问题链式教学模式在工程力学课程教学中的应用

描述了问题链式教学模式的内涵,并结合工程力学课程中应力状态分析的具体实例,将该教学内容梳理、提炼和升华,设计成链状结构的环环紧扣的问题集合,说明了问题链式教学模式的应用方法。由此可以引导学生探索性地发现问题、解决问题,提高学生的独立思考和创新思维能力。     

三维表面裂纹扩展轨迹与数值仿真研究

针对三维表面裂纹扩展形态和轨迹难以预测的特点,基于ANSYS有限元分析软件,利用三维裂纹扩展仿真方法,开发三维裂纹扩展程序,研究典型的三维表面单裂纹与三维非等大共面表面双裂纹扩展轨迹,实现了任意三维多裂纹扩展轨迹的数值模拟。主要研究内容与结论如下：针对三维表面单裂纹模型,当初始裂纹形状c/a>1时,最深处的应力强度因子值大于自由表面处应力强度因子值,随着裂纹的不断扩展,前缘会渐渐趋于稳定的圆形。而对于三维非等大共面表面双裂纹,较大的裂纹扩展速率大于较小的裂纹。开始时2条裂纹均沿光滑的样条曲线扩展,后来受到另一条裂纹的影响,在彼此接近处,由于应力放大作用,此部位的应力强度因子变大,扩展速率也会高于裂纹前缘其他部位。     

铝合金板材相对均匀性的声-超声评价研究

基于Ritec-SNAP系统建立了声-超声技术实验系统,阐述了该实验系统的原理及应力波因子的定义,分析了在声-超声技术评价过程中用声信号的幅频特性及应力波因子表征材料相对均匀性的可行性。利用建立起来的实验系统,对铝板的相对均匀性进行了声-超声评价的实验研究。实验结果表明,用应力波因子评价铝合金板材的相对均匀性具有可行性。     

考虑尺寸效应的微型武器壳体动态响应分析

研究了三维石墨烯泡沫增强微型武器壳体的动态响应。首先基于修正的偶应力理论(MCST)和Love薄壳理论推导出系统的控制方程;其次采用Galerkin法和模态叠加法对GFRNC(三维石墨烯泡沫增强聚合物)微壳进行了固有频率和动态响应分析;最后详细讨论了三维石墨烯泡沫重量分数、分布类型、尺度参数、泡沫系数和几何形状对微壳动态响应的影响。     

元胞法模拟非线性弹性层合材料中的应力波

元胞法 (MethodofCell)是在有效刚度理论的基础上发展起来的新方法 ,可以用来构造具有周期性结构单元的材料的本构 ,也可以用来模拟应力波在材料中的传播问题 ,尤其是具有分层结构的材料。本文中给出两种常见的初值条件 ,并利用该方法模拟了非线性弹性材料的动态响应 ,研究了波在该层合材料中的振荡现象     

一种新的Weibull分布恒定应力加速寿命试验分析方法

分析了Weibull分布恒定应力加速寿命试验常用的二步分析方法存在的不足 ,建立了一种新的构造数据分析方法。考虑到分布参数的相关性 ,该方法引入了Weibull分布特征寿命参数的二次估计 ,在模型拟合优度上高于原来的二步分析方法 ,使分析精度得到了改善。同时 ,该方法避免了原来二步分析方法的查表过程 ,便于软件实现和工程实际应用。     

型钢混凝土桁架节点有限元分析

由于普通结构设计软件无法实现型钢混凝土空间桁架节点内部细化计算分析,为解决这一问题,通过采用ANSYS软件对整体结构进行静力分析,并提取桁架节点处各构件的内力,将其施加于桁架节点的实体模型,进行精细的有限元计算分析;检验桁架节点实体模型内部应力是否满足强度要求,验证结构设计时节点区域的型钢选取和配筋的合理性;同时将分析结果与在该结构施工现场实际检测结果进行对比。结果表明,AN—SYS软件能够准确地完成普通结构设计软件无法完成的复杂结构模型的细化有限元分析。     

喷丸强化对18Cr2Ni4WA渗碳钢性能的影响

采用强力喷丸工艺对渗碳18Cr2Ni4WA钢试样进行了表面喷丸强化处理。利用Nano Test 600纳米测试仪、2903X射线应力仪和TR200表面粗糙度仪,分别测试分析了试样处理前后的显微硬度、残余应力和表面粗糙度,并在JP-52接触疲劳试验机上考察了喷丸强化处理对渗碳18Cr2Ni4WA钢接触疲劳性能的影响。试验结果表明：渗碳试样经强力喷丸后,在0～0．50mm深的表层内形成一个喷丸硬化层,显微硬度提高了约1．1GPa;最大残余压应力由-478 MPa提高到-760 MPa;表面粗糙度由1．255μm降为0．979μm。接触疲劳特征寿命以与中值寿命L50均提高了2倍多,额定寿命L10提高了1倍多。     

重塑非饱和含粘砂土变形强度特性的三轴试验

利用多功能土工三轴仪探讨了非饱和含粘砂土的变形和强度特性,共进行3种应力路径的三轴试验：控制吸力的各向同性压缩试验、控制净平均应力的三轴收缩试验、控制吸力和净围压为常数的三轴排水剪切试验。研究结果表明：该土的屈服净平均应力和偏应力都随吸力增大;在净平均应力不变的条件下,该土的屈服吸力是一常数但不等于土样在历史上曾受过的最大吸力;随着净围压增大,其应力-应变曲线由软化向硬化型转变;在高吸力高围压下,呈现脆性破坏。控制吸力和净围压为常数的三轴排水剪切试验在p—q平面内的强度包络线为直线;在试验研究的吸力范围（50～200kPa）内,该土的粘聚力随吸力线性增加;内摩擦角随吸力的变化很小,可以认为是一常数;该土具有显著的剪胀特性,剪胀性不仅取决于千密度与围压,而且还与吸力密切相关。     

带有损伤凹陷的环肋圆柱壳应力和稳定性分析

为探寻局部受损伤潜艇结构的承载能力,以出现较大损伤变形的环肋圆柱壳舱段结构为研究对象,"涡形凹陷"作为损伤变形的典型形状,运用MSC/NASTRAN软件计算了这种结构在静水外压作用下的应力分布和失稳临界压力。结果表明:带有损伤凹陷的环肋圆柱壳与完好状态环肋圆柱壳相比,最大应力值提高,失稳临界压力值下降,应力的改变对环肋圆柱壳承载能力的影响更大;相同凹陷幅度下,损伤凹陷中心在肋骨位置时,对圆柱壳应力状态和稳定性的影响最为恶劣。肋骨分别采用梁单元或壳单元两种建模方式时,得出的应力和失稳临界压力变化规律一致,采用梁单元建模得出的肋骨应力偏安全。