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柔性接头界面端角点应力奇异性

固体火箭技术 2012年第3期35卷 391-395页

作者：安春利任全彬王铁军赵桂平中国航天科技集团公司四院四十一所西安710025 西安交通大学西安710049

基于界面理论,建立了柔性接头增强件、弹性件两种结合材料形成的界面端角点附近奇异应力场方程,依据界面连续条件和自由边界条件,得到了与奇异应力场关联的特征值λ的线性齐次方程组,通过该方程组的求解和公式推导,给出了柔性接头界面... 详细信息

基于界面理论,建立了柔性接头增强件、弹性件两种结合材料形成的界面端角点附近奇异应力场方程,依据界面连续条件和自由边界条件,得到了与奇异应力场关联的特征值λ的线性齐次方程组,通过该方程组的求解和公式推导,给出了柔性接头界面端角点附近含应力强度系数的奇异应力场和位移场;并根据特征值λ的取值范围,获得了应力奇异性消失的柔性接头弹性件、增强件材料匹配和几何形状角选择。选取柔性接头常见工况,分别进行了角点附近奇异应力场解析解计算和有限元计算,验证了解析解的正确性。

关键词：柔性接头应力奇异性界面端角点特征值应力强度系数

影响双材料界面端三维应力奇异性的几何因素研究

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计算力学学报 2007年第4期24卷 494-498页

作者：吴志学扬州大学机械工程学院扬州225009

应用常规有限单元分析技术,对几种典型接头形式的三维双材料结构界面端点附近应力奇异性进行了研究,重点分析了棱角(两自由平面的夹角)大小对界面端点附近应力奇异性指数的影响。数值分析结果表明:棱角大小对界面端应力奇异性指数有明... 详细信息

应用常规有限单元分析技术,对几种典型接头形式的三维双材料结构界面端点附近应力奇异性进行了研究,重点分析了棱角(两自由平面的夹角)大小对界面端点附近应力奇异性指数的影响。数值分析结果表明:棱角大小对界面端应力奇异性指数有明显影响,棱角越大,奇异性指数越小;当棱角趋于180°时,端点附近的应力奇异性指数收敛于界面端线上的值(等于平面应变条件下的理论值)。研究发现,如果采用圆弧对三维双材料结构的棱边进行倒角,使相应的界面端线变成光滑连续曲线,则原界面端点附近的应力奇异性会完全退化为界面端线附近的应力奇异性,即界面端点独特的应力奇异性现象消失。

关键词：应力奇异性三维接头有限单元法双材料界面端

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软垫层末端应力奇异性数值模拟

水力发电学报 2005年第5期24卷 34-38页

作者：徐远杰高雅芬艾红雷武汉大学土木建筑工程学院

本文采用非线性有限元中的接触模型,以龙滩水电站坝内压力钢管某设计方案为例,通过平面有限元数值模拟,全面分析设置软垫层后钢衬及混凝土的受力性态,研究软垫层末梢应力集中问题以及软垫层渐变段坡比、接触界面摩擦状态对混凝土环向局... 详细信息

本文采用非线性有限元中的接触模型,以龙滩水电站坝内压力钢管某设计方案为例,通过平面有限元数值模拟,全面分析设置软垫层后钢衬及混凝土的受力性态,研究软垫层末梢应力集中问题以及软垫层渐变段坡比、接触界面摩擦状态对混凝土环向局部应力峰值的影响。数值仿真结果表明:钢衬-混凝土接触界面存在的摩擦力对混凝土环向拉应力分布和峰值影响明显,较低的摩擦系数使界面接触压力分布趋于均匀,同时减少混凝土环向拉应力峰值。由于钢衬在软垫层末梢附近区域不能满足完全径向变形协调,钢衬-混凝土接触界面将出现局部微小张开区,形成软垫层末端应力奇异性;钢衬应力峰值应包括内水压力产生的膜应力与局部非协调变形产生的弯曲应力的叠加效应,设计恰当的软垫层渐变段坡比是减少钢衬和混凝土应力峰值的工程措施。

关键词：水工结构应力奇异性接触模型压力钢管软垫层有限元分析

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各向异性复合材料尖劈的应力奇异性次数研究

工程力学 2012年第11期29卷 21-25,32页

作者：王效贵胡涛徐峰浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310014

为了确定各向异性复合材料尖劈的应力奇异性次数,提出了一种确定广义平面应变情况下各向异性弹性接合材料界面端应力奇异性次数的一维特殊有限元法。该方法基于最小势能原理,通过坐标变换和变量分离消除径向坐标,把应力奇异性次数的求... 详细信息

为了确定各向异性复合材料尖劈的应力奇异性次数,提出了一种确定广义平面应变情况下各向异性弹性接合材料界面端应力奇异性次数的一维特殊有限元法。该方法基于最小势能原理,通过坐标变换和变量分离消除径向坐标,把应力奇异性次数的求解降阶为仅与环向坐标相关的一维问题。采用三节点一维等参数二次单元,对该一维线性领域做网格划分。数值计算结果与理论解比较,表明该方法具有很高的精度和效率。

关键词：应力奇异性特殊有限元广义平面应变各向异性材料特征值法

半平面双材料角界面应力奇异性分布规律的探究

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固体力学学报 2011年第5期32卷 446-458页

作者：嵇醒同济大学航空航天与力学学院上海200092

论文对半平面双材料角受集中力问题的界面应力场作了深入的探究,特别着重于双材料角端点附近的界面应力的奇异性分布规律.论文通过对界面应力的严格解和渐近解[16]的比较,发现在双材料角界面端点邻近,严格解和渐近解的差是一个向端点衰... 详细信息

论文对半平面双材料角受集中力问题的界面应力场作了深入的探究,特别着重于双材料角端点附近的界面应力的奇异性分布规律.论文通过对界面应力的严格解和渐近解[16]的比较,发现在双材料角界面端点邻近,严格解和渐近解的差是一个向端点衰减的微幅震荡分布的应力.这个向端点衰减的微幅震荡应力的起始点,称为转换点.自界面端点到转换点,严格解等于渐近解与微幅震荡衰减应力的叠加,称为渐近段.自转换点到无穷远,界面应力由严格解确定,是界面应力的基本段.在基本段内,渐近解单调变化并趋近于零,显著地偏离严格解.所以,转换点将界面应力曲线分成渐近段和基本段.文中讨论了渐近段界面剪应力奇异分布的特点,及半平面双材料角界面端点存在应力奇异性的条件.转换点的意义在于它是渐近段和基本段的过渡点.把转换点代入渐近段的渐近表达式,即可导出表征双材料角奇异性的界面剪应力强度因子与转换点的界面剪应力的关系式.这个关系式将有利于双材料角奇异性初始脱粘判据的研究和建立.

关键词：双材料角应力奇异性界面应力应力强度因子

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双材料界面端应力奇异性的数字光弹性分析

工程力学 2011年第12期28卷 7-12,26页

作者：李兴民雷振坤大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

在双材料界面端奇异性应力场方程的基础上,采用数字相移光弹性方法分析了具有实数应力奇异性的界面端应力强度因子。实验选择铝合金/环氧树脂双材料形成135°和90°界面端切口进行四点弯曲测试,利用数字相移光弹性法得到界面端全场等色... 详细信息

在双材料界面端奇异性应力场方程的基础上,采用数字相移光弹性方法分析了具有实数应力奇异性的界面端应力强度因子。实验选择铝合金/环氧树脂双材料形成135°和90°界面端切口进行四点弯曲测试,利用数字相移光弹性法得到界面端全场等色线级数作为原始数据。将应力光学定律和界面端奇异性应力场方程相结合,分别得到条纹级数距离界面端成线性对数分布规律和条纹级数平方距离界面端成幂函数多项式分布形式,界面端的应力强度因子随载荷逐渐递增,实验结果与数值计算趋势一致。

关键词：双材料界面端应力奇异性应力强度因子数字光弹性

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电致伸缩材料内电极附近应力奇异性研究

固体力学学报 2009年第4期30卷 400-404页

作者：张宁高存法南京航空航天大学航空宇航学院南京210016

应用复变函数的方法,研究电致伸缩材料内置电极附近的应力奇异性.基于精确的电边界条件,采用Hilbert理论以及复变函数中的Cauchy积分与留数定理,首先分别给出了柔性电极和刚性电极的复势函数解,然后就这两种极限情况,讨论了电极刚度对... 详细信息

应用复变函数的方法,研究电致伸缩材料内置电极附近的应力奇异性.基于精确的电边界条件,采用Hilbert理论以及复变函数中的Cauchy积分与留数定理,首先分别给出了柔性电极和刚性电极的复势函数解,然后就这两种极限情况,讨论了电极刚度对应力场奇异性的影响.研究结果表明:无论对柔性电极还是刚性电极,Max-well应力的应力场均呈现r-1阶的奇异性,但对于前者总应力奇异性系数为零,而对于后者总应力奇异性系数与基体的材料常数有关.

关键词：电致伸缩材料电极应力奇异性复变函数法

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三维双材料结构的应力奇异性分析

计算力学学报 2004年第5期21卷 592-596页

作者：吴志学扬州大学机械工程学院江苏扬州225009

应用有限单元法子模型技术,对具有不同界面角的三维双材料结构的应力奇异性进行了分析。结果表明,应用子模型技术估算三维双材料结构的应力奇异性指数是有效的。然后分析了界面端线和界面端点处附近奇异性指数,得到了一些重要而有趣的... 详细信息

应用有限单元法子模型技术,对具有不同界面角的三维双材料结构的应力奇异性进行了分析。结果表明,应用子模型技术估算三维双材料结构的应力奇异性指数是有效的。然后分析了界面端线和界面端点处附近奇异性指数,得到了一些重要而有趣的结果。最后对消除三维双材料结构应力奇异性的几何条件进行了讨论。

关键词：应力奇异性三维接头有限单元法子模型技术

各向同性与各向异性三相材料接头应力奇异性研究

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应用力学学报 2019年第4期36卷 825-831,995-996页

作者：葛仁余熊海超牛忠荣程长征安徽工程大学力学重点实验室芜湖241000 合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009

研究了各向同性与各向异性三相材料接头的应力奇性指数,通过引入奇异点附近区域位移场渐近展开的典型项,将各向同性与各向异性组合材料接头的控制方程和径向边界条件转化为变系数常微分方程的特征值问题;再利用插值矩阵法求解所建立的... 详细信息

研究了各向同性与各向异性三相材料接头的应力奇性指数,通过引入奇异点附近区域位移场渐近展开的典型项,将各向同性与各向异性组合材料接头的控制方程和径向边界条件转化为变系数常微分方程的特征值问题;再利用插值矩阵法求解所建立的特征方程,得到接头端部的应力奇性指数和特征角函数。对由两个各向异性材料和一个各向同性材料以任意楔形角组成的三相接头结构的奇异性进行了研究,并比较了它们的应力奇性指数。计算结果表明:对于粘结接头,各向同性材料刚度越大应力奇异性越强;对于剥离接头,各向同性材料楔形角或材料刚度越大,第一阶应力奇异性越弱。计算结果与已有文献的结果对比吻合良好,证明了本文方法的有效性。

关键词：插值矩阵法应力奇异性三相材料接头渐近展开