由材料组分直接计算功能梯度复合材料开孔板宏观响应的跨尺度分析 被引量：9

1

作者 程红梅 曹志远 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期161-167,共7页

建议一种新颖的功能梯度构件分析的细观元法,给出了方法模型、基本算式及特点与功能。细观元法对构件的常规有限单元内部设置密集细观单元以反映材料组分梯度变化,又通过协调条件将各细观元结点自由度转换为同一常规有限元自由度,再上... 建议一种新颖的功能梯度构件分析的细观元法,给出了方法模型、基本算式及特点与功能。细观元法对构件的常规有限单元内部设置密集细观单元以反映材料组分梯度变化,又通过协调条件将各细观元结点自由度转换为同一常规有限元自由度,再上机计算。此法可实现材料细观结构到构件宏观响应的直接过渡分析,而计算单元与自由度又等同于常规有限元,为解决功能梯度构件宏观、细观跨尺度分析提供了一种有效工具。本文中直接从制备时给定材料组分分布出发计算构件宏观响应,给出了不同开孔形状与数量功能梯度板的力学量三维分布形态。 展开更多

关键词 功能梯度材料 三维分析 细观元 材料组分 开孔板

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高速铁路框架型板式轨道动力学分析 被引量：7

2

作者 蔡成标 徐鹏 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期164-169,共6页

建立了高速列车-框架型板式轨道的动力学模型。基于弹性薄板振动理论和加权余量法,推导了框架型轨道板关于振型坐标的常微分方程。对比分析了运行速度为300 km/h的CRH 2-300动车组作用下框架型和平板型板式轨道动力响应,结果表明:两种... 建立了高速列车-框架型板式轨道的动力学模型。基于弹性薄板振动理论和加权余量法,推导了框架型轨道板关于振型坐标的常微分方程。对比分析了运行速度为300 km/h的CRH 2-300动车组作用下框架型和平板型板式轨道动力响应,结果表明:两种轨道结构的钢轨垂向位移、钢轨支点反力差别不大,框架型板式轨道的轨道板垂向位移、CA砂浆动应力均大于平板型。分析了CA砂浆弹性模量、板下胶垫刚度对框架型板式轨道动力响应的影响,计算了框架型轨道板的动应力分布,结果表明:随CA砂浆弹性模量的增大,框架型轨道板垂向位移减小,CA砂浆动应力增大,对钢轨垂向位移和钢轨支点反力影响不大;增设板下胶垫可以有效降低CA砂浆动应力;框架型轨道板最大拉应力小于混凝土抗拉强度标准值,可保证强度。 展开更多

关键词 列车 框架型板式轨道 开孔板 动力响应

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有限元仿真的一堂课——兼说实例驱动型启发式教学法 被引量：8

3

作者 杨帆 王莉华 赵金峰 《力学与实践》 北大核心 2019年第4期463-469,共7页

有限元仿真课程已成为力学等专业新工科人才培养中的重要环节。本文针对该课程的特点,提出了实例驱动型启发式的教学方法。通过对带孔方板受拉问题的教学实例的阐述,详细介绍了实例驱动型教学方法的组成部分和实施要点,讨论了启发式理... 有限元仿真课程已成为力学等专业新工科人才培养中的重要环节。本文针对该课程的特点,提出了实例驱动型启发式的教学方法。通过对带孔方板受拉问题的教学实例的阐述,详细介绍了实例驱动型教学方法的组成部分和实施要点,讨论了启发式理念在该实例教学中的体现。通过同济大学的教学实践,表明所提方法能显著提高教学效果。 展开更多

关键词 有限元 实例驱动 启发式 带孔方板

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船体开孔薄板面内剪切屈曲特性研究 被引量：2

4

作者 朱兆一 李晓文 +3 位作者 蔡应强 陈清林 彭苗娇 熊云峰 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期228-235,共8页

船体板材不可避免地存在不同形式的开孔,开孔破坏了结构的连续性,对结构的强度、稳定性具有重要影响,因此研究船体板开孔结构的屈曲特性对保证船舶安全十分重要。在面内载荷作用下,通过画框型剪切夹具、3D全场变形测量-分析系统等对两... 船体板材不可避免地存在不同形式的开孔,开孔破坏了结构的连续性,对结构的强度、稳定性具有重要影响,因此研究船体板开孔结构的屈曲特性对保证船舶安全十分重要。在面内载荷作用下,通过画框型剪切夹具、3D全场变形测量-分析系统等对两种不同形式的船体开孔薄板进行剪切屈曲试验,获得了圆形开孔板和方形开孔板的临界屈曲载荷、全场位移/应变信息和拉力-伸长率曲线等;考虑试验夹具的影响,基于Abaqus对不同形式的开孔板进行数值仿真,通过对开孔板进行特征值屈曲分析和非线性屈曲分析,获得了两种不同形式船用开孔薄板的屈曲、后屈曲力学响应信息。通过数值仿真与试验结果的对比研究,验证了数值仿真方法的有效性、准确性。在此基础上,重点剖析载荷-伸长率关系、典型时刻板面全场位移、临界屈曲载荷以及开孔边缘的应力分布响应特征,明确了面积等效情况下圆孔和倒圆角方孔对方形薄板剪切稳定性的影响。为船用薄板面内剪切稳定性的试验和仿真研究以及大型船体结构的设计优化、力学性能评估等提供有益参考。 展开更多

关键词 面内剪切 屈曲 开孔板 剪切试验 稳定性

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基于应力和变形值最小的复合材料含孔板孔形参数有限元优化 被引量：5

5

作者 铁瑛 李成 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 2010年第1期10-12,6,共4页

本文基于对复合材料孔板主承力接触区的有限元强度分析结果,利用APDL参数化有限元分析技术,以孔板第一主应力S1和X方向上的变形UX的最大值作为目标函数,对孔形参数进行优化。设计出基于应力和变形最小的开口形状,并得出了孔形参数与应... 本文基于对复合材料孔板主承力接触区的有限元强度分析结果,利用APDL参数化有限元分析技术,以孔板第一主应力S1和X方向上的变形UX的最大值作为目标函数,对孔形参数进行优化。设计出基于应力和变形最小的开口形状,并得出了孔形参数与应力、变形之间的相互关系。 展开更多

关键词 复合材料 开孔板 孔形 应力 变形

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带孔板仿生孔形状的强度设计 被引量：3

6

作者 鄢建辉 汪久根 《工程设计学报》 CSCD 2003年第6期355-357,共3页

树木节疤的多年优化结构具有合理的机械强度.研究了仿树木节疤结构形状,设计了带孔板的孔形参数,并进行了Mises应力场分析.结果表明,在单向均布载荷作用下,椭圆参数大于2的椭圆孔的机械强度最优;在双向不同或相同应力水平的均布应力作用... 树木节疤的多年优化结构具有合理的机械强度.研究了仿树木节疤结构形状,设计了带孔板的孔形参数,并进行了Mises应力场分析.结果表明,在单向均布载荷作用下,椭圆参数大于2的椭圆孔的机械强度最优;在双向不同或相同应力水平的均布应力作用下,当双向应力比为0.5～2.0时,圆形孔板的机械强度最优. 展开更多

关键词 带孔板 最优孔形状 仿生设计 机械强度 机械强度

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正交各向异性复合材料孔板性能参数识别测点的最优布置 被引量：3

7

作者 黄立新 向志海 +2 位作者 孙秀山 刘应华 岑章志 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第10期30-34,共5页

基于静态位移的测量和边界元分析,性能参数识别的问题转化为极小化目标函数的问题,其中目标函数定义为测量位移与边界元计算的位移之差的平方和。求解此优化问题采用Levenberg-Marquardt算法。通过该算法适定性的分析,提出了考虑诸多因... 基于静态位移的测量和边界元分析,性能参数识别的问题转化为极小化目标函数的问题,其中目标函数定义为测量位移与边界元计算的位移之差的平方和。求解此优化问题采用Levenberg-Marquardt算法。通过该算法适定性的分析,提出了考虑诸多因素综合影响的优化测点布置的方法。该方法的有效性得到了数值算例的验证,算例结果表明测点布置对正交各向异性复合材料孔板性能参数识别的结果有较大的影响。提出的方法可以找出测点的最优布置,得到令人满意的识别结果。 展开更多

关键词 正交各向异性复合材料 孔板 参数识别 边界元分析 测点布置

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基于修正变分法开孔板和加强板结构的自由振动分析 被引量：2

8

作者 袁国清 俞瑜 +3 位作者 王宗龙 李宁 蔡佑林 孙驰 《计算机辅助工程》 2017年第2期58-64,共7页

为研究船舶开孔板和加强板结构的振动特性,用1阶剪切变形板理论描述各向同性板的位移场,并采用修正变分原理和区域分解方法建立板的离散动力学模型.每一块子域板的位移和转角分量通过第一类切比雪夫正交多项式展开.针对加强板模型,将该... 为研究船舶开孔板和加强板结构的振动特性,用1阶剪切变形板理论描述各向同性板的位移场,并采用修正变分原理和区域分解方法建立板的离散动力学模型.每一块子域板的位移和转角分量通过第一类切比雪夫正交多项式展开.针对加强板模型,将该方法获得的结果与已经发表的文献和有限元商用软件计算结果进行对比,验证该方法的收敛性和正确性.基于修正变分法探讨多种开孔和加强板模型的自由振动特性,充分说明该数理模型和半解析方法是一种适合处理复杂板结构问题的数值工具. 展开更多

关键词 船舶 开孔板 加强板 自由振动 修正变分法 1阶剪切变形板理论 区域分解方法 第一类切比雪夫正交多项式

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基于数值流形方法的特殊孔缘单元构造及开孔板求解 被引量：1

9

作者 武卓威 刘俊 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期681-687,共7页

采用有限元法对具有典型的开孔结构进行分析时,常常难以保证良好的单元形态,同时也难以兼顾计算效率和精度。本文采用具有两套覆盖系统的数值流形方法对此类结构开展分析,参考无限大板圆孔应力问题的理论解答,通过扩展局部逼近的基,构... 采用有限元法对具有典型的开孔结构进行分析时,常常难以保证良好的单元形态,同时也难以兼顾计算效率和精度。本文采用具有两套覆盖系统的数值流形方法对此类结构开展分析,参考无限大板圆孔应力问题的理论解答,通过扩展局部逼近的基,构造了一种适用于平面圆孔问题的特殊流形单元,基于数值流形理论采用程序实现,并对不同载荷条件和几何尺寸下的平面圆孔问题进行了计算。结果表明,相较于有限元法,本文方法在计算精度和收敛速度上均具有显著优势。上述结果也充分体现了数值流形方法在处理具有复杂几何构型的结构时的优越性,在工程结构领域具有的广阔应用前景。 展开更多

关键词 数值流形方法 开孔板 平面圆孔问题 特殊流形单元 局部逼近

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横向爆炸载荷下开孔弹性板的应力集中 被引量：1

10

作者 蔡冰 曹惠芳 蔡中民 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2005年第6期642-644,共3页

基于ANSYS 7.0/LS-DYNA程序,对3 m×3 m四边简支、厚度为0.025 m、中心开有0.3 m×0.3 m方孔的弹性板,在下三角爆炸载荷作用下的应力响应进行了分析;利用能量密度时间分布函数(TDFED)确定了动应力集中因子,重点讨论了时间步长... 基于ANSYS 7.0/LS-DYNA程序,对3 m×3 m四边简支、厚度为0.025 m、中心开有0.3 m×0.3 m方孔的弹性板,在下三角爆炸载荷作用下的应力响应进行了分析;利用能量密度时间分布函数(TDFED)确定了动应力集中因子,重点讨论了时间步长和采样时间间隔对计算结果的影响。 展开更多

关键词 动应力集中因子 能量密度时间分布函数 横向爆炸载荷 开孔板

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负压爆炸载荷和数据采集间隔对弹性开孔板动应力集中的影响 被引量：1

11

作者 蔡中民 徐文龄 梁卫民 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期452-455,共4页

基于ANSYS 7.0/LS-DYNA程序,对3 m×3 m四边简支,厚度0.025 m,中心开有0.3 m×0.3 m方孔的弹性板,在正压和负压三角爆炸载荷作用下的应力响应进行了分析,利用能量密度时间分布函数(TDFED)确定了动应力集中因子,并给出其计算步... 基于ANSYS 7.0/LS-DYNA程序,对3 m×3 m四边简支,厚度0.025 m,中心开有0.3 m×0.3 m方孔的弹性板,在正压和负压三角爆炸载荷作用下的应力响应进行了分析,利用能量密度时间分布函数(TDFED)确定了动应力集中因子,并给出其计算步骤。计算结果表明计算总时间和数据采集时间间隔对动应力集中因子影响较大,而负压荷载影响较小。 展开更多

关键词 爆炸力学 动应力集中因子 能量密度时间分布函数 横向爆炸载荷 开孔板 负压荷载

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爆炸载荷下开孔板动应力集中因子的网格效应 被引量：1

12

作者 潘学仕 刘磊 +1 位作者 蔡中民 席丰 《山东建筑大学学报》 2008年第4期298-301,共4页

基于ANSYS/LS-DYNA 9.0程序,对3m×3m四边简支,厚度为0.025m,中心开有0.3m×0.3m方孔的弹性板,对爆炸载荷作用下开孔板单元面积对应力集中因子的影响进行了分析。利用能量密度时间分布函数确定了角点不同单元面积时的动应力集... 基于ANSYS/LS-DYNA 9.0程序,对3m×3m四边简支,厚度为0.025m,中心开有0.3m×0.3m方孔的弹性板,对爆炸载荷作用下开孔板单元面积对应力集中因子的影响进行了分析。利用能量密度时间分布函数确定了角点不同单元面积时的动应力集中因子,并根据数值计算结果,给出了动应力集中因子与单元面积之间的拟合函数关系式,建议在计算动应力集中因子时对应板角点应采取的单元面积。 展开更多

关键词 爆炸力学 动应力集中因子 能量密度时间分布函数 横向爆炸荷载 开孔板 单元面积

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开孔板孔形参数的弹性优化及材料选择 被引量：1

13

作者 宋东日 谭湘龙 +1 位作者 王成功 赵良哲 《煤矿机械》 北大核心 2009年第11期116-118,共3页

基于弹性力学的复变函数理论,建立了相应的数学模形,对不同应力状态下开孔板孔周围的应力进行分析,得到了相应的孔形优化参数和材料选择的原则,得出适用于各向同性弹性材料的普遍适用结论,便于工程上的应用。

关键词 开孔板 孔形参数 弹性优化 材料选择

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中等厚度开孔板和缺口板断裂试验

14

作者 王万祯 刘五峰 +2 位作者 许继祥 张丹丽 史艳莉 《钢结构》 2010年第2期32-34,38,共4页

对中等厚度的10个中心开椭圆孔板件和10个单侧半椭圆缺口板件进行断裂试验,研究开孔和缺口尖锐度对中等厚度钢板断裂模式的影响。试验较精确地记录了全程载荷-位移曲线。试验结果显示:试件的第一条宏观裂纹起始于缺口顶端厚度中面,裂纹... 对中等厚度的10个中心开椭圆孔板件和10个单侧半椭圆缺口板件进行断裂试验,研究开孔和缺口尖锐度对中等厚度钢板断裂模式的影响。试验较精确地记录了全程载荷-位移曲线。试验结果显示:试件的第一条宏观裂纹起始于缺口顶端厚度中面,裂纹在厚度方向贯通后沿垂直加载方向迅速扩展,直至完全断裂。开孔或缺口愈尖锐的试件,其开裂延性愈差。开孔板试件宏观断裂荷载比缺口板试件明显要高。断口粗糙且有大量韧窝,断口暗灰色呈杯锥状,断裂形式为正断与剪断混合型。本次试验为研究中等厚度钢板断裂机理及抗断设防提供了较可靠的试验数据。 展开更多

关键词 结构钢 缺口板 开孔板 开裂

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基于非协调广义混合元的含孔平板应力分析

15

作者 姚玉喆 卿光辉 王绍波 《科技风》 2020年第20期193-196,共4页

首先,根据广义H-R变分原理建立了用于分析二维平面问题的非协调广义混合元。然后,应用该混合元对中心含孔平板的应力及应力集中系数等问题进行了详细的分析,并与二维的非协调位移元的结果进行了比较。在有限元模型相同的情况下,非协调... 首先,根据广义H-R变分原理建立了用于分析二维平面问题的非协调广义混合元。然后,应用该混合元对中心含孔平板的应力及应力集中系数等问题进行了详细的分析,并与二维的非协调位移元的结果进行了比较。在有限元模型相同的情况下,非协调广义混合元的结果精度明显优于常规的非协调位移元。另一方面,为了回避混合元法要求计算机内存空间较大的问题,提出了结构的局部区域非协调广义混合元方法。数值实例表明,局部区域非协调广义混合元方法是可靠的。 展开更多

关键词 有限元方法 广义混合元 非协调广义混合元 含孔平板 应力集中系数

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结构钢断裂试验的数值模拟分析

16

作者 张建军 王元忠 李丽 《四川建筑科学研究》 北大核心 2009年第2期80-82,共3页

为研究结构钢断裂机理及抗震设防,对8个开孔板试件断裂试验进行了数值模拟。结果显示,数值模拟的荷载—位移曲线和试验吻合较好,数值模拟的应力场可用于断裂分析。断裂应力场的分析结果表明,结构钢断裂强度σf与应力三维度σm/σe有着... 为研究结构钢断裂机理及抗震设防,对8个开孔板试件断裂试验进行了数值模拟。结果显示,数值模拟的荷载—位移曲线和试验吻合较好,数值模拟的应力场可用于断裂分析。断裂应力场的分析结果表明,结构钢断裂强度σf与应力三维度σm/σe有着密切的关系,通过对断裂应力场的回归分析,得出了断裂强度与应力三维度之间的关系式。 展开更多

关键词 开孔板 断裂试验 数值模拟 应力三维度 断裂强度

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基于三维数字图像相关技术的脆性岩石破坏试验研究 被引量：41

17

作者 马永尚 陈卫忠 +2 位作者 杨典森 杨建平 龚哲 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期117-123,共7页

利用三维数字图像相关技术(3D-DIC)观测系统研究单轴压缩状态下带中心圆孔花岗岩岩板的破坏全过程,得到了含孔洞岩石破坏过程中观测面的三维全场位移和应变,不仅能够直观地反映岩石表面裂隙的产生、扩展及相互连通的演化过程,亦能够确... 利用三维数字图像相关技术(3D-DIC)观测系统研究单轴压缩状态下带中心圆孔花岗岩岩板的破坏全过程,得到了含孔洞岩石破坏过程中观测面的三维全场位移和应变,不仅能够直观地反映岩石表面裂隙的产生、扩展及相互连通的演化过程,亦能够确定裂纹的位置、形态以及扩展方向等具体信息,还能重现加载过程中试样表面的压缩(平行荷载方向)、剥离(垂直荷载方向)、膨胀及剥落(垂直试样表面方向)。结果表明:3D-DIC技术在岩土力学试验中有其独特的优势,岩石材料破坏过程中应变场的演化能较好地反映其内部裂纹的产生和扩展规律。根据全场应变云图可以判断岩石裂纹扩展演化的情况;裂纹的演化具有强烈的非线性特征,在试样接近破坏时形成的"X"型对称变形局部化带,最终只形成一条宏观破坏带,荷载方向、岩石结构及其内部的非均匀性都会对最终宏观破裂带的位置产生影响;利用3D-DIC观测系统进行岩石变形破坏机制的研究是有效的,可为岩土介质宏细观变形破坏机制的研究提供重要的借鉴。 展开更多

关键词 三维数字图像相关技术:带孔岩板 非接触 全场应变测量 裂纹扩展 破坏

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脆性岩石破坏试验研究 被引量：31

18

作者 吕森鹏 陈卫忠 +1 位作者 贾善坡 谭贤君 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第A01期2772-2777,共6页

对不同加载速率控制条件下标准试样以及带中心圆孔的花岗岩岩板进行单轴压缩试验,研究岩石破坏的全过程并进行声发射特征分析。试验结果表明:岩石材料破坏过程是内部微裂纹产生和扩展过程的宏观反映;声发射信号与应力–应变曲线有良好... 对不同加载速率控制条件下标准试样以及带中心圆孔的花岗岩岩板进行单轴压缩试验,研究岩石破坏的全过程并进行声发射特征分析。试验结果表明:岩石材料破坏过程是内部微裂纹产生和扩展过程的宏观反映;声发射信号与应力–应变曲线有良好的对应关系,根据声发射信号可以判断岩石内部裂纹扩展演化的情况;在不同的加载速率条件下对应不同的承载能力和不同的破坏形态。根据试验结果,建立弹脆性损伤本构模型,基于ABAQUS平台,采用与试验一致的控制条件对带孔岩板进行数值模拟,并与试验结果进行比较。结果表明,数值模拟真实地反映了岩石变形破坏的全过程,研究成果对研究脆性岩石的破坏以及脆性岩石的岩爆机制具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 岩石力学 带孔岩板 加载速率 破坏 数值仿真 声发射

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含孔复合材料层合板拉伸强度研究 被引量：21

19

作者 李明 马力 +1 位作者 吴林志 关正西 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期1-5,共5页

对含孔复合材料层合板的破坏模式和拉伸强度进行了研究,考查了孔的直径和形状对层合板强度的影响.通过实验研究,测量出含孔层合板的强度.利用有限元软件ABAQUS的子程序USDFLD建立了逐渐损伤失效模型,对层合板的强度进行了数值模拟.研究... 对含孔复合材料层合板的破坏模式和拉伸强度进行了研究,考查了孔的直径和形状对层合板强度的影响.通过实验研究,测量出含孔层合板的强度.利用有限元软件ABAQUS的子程序USDFLD建立了逐渐损伤失效模型,对层合板的强度进行了数值模拟.研究结果表明,数值模拟得到的强度值和实验测量的强度值吻合较好,文中建立的数值模型可以有效地预测含孔层合板的强度. 展开更多

关键词 复合材料 含孔层合板 拉伸强度 数值模拟 子程序

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不同荷载作用下圆孔板孔边及孔口附近应力场的仿真分析 被引量：11

20

作者 李成 郑艳萍 铁瑛 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期99-102,共4页

建立了基于弹性理论及复变函数理论的计算模型。利用所建立的计算模型对孔边应力场进行了分析,同时也对孔口附近的各应力分量进行了较为全面的计算,得到了一些有益的结论。对孔边各应力分量进行了比较,同时也对距孔边不同距离时的应力... 建立了基于弹性理论及复变函数理论的计算模型。利用所建立的计算模型对孔边应力场进行了分析,同时也对孔口附近的各应力分量进行了较为全面的计算,得到了一些有益的结论。对孔边各应力分量进行了比较,同时也对距孔边不同距离时的应力场进行了比较。另外,通过施加不同的荷载,对孔边的应力场以及距孔边不同距离时的应力场的影响进行了研究。 展开更多

关键词 含圆孔板 孔边应力场 不同荷载类型 距孔边不同距离时的应力场 仿真计算

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