晶体材料的织构系数引入到弹性张量中,通过特征值办法,采用线性化处理,推导出立方晶粒正交板材的瑞利波速与织构系数的关系式,并通过对正交板材瑞利波速的测量获得织构系数,其结果与超声横波纵波测量结果相吻合.

关键词：织构系数瑞利波弹性张量正交板材超声波测量

包含主应力方向效应的Hosford正交材料屈服函数

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固体力学学报 2016年第4期37卷 340-347页

作者：杨凤黄模佳张雷吴萍刘军南昌大学工程力学研究所南昌330031 东华理工大学建筑工程学院土木工程系南昌330013 东华理工大学核工程与地球物理学院南昌330013

对于描述正交金属板材屈服和塑性变形行为而言,Hosford比Hill屈服函数更具有适应性.但Hosford屈服函数要求三个主应力方向与板材的轧制方向(RD)、横向(TD)和法向(ND)一致,导致其使用不便.因此论文引入方向函数,将方向函数泰勒展开到方... 详细信息

对于描述正交金属板材屈服和塑性变形行为而言,Hosford比Hill屈服函数更具有适应性.但Hosford屈服函数要求三个主应力方向与板材的轧制方向(RD)、横向(TD)和法向(ND)一致,导致其使用不便.因此论文引入方向函数,将方向函数泰勒展开到方向的六次项,提出新的包含主应力方向效应的广义Hosford正交金属材料屈服函数.当η=2时,广义Hosford屈服函数可退化成Hill屈服函数.实验证明,利用包含主应力方向效应的Hosford正交材料屈服函数计算出的q值、r值和屈服应力与实验结果都高度吻合.此屈服函数包含11个参数,形式较简便,更具一般性,为研究金属材料的力学性能奠定了理论基础.

关键词：正交金属板材 Hill屈服函数 Hosford屈服函数方向函数

立方晶粒任意集合下的格林函数和有效弹性刚度张量

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固体力学学报 2004年第3期25卷 247-254页

作者：黄模佳郑超美南昌大学工程力学所南昌330029 南昌大学计算中心南昌330029

为了推导多晶体材料的有效弹性刚度张量 ,给出立方晶粒任意集合的格林函数封闭但近似的表达式 ,该格林函数表达式包含三个单晶弹性常数和多晶体材料五个织构系数 ,它考虑取向分布函数的影响直至织构系数的线性项 ,它适用于弱织构多晶体... 详细信息

为了推导多晶体材料的有效弹性刚度张量 ,给出立方晶粒任意集合的格林函数封闭但近似的表达式 ,该格林函数表达式包含三个单晶弹性常数和多晶体材料五个织构系数 ,它考虑取向分布函数的影响直至织构系数的线性项 ,它适用于弱织构多晶体材料或具有弱各向异性晶粒的多晶体材料 (如金属铝 ) ,它与Nishioka格林函数近似式的比较通过三个算例给出 ;Synge的格林函数积分式则直接通过数值计算完成 ,它可作为问题的精确解供参考 .该文还简单介绍了多晶体材料有效弹性刚度张量的推导过程 ,并把所得结果和有限元计算结果进行比较 .

关键词：格林函数立方晶粒集合多晶体织构有效弹性刚度张量

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关于Cauchy平均转动的直接积分赋值

力学学报 1997年第1期29卷 112-116页

作者：黄模佳扶名福赵锡钱南昌大学工程力学研究所

表明了通过直接积分途径同样可以求得变形体中局部大转动问题的Ｃａｕｃｈｙ平均转角的解析表达式，解答了Ｔｒｕｅｓｄｅｌ和Ｔｏｕｐｉｎ的经典名著中的一个基本疑难

关键词： Cauchy平均转角直接积分赋值局部大变形局部大转动变形体

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支撑杆对支撑结构失稳力影响的研究

空间结构 2014年第2期20卷 77-82,88页

作者：孟宪乔黄模佳中国能源建设集团安徽省电力设计院安徽合肥230601 南昌大学工程力学研究所江西南昌330031

输电铁塔的塔身由主材、斜材、辅材组合而成,主材和斜材主要承受轴向力,辅材的作用是控制主材和斜材受压时的失稳模式,以便提高主材和斜材的抗失稳力.目前已有辅材尚未失稳但主材(或斜材)已经失稳的研究工作.利用能量法,本文研究了不但... 详细信息

输电铁塔的塔身由主材、斜材、辅材组合而成,主材和斜材主要承受轴向力,辅材的作用是控制主材和斜材受压时的失稳模式,以便提高主材和斜材的抗失稳力.目前已有辅材尚未失稳但主材(或斜材)已经失稳的研究工作.利用能量法,本文研究了不但主材(或斜材)失稳而且辅材也已经失稳的失稳模式,研究辅材和主材(或斜材)的失稳模式与其弯曲初始变形的关系,给出了临界力表达式,给出主材(或斜材)失稳模式间的转换临界值,该临界值得到了本文给出的试验结果验证.研究成果可用于指导辅材的尺寸设计、提高主材(或斜材)的抗失稳能力.

关键词：失稳临界力支撑结构辅材失稳模式转换临界值

立方晶粒正交板材弹性与塑性参数的单轴拉伸测量方法

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塑性工程学报 2019年第3期26卷 192-196页

作者：何盼盼吴萍黄模佳南昌大学建筑工程学院工程力学实验中心

利用引入材料织构系数的正交金属板材弹性张量和塑性屈服函数,建立了用简单拉伸实验测量正交金属板材弹性常数和塑性参数的一般方法。在此基础上,在Zwick Z100电子万能试验机上,采用单轴拉伸实验方法,测量了某金属板材的所有弹塑性参数... 详细信息

利用引入材料织构系数的正交金属板材弹性张量和塑性屈服函数,建立了用简单拉伸实验测量正交金属板材弹性常数和塑性参数的一般方法。在此基础上,在Zwick Z100电子万能试验机上,采用单轴拉伸实验方法,测量了某金属板材的所有弹塑性参数。实验过程中,对应变场的测量采用了Zwick自带的纵横向电子引伸计和ARAMIS三维光学应变测量系统两种变形测量方法,两种方法得出的结果相近,验证了相关实验数据的可靠性。

关键词：弹性常数塑性参数屈服函数单轴拉伸实验

塔脚板底板接触应力非线性分布及弯曲应力表达式

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南昌大学学报（工科版） 2022年第1期44卷 50-58页

作者：钱小浩杨垂玮刘浩黄模佳南昌大学工程力学研究所江西南昌330031 中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司安徽合肥230601

基于我国输电铁塔基础结构中四地脚螺栓塔脚板的相关设计规范,以及对四地脚螺栓塔脚板的有限元数值模拟,分析四地脚螺栓塔脚板与混凝土基础考虑非线性接触时,不同厚宽比下的应力场变化。利用非线性接触理论推导,得出塔脚板底板最大弯矩... 详细信息

基于我国输电铁塔基础结构中四地脚螺栓塔脚板的相关设计规范,以及对四地脚螺栓塔脚板的有限元数值模拟,分析四地脚螺栓塔脚板与混凝土基础考虑非线性接触时,不同厚宽比下的应力场变化。利用非线性接触理论推导,得出塔脚板底板最大弯矩表达式;再结合有限元仿真结果,得出不同厚宽比下的应力计算表达式以及底板最小厚度表达式。根据相关设计规范设计其他规格实体塔脚板模型,开展有限元仿真塔脚板仿真校核。校核结果表明:所设计的塔脚板应力场分布情况与理论计算结果吻合较好,验证了四地脚螺栓塔脚板与基础接触的应力表达式具有适用性,能够通用于不同尺寸规格的塔脚板。

关键词：塔脚板非线性接触受压应力场有限元仿真

股线扭角和温度对导线综合系数取值影响的有限元仿真及应用

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南昌大学学报（工科版） 2022年第4期44卷 402-408页

作者：包华豆云龙邵汉杰兰志文黄模佳中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司安徽合肥230092 南昌大学工程力学系江西南昌330031

根据力学理论分析了考虑股线扭角的钢芯铝绞导线综合系数理论计算公式,通过有限元仿真研究了导线运行温度变化对绞线综合系数的影响;同时以某实际工程为例,分析综合系数理论解与有限元仿真解对导线弧垂应力计算误差的影响。研究表明:钢... 详细信息

根据力学理论分析了考虑股线扭角的钢芯铝绞导线综合系数理论计算公式,通过有限元仿真研究了导线运行温度变化对绞线综合系数的影响;同时以某实际工程为例,分析综合系数理论解与有限元仿真解对导线弧垂应力计算误差的影响。研究表明:钢芯铝绞导线的轴向综合热膨胀系数不随温度变化,而综合弹性模量随温度的升高而变大;小截面导线JL/G1A-400/35在小档距400 m和大截面导线AACR/EST-500/227在大档距2 000 m,温度每升高10℃,综合弹性模量约增加2~3 GPa;考虑温度效应下综合系数的不同取值,在最高设计运行温度时,小档距小截面输电线路弧垂应力存在大于5%的计算误差,大档距大截面输电线路弧垂应力计算误差小于1%。

关键词：钢芯铝绞导线综合系数温度有限元仿真