一种复合砼结构界面应力数值分析新方法

笔者借鉴断裂力学的概念和方法,利用叠加原理和有限元方法得到复合结构在开裂瞬间和发展过程中界面应力分布规律,避开了有限元程序难以模拟裂纹从萌生发展这一过程中,为界面应力分析提供了一种新方法.     

FRP板加固钢筋混凝土梁的界面应力分析

基于弹性力学理论，研究了4点弯曲情况下FRP板加固钢筋混凝土梁的界面应力分布．在考虑粘结层影响的情况下给出了FRP板板端界面上剥离应力和正应力的解析表达式，分析了表达式中各物理量对界面应力的影响．由于进行了合理的简化，使得分析过程简单，且得到的解析解与文献中给出的有限元解答和试验结果符合很好，此外还给出了FRP板发生断裂破坏时的极限承载力表达式．     

基于纳米压痕技术和有限元仿真的材料力学性能分析

提出了一种基于有限元模拟纳米压痕过程的分析材料塑性性能的方法。用有限元方法模拟纳米压痕过程，通过比较有限元计算所得的压力-压深曲线和实际纳米压痕试验得到的曲线，反复修正就得出材料的塑性性能。经检验，有限元分析得到的应力-应变曲线和材料实际的应力一应变曲线吻合得非常好，因此验证了有限元模型的正确性和材料模拟的正确性。     

双金属板材的性能失配效应问题分析

采用理论分析对双金属板材的性能失配效应问题进行了定性分析，并以四种双金属板材的轧压成形为例，进行了弹塑性有限元分析，由分析结果可知：两金属组元材料性能差异在其结合界面处引起应力集中，其弹性模量差异对界面的最大接触应力的影响比较明显，泊松比差异对界面最大等效应力的影响比较明显，屈服极限和塑性硬化切向模量差异将在界面处产生附加拉应力，当附加拉应力超过界面结合强度时，结合界面上会出现裂纹．这些规律为解决双金属板材性能失配效应问题提供了分析数据和方法．     

风沙冲蚀下钢结构涂层的界面应力与破坏准则

为表征和评价风沙冲蚀作用下钢结构涂层界面结合强度，以西北地区风沙流特征为背景，利用接触力学和界面力学理论建立了在风沙冲蚀作用下钢结构涂层的界面应力表达式.结合断裂力学理论和有限元分析方法，确定了钢结构涂层的界面起裂位置.在起裂位置处建立了考虑压应力影响的界面应力破坏准则.研究结果表明：当冲蚀角度为30°和60°时，最大界面剪应力分别位于冲蚀点前侧200 mm和180 mm处，最大界面压应力分别位于冲蚀点前侧100 mm和50 mm处，涂层界面的起裂位置为最大界面剪应力处.风沙冲蚀作用下涂层的界面应力破坏准则与莫尔-库伦强度准则相似，斜率的大小取决于沙粒的冲蚀角度，且当冲蚀角度为30°和60°时，斜率大小分别为-0.599和-0.467.     

纤维取向对短纤维复合材料中应力传递的影响

以短纤维复合材料的单纤维三维模型为基础，利用三维有限元方法，通过计算短纤维增强金属基复合材料中纤维在不同取向下沿纤维长轴方向的纤维轴向正应力和界面应力的分布情况，讨论纤维取向变化对基体和纤维间应力传递的影响。研究表明，随纤维位向角α的增大，基体与纤维间的应力传递程度下降，纤维的增强效果变差。同时，不同取向下的纤维附近有不同的破坏机制，并与界面结合状态密切相关。     

混凝土路面钢筋机械连接性能的数值分析

钢筋机械连接在旧有混凝土路面修补中得到了广泛应用。本文采用有限元数值分析方法对于不同配筋率的混凝土路面板进行有限元分析,确定不同配筋率对混凝土路面板内粘结界面处的应力影响。结果表明：当新老混凝土粘结为一体时,新老混凝土界面处应力随配筋率变化很小,连接件所起到的作用不明显。一旦新老混凝土界面处产生裂缝,并产生相对位移,钢筋连接件则有效的抑制裂缝的发展,增强新老混凝土界面处的抗剪能力,进而指出路面修补中合适的配筋率。     

模拟异种钢接头蠕变力学特性的数值分析

利用有限元数值模拟了高强匹配异种的接头在弹性－蠕变条件下的应力／应变场，结果表明，接头的应力／应变分布不均匀，在焊缝界面上，应力和应变分别呈不连续和不协调分布特性，并随着拦头各区蠕变强度差别的增大，其分布梯度增大，峰值应力／应变提高，因此，蠕变强度梯度大的高强焊缝和低强母材的界面是接头的薄弱部位。     

船舶结构强度直接计算分析中应力的选取

：在对船舶结构进行有限元直接计算分析和评估中，一般采用舱段板梁模型，不可避免地要面临应力的选取问题．对于弯曲板单元，有限元计算输出的应力包括上下表面的应力，是否选取上下表面的应力作为强度评估的依据，这与有限元网格和边界条件有关．在船舶结构有限元分析评估中一般采用中面应力作为工作应力，它是上下表面应力的平均，文中对在船舶结构有限元分析评估中采用中面应力作为工作应力的原理、方法做了分析与探讨．     

基于“界面脱黏”的桥梁连续式伸缩缝力学分析

以"界面脱黏"病害为切入点,建立连续式伸缩缝结构有限元模型,在对有限元计算结果进行可靠性论证的基础上,探讨荷载作用位置、伸缩缝铺装与桥面铺装材料的模量比、伸缩缝铺装厚度及宽度、界面摩擦系数、桥端转角对界面法向拉应力的影响。结果表明:不同工况下的界面法向拉应力计算结果均在伸缩缝材料的允许拉应力范围之内,且选择柔性更大、变形协调更好的伸缩缝材料,并选择较厚的伸缩缝铺装、宽度选择45-50 cm,并且将界面进行粗糙化处理可有效地改善应力状态以减缓甚至避免"界面脱黏"病害。在此基础上,得出连续式伸缩缝铺装参数设计方法,为实体工程的设计和施工提供了新思路。     

双金属板材的性能失配效应问题分析

采用理论分析对双金属板材的性能失配效应问题进行了定性分析,并以四种双金属板材的轧压成形为例,进行了弹塑性有限元分析,由分析结果可知:两金属组元材料性能差异在其结合界面处引起应力集中,其弹性模量差异对界面的最大接触应力的影响比较明显,泊松比差异对界面最大等效应力的影响比较明显,屈服极限和塑性硬化切向模量差异将在界面处产生附加拉应力,当附加拉应力超过界面结合强度时,结合界面上会出现裂纹.这些规律为解决双金属板材性能失配效应问题提供了分析数据和方法.     

基于非线性摄动的随机有限元分析

摄动随机有限元是一种考虑可靠度随机性的有限元方法，它可以考虑岩土工程中存在着的很多的不确定因素，并对岩土工程各种边界条件和非线性应力应变土体本构关系有着较强的适应性，文中探讨了这一方法，并结合某一土坝进行了非线性摄动随机有限元分析。     

各向异性两相材料界面端部的奇性应力指数

提出了一个新的、基于位移的、求解各向异性两相材料界面端部奇性应力指数的非协调元特征分析法．该方法与过去的有限元特征分析方法相比的显著特点是：导出虚功原理的出发点不同;有限元单元形式为非协调元;楔形体端部邻城内的位移场假定没有采用奇异变换技术．运用该方法可以直接求解各向异性两相材料界面端部附近奇性应力指数,计算结果表明,本文方法较原有方法使用的单元少而且精度高．     

橡胶夹层/复合材料粘结界面应力应变研究

复合材料和橡胶粘结成一体的防振橡胶在机械栽荷的作用下，经常发生因粘接界面破坏而导致的结构失效。用Ⅰ型加载下的双悬臂夹层梁试样，借助有限元对橡胶夹层／复合材料粘接界面的破坏进行研究，指出了橡胶夹层厚度变化以及界面裂纹长度发生改变时，橡胶／复合材料粘接界面裂纹前沿的应力和载荷作用方向上的应变的变化，及其临界断裂条件。     

桩土相互作用的砂箱模型试验及计算分析

提出了用有限元-无界元耦合的方法计算大变形条件下桩-土耦合体系的应力和变形．在桩与土接触的界面上设置了一种有厚度的接触面单元，它可以与土体的弹塑性模型相衔接，能合理地反映接触面及其邻近区域剪切破坏带中的变形性状．计算结果与现场观测数据吻合较好，说明该计算方法是可行的．     

考虑界面效应的钢-混凝土组合结构有限元模拟方法

鉴于钢-混凝土接触界面剪切力传递问题的复杂性,当前对钢-混凝土组合结构有限元模拟方法多样,但大部分或过于复杂技术难度大,或过于经验化需要依赖大量的试验结果确定参数。考虑实用性和精确性相结合的理念,提出一种采用特定超弹性界面虚拟单元的钢箱混凝土组合结构有限元模拟方法,同时该方法建议混凝土采用混凝土塑性损伤模型。将该方法应用于某组合结构剪力键推出试验模拟中,对其力学性能及界面剪切力的发展全过程进行数值模拟。结果表明该界面模拟方法使用方便、结果可靠,适用于钢箱混凝土组合结构考虑界面黏结滑移效应的有限元模拟中。     

海底隧道大体积混凝土温度场及温度应力有限元分析

大体积混凝土的温度裂缝与混凝土的温度场和温度应力分布关系密切。重点探讨了应用有限元法求解大体积混凝土温度场和温度应力发展过程的模拟方法。以厦门南港海隧道为例,提出了大体积混凝土温度应力方程,编制了大体积混凝土温度场和温度应力计算程序。研究结果表明,采用有限元可以模拟大体积混凝土在温度场作用下的应力发展过程,计算结果符合混凝土浇筑过程中的温度应力分布规律。     

不同种植体-骨结合部位对骨界面应力分布的影响

目的　研究功能负荷下 ,不同种植体 骨结合部位对骨界面应力分布的影响。方法　利用三维有限元法分析比较单根螺纹型种植体在 5 0 %骨结合率下 ,七种接触方式及部位 (局部交替、冠部、底部、颊侧和舌侧、近中与远中侧 )骨界面应力分布状况及种植体位移。结果　不同部位结合的种植体 骨界面应力分布状况不同 ,比较而言 ,冠部结合状态下 ,骨界面平均应力水平低、分布最均匀 ,骨界面最大应力值最小 ,应力集中程度最低。结论　种植体植入过程中保护种植体颈周密质骨对于种植成败非常重要     

塑性成形中的应力间断

以变形协调条件为基础，研究了理想塑性材料和双金属材料塑性成形时的应力间断，结果表明，在理想塑性材料中应力间断不存在于各质点都处于塑性状态的变形体内，在双金属材料中，界面两侧应力间断是必然存在的，且界面应力间断。     

涡轮叶片锻造成形过程的计算机模拟

用塑性有限元方法对涡轮叶片的锻造成形过程进行了计算机模拟，得到叶片变形的应力应变状态和模具受力情况，得到与实际生产相符的结果。