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改进巴西试验:从平台巴西圆盘到切口巴西圆盘 被引量:13
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作者 王启智 李炼 +1 位作者 吴礼舟 黄润秋 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期793-801,共9页
巴西试验是测试混凝土、陶瓷、岩石等脆性或准脆性材料拉伸强度的标准方法,在材料科学和土木工程中有广泛的应用,研究该方法的改进在科学和工程界都受到日益增长的关注.我们对巴西试验的原始试样即巴西圆盘(Brazilian disc,BD)提出一种... 巴西试验是测试混凝土、陶瓷、岩石等脆性或准脆性材料拉伸强度的标准方法,在材料科学和土木工程中有广泛的应用,研究该方法的改进在科学和工程界都受到日益增长的关注.我们对巴西试验的原始试样即巴西圆盘(Brazilian disc,BD)提出一种新的构型:切口巴西圆盘(grooved Brazilian disc,GBD),利用GBD加载直径两端的窄而浅的切口,消除完整巴西圆盘对径压缩加载时可能非中心起裂的缺点,这一点与我们过去提出的平台巴西圆盘(flattened Brazilian disc,FBD)相同.GBD的构型更普适,因为它涵盖了巴西圆盘和平台巴西圆盘.对于求解GBD切口顶点及其正前方近邻的应力,提出两个近似解析模型,分别求出对应的压应力和拉应力,用叠加原理最后推出的公式能够定性地预测应力的变化趋势,以及试样几何参数的影响.近似解析公式,有限元数值计算,对比实验的结果都证实,对径压缩圆盘的几何与表面边界条件的一个微小的改变,对巴西试验试样的几何稳定性和断裂过程产生显著和有利的影响.利用推出的切口应力公式进行试样几何参数的优化选择,可以使GBD比BD和FBD更具优越性. 展开更多
关键词 巴西试验 切口巴西圆盘 平台巴西圆盘 解析 数值 实验
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脆性材料三点弯曲试样的最大荷载及其挠度和刚度 被引量:12
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作者 王启智 汪坤 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期1-5,共5页
三点弯曲试样广泛用于测定各种材料的强度,断裂能和断裂韧度.利用材料力学和断裂力学原理,得到脆性材料三点弯曲试样的最大荷载及其挠度和刚度的无量纲化显式表达式,并给出这些无量纲化力学量的图表,揭示它们随切槽深度变化的规律.两种... 三点弯曲试样广泛用于测定各种材料的强度,断裂能和断裂韧度.利用材料力学和断裂力学原理,得到脆性材料三点弯曲试样的最大荷载及其挠度和刚度的无量纲化显式表达式,并给出这些无量纲化力学量的图表,揭示它们随切槽深度变化的规律.两种力学分析方法所得结果基本一致,还指出使它们进一步完善的研究方向.验证和讨论了与文献[6~8]中相应的实验荷载-挠度曲线,理论与实验结果比较吻合.利用得到的表达式和图表,可以鉴别脆性材料荷载-位移曲线峰前(最大荷载前)部分所显示的无量纲化最大荷载及其挠度和刚度的变化合理性, 以及预测实验时这些力学量随切槽深度变化的情况. 展开更多
关键词 脆性材料 三点弯曲试样 最大荷载 挠度 刚度 无量纲化
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U形切槽三点弯曲梁的应力集中系数 被引量:8
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作者 王启智 汪坤 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期1-6,共6页
三点弯曲梁被广泛应用于测试材料的断裂性能,但对准脆性材料难以制作尖锐的裂纹,因此考虑三点弯曲梁具有U形切槽,此时可以用应力集中系数来表征切槽端部的应力峰值。用有限单元法计算了三点弯曲梁的U形切槽顶部的应力集中系数,给出了应... 三点弯曲梁被广泛应用于测试材料的断裂性能,但对准脆性材料难以制作尖锐的裂纹,因此考虑三点弯曲梁具有U形切槽,此时可以用应力集中系数来表征切槽端部的应力峰值。用有限单元法计算了三点弯曲梁的U形切槽顶部的应力集中系数,给出了应力集中系数随切槽深度和切槽宽度变化的规律,弥补了现有应力集中系数手册的欠缺。将U形切槽梁三点弯曲的应力集中系数与对应的U形切槽梁纯弯曲的应力集中系数作比较,发现前者比后者小,最大相对偏差达到-7.3%。将所得的应力集中系数应用于三点弯曲梁的无量纲最大承载力和挠度的分析,可以全面考虑切槽深度和切槽宽度的影响。 展开更多
关键词 应力集中系数 三点弯曲梁 U形切槽 切槽深度 切槽宽度
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拉伸半无限圆孔板的应力集中系数表达式 被引量:10
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作者 王启智 戴峰 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2001年第6期33-35,共3页
首次推出拉伸半无限圆孔板孔边最大应力集中系数的显式表达式,此式不但形式简单而且具有良好的精度,目前文献中尚无类似表达式.同时指出,Jef-fery给出的仅有的几个具体理论值在圆孔比较靠近直线边界时误差较大.此外,采用... 首次推出拉伸半无限圆孔板孔边最大应力集中系数的显式表达式,此式不但形式简单而且具有良好的精度,目前文献中尚无类似表达式.同时指出,Jef-fery给出的仅有的几个具体理论值在圆孔比较靠近直线边界时误差较大.此外,采用本文新定义的应力集中系数,当圆孔非常靠近直线边界时有一个极限值. 展开更多
关键词 拉伸半无限圆孔板 应力集中系数 显式表达式 新定义 极限值 直线边界 拉力 Jeffery
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拉伸偏心圆孔板的应力集中系数表达式 被引量:23
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作者 王启智 吴大鹏 《力学与实践》 CSCD 北大核心 1999年第3期18-20,共3页
以半解析半经验的方法推导出拉伸偏心圆孔板应力集中系数的显式表达式,经验证该式具有足够的精度,目前文献中尚无类似表达式.
关键词 圆孔板 应力集中系数 显式表达式
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拉伸半无限圆孔板应力集中系数研究 被引量:5
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作者 王启智 戴峰 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 2002年第4期5-9,共5页
用近似解析方法推出了拉伸半无限圆孔板孔边最大应力集中系数的显式表达式 ,此式不但形式简单而且具有良好的精度。对该式的精度验证采用两条路径 :1)与应力集中系数手册结果 (无显式表达式 ,只有曲线 )比较 ;2 )与有限元计算结果比较 ... 用近似解析方法推出了拉伸半无限圆孔板孔边最大应力集中系数的显式表达式 ,此式不但形式简单而且具有良好的精度。对该式的精度验证采用两条路径 :1)与应力集中系数手册结果 (无显式表达式 ,只有曲线 )比较 ;2 )与有限元计算结果比较 ,所推公式 (当d/a≥ 1.2 ) 的精度得到证实。同时应该指出 ,Jeffery给出的仅有的几个具体理论值在圆孔比较靠近直线边界时误差较大 ,但至今Jeffery的结果仍被当成经典数据或准确值被引用 ,本文的工作支持西田正孝编著的应力集中系数手册认为Jeffery解“有错误”的指正。此外 ,分别用Koiter的近似解析方法和有限元法证实 ,采用本文新定义的应力集中系数 (即用最大应力点所在的邻近一侧截面上的平均应力为基准应力 ) ,当圆孔非常靠近直线边界 (1<d/a <1.2 ) 时有一个极限值 2。 展开更多
关键词 拉伸半无限圆孔板 应力集中系数 显式表达式 定义 极限值 有限元计算
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圣维南原理的应用及屈服面形状大小的确定 被引量:4
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作者 王启智 杨井瑞 +1 位作者 张财贵 周妍 《力学与实践》 北大核心 2014年第2期216-218,221,共4页
在第1部分,讨论弹性力学的圣维南原理在线弹性断裂力学中的应用,举例说明它的误用会引起很大的误差.在第2部分,讨论塑性力学中的Tresca屈服面和Mises屈服面的形状和大小,并推广到对Mohr--Coulomb屈服面和Drucker--Prager屈服面的描述,... 在第1部分,讨论弹性力学的圣维南原理在线弹性断裂力学中的应用,举例说明它的误用会引起很大的误差.在第2部分,讨论塑性力学中的Tresca屈服面和Mises屈服面的形状和大小,并推广到对Mohr--Coulomb屈服面和Drucker--Prager屈服面的描述,给出主应力空间中Mises屈服面和Tresca屈服面的形状和大小的三维图象,并以此更正和补充现有的弹塑性力学教材和专著. 展开更多
关键词 圣维南原理 屈服面的形状和大小
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基于多通道分段自相关的弱信号检测算法及实现 被引量:7
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作者 王启智 岳玫君 +1 位作者 张锦中 吕新正 《雷达与对抗》 2009年第3期28-32,共5页
通过对雷达信号检测方法的深入分析,提出了一种基于多通道分段自相关的方法,成功地解决了低信噪比下信号检测问题。文章采用多通道并行处理,自适应门限,数据融合的方法实现了对不同脉冲宽度的信号检测,并通过双门限检测和门限修正降低... 通过对雷达信号检测方法的深入分析,提出了一种基于多通道分段自相关的方法,成功地解决了低信噪比下信号检测问题。文章采用多通道并行处理,自适应门限,数据融合的方法实现了对不同脉冲宽度的信号检测,并通过双门限检测和门限修正降低虚警率并提高参数估计精度。文章理论分析了整个算法流程,并通过FPGA硬件实现验证,表明该算法实时性好、检测概率高,在工程应用中具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 雷达 信号检测 自相关 弱信号检测 多通道 自适应门限
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一种岩石断裂韧度试样应力强度因子的三维边界元法标定 被引量:1
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作者 王启智 鲜学福 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1992年第4期31-36,136,共6页
用三维边界元法(BEM)标定了一种岩石断裂韧度试样的柔度,求出了这种试样的平均无量纲应力强度因子(SIF),并得到了对应于最大载荷时的临界裂纹长度和平均无量纲SIF的最小值.
关键词 应力强度因子 岩石 断裂韧度
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平台圆盘对径压缩的一个位移解 被引量:2
10
作者 王启智 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 2004年第1期7-8,44,共3页
用半解析半经验的方法推出圆盘对径压缩的一个位移解,该公式可以估算力作用点有微小平台时直径的压缩位移。解析方法采用集中力对径压缩完整圆盘的直径上的应变求积分算压缩位移,但部分项积分的上限离开直径端点有微小距离,这相当于圆... 用半解析半经验的方法推出圆盘对径压缩的一个位移解,该公式可以估算力作用点有微小平台时直径的压缩位移。解析方法采用集中力对径压缩完整圆盘的直径上的应变求积分算压缩位移,但部分项积分的上限离开直径端点有微小距离,这相当于圆盘上有平台。再对所推公式做经验性修正。所推公式不仅形式简单,而且有良好的精度,与有限元计算结果比较误差不大于3.6%。最后给出从材料各向同性到正交异性的推广情况。 展开更多
关键词 平台圆盘 对径压缩 近似位移解 半解析半经验方法 巴西试验 抗拉强度 岩石力学
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用线性代数的方法讨论Mises屈服面的形状和大小 被引量:5
11
作者 王启智 《力学与实践》 CSCD 北大核心 1994年第5期59-60,共2页
用线性代数的方法讨论Mises屈服面的形状和大小王启智(重庆大学资源环境学院,重庆630044)本科生用的一些塑性力学教材在讨论Mises屈服面的形状时,有的并不给出证明 ̄[1],有的证明也比较繁琐 ̄[2].笔者认为... 用线性代数的方法讨论Mises屈服面的形状和大小王启智(重庆大学资源环境学院,重庆630044)本科生用的一些塑性力学教材在讨论Mises屈服面的形状时,有的并不给出证明 ̄[1],有的证明也比较繁琐 ̄[2].笔者认为,只要用学生已学过的线性代数,这个... 展开更多
关键词 塑性力学 屈服面 线性代数
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用分片合成法计算3点弯曲圆梁裂纹试样的柔度 被引量:1
12
作者 王启智 鲜学福 《力学与实践》 CSCD 北大核心 1992年第6期31-34,共4页
本文用分片合成法计算了两种3点弯曲圆梁的柔度.这种方法将圆梁剖分成若干片,把每片当成矩形截面的3点弯曲梁,再将各片的柔度合成得到圆梁的柔度.计算结果颇佳.这种方法可以推广应用于其它构形复杂的裂纹试样.
关键词 断裂力学 柔软度 分片合成法
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两种简便的应力强度因子表达式 被引量:5
13
作者 王启智 《力学与实践》 CSCD 北大核心 1995年第6期35-37,共3页
本文给出两种常用的应力强度因子表达式,其精度在常用的范围内(a/b0.8)分别好于5%和3%,所采用的推导方法,只涉及基本的材料力学知识和应力强度因子的概念。
关键词 断裂力学 应力强度因子
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球形空洞地基稳定性分析 被引量:4
14
作者 王启智 《四川建筑科学研究》 北大核心 2005年第4期74-75,94,共3页
根据弹性力学对地基中的球形土洞进行了分析,确定了最危险的关键点的应力状态,再利用莫尔—库仑准则判定其稳定性,指出土洞的3维球洞模型要比对应的2维圆孔模型更符合实际,而分析的结果表明,在相同条件下,球洞比圆孔不容易失稳。
关键词 球形空洞 地基稳定性 分析
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对圆盘、圆环和圆孔研究与应用的感悟 被引量:3
15
作者 王启智 《力学与实践》 北大核心 2015年第3期372-376,共5页
Hertze,Michell和Timoshenko等力学大师得到圆盘和圆环的弹性力学解;巴西、日本、英国和美国的先驱学者先后提出基于圆盘和圆环这两种构形的试样测试岩石、混凝土等脆性材料的拉伸强度的方法.作者在这些大师和先驱者工作的基础上,提出... Hertze,Michell和Timoshenko等力学大师得到圆盘和圆环的弹性力学解;巴西、日本、英国和美国的先驱学者先后提出基于圆盘和圆环这两种构形的试样测试岩石、混凝土等脆性材料的拉伸强度的方法.作者在这些大师和先驱者工作的基础上,提出平台巴西圆盘(flattened Brazillian disc,FBD),中心圆孔平台巴西圆盘(holed cracked flattened Brazilian disc,HCFBD)和压缩单裂纹圆孔板(single crack drilled compression,SCDC)等试样和相应的测试方法,对国际岩石力学学会(International Society for Rock Mechanics,ISRM)建议的测试拉伸强度和断裂韧度的方法做出了改进,尤其重要的是扩展到动态力学性能的测试,包括动态起裂,动态裂纹扩展和止裂.这些研究工作得益于作者讲授《弹性力学》和《断裂力学》两门基础课以及指导研究生,说明教学与科研是相辅相成的. 展开更多
关键词 平台巴西圆盘 中心圆孔平台巴西圆盘 压缩单裂纹圆孔板 人字形切槽巴西圆盘 教学与科研
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断裂过程区D-B模型的叠加原理和载荷修正法 被引量:1
16
作者 王启智 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2001年第4期30-32,共3页
提出分析中心裂纹板剪切断裂的断裂过程区D-B模型的叠加原理,考虑了压剪断裂的摩擦阻力和体现有限板宽影响的载荷修正,以非常简便的方法推导出计算断裂过程区长度和位移的公式.
关键词 断裂过程区 叠加原理 载荷修正法 压剪断裂 D-B模型
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圆柱体中同心内埋圆片裂纹表面加载的应力强度因子 被引量:1
17
作者 王启智 《力学与实践》 CSCD 北大核心 1995年第2期23-25,29,共4页
本文用裂纹(延伸)面应力场方法分析了圆柱体中同心内埋圆片裂纹表面受拉或扭的几种受力情况的应力强度因子。对整个裂纹表面均匀拉伸时的解与经典的数值解吻合很好,显示出所用方法的简便和可靠;得到的几个解都有良好的工程应用前景。
关键词 断裂力学 圆柱体 应力强度因子 裂纹 应力场
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基于运动补偿的长时相干积累方法研究 被引量:1
18
作者 王启智 岳玫君 杜春鹏 《雷达与对抗》 2012年第1期20-23,共4页
稀布阵综合脉冲孔径雷达(SIAR)是一种全新体制的数字综合孔径雷达,其发射信号在空间全向辐射,不存在波束扫描问题,可对接收回波进行长时积累。本文首先对目标回波信号建模,分析了长时相参积累存在距离走动、多普勒扩散等问题。提出了一... 稀布阵综合脉冲孔径雷达(SIAR)是一种全新体制的数字综合孔径雷达,其发射信号在空间全向辐射,不存在波束扫描问题,可对接收回波进行长时积累。本文首先对目标回波信号建模,分析了长时相参积累存在距离走动、多普勒扩散等问题。提出了一种对回波信号先分组多普勒滤波再非相参积累的方法,并给出了工程实现途径。通过仿真和实际工程的验证,证明了该算法的有效性。 展开更多
关键词 综合脉冲孔径雷达 相干积累 运动补偿
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正交异性材料平台巴西圆盘试样的位移公式及其应用
19
作者 王启智 韦重耕 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期48-53,共6页
巴西圆盘试样广泛用于地质材料的力学性能测试。改进后的平台巴西圆盘克服了集中力产生应力集中的缺点,正交异性材料则是对各向同性材料的推广,在这样的背景下提出正交异性巴西圆盘试样的压缩位移公式。用有限元分析软件ANSYS模拟正交... 巴西圆盘试样广泛用于地质材料的力学性能测试。改进后的平台巴西圆盘克服了集中力产生应力集中的缺点,正交异性材料则是对各向同性材料的推广,在这样的背景下提出正交异性巴西圆盘试样的压缩位移公式。用有限元分析软件ANSYS模拟正交异性岩石的巴西圆盘试样的对径压缩实验;利用有限元分析结果对正交异性平台位移压缩公式进行精度检验,并用半经验半解析的方法,对该公式进行局部的修改,修改后的公式在岩石材料的正交异性指数的整个范围的总体评价上,误差小于6%,具有更好的计算精度。最后,描述了平台巴西圆盘位移公式的应用,通过对正交异性岩石平台巴西圆盘试样进行两个正交方向的两种加载角的对径压缩试验,记录载荷-位移曲线,可由初始直线段的斜率倒数来确定正交异性材料的各个弹性参数,包括杨氏模量、泊松比和剪切弹性模量。 展开更多
关键词 正交异性 正交异性指数 平台巴西圆盘 对径压缩 位移公式
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用能量图形面积法计算非线性弹性材料任意加载方式的能量释放率
20
作者 王启智 张财贵 +1 位作者 周妍 杨井瑞 《力学与实践》 北大核心 2015年第2期245-248 244,共5页
从能量释放率G的定义出发,用图解法,即能量图形面积法,分别对线弹性材料和非线性弹性材料,以及在固定位移,或固定载荷,或任意加载方式的情况下,推导出能量释放率的计算公式.证明不同加载方式下的非线性弹性材料的能量释放率,在用能量图... 从能量释放率G的定义出发,用图解法,即能量图形面积法,分别对线弹性材料和非线性弹性材料,以及在固定位移,或固定载荷,或任意加载方式的情况下,推导出能量释放率的计算公式.证明不同加载方式下的非线性弹性材料的能量释放率,在用能量图形面积法极限求导时,其数值是一样的. 展开更多
关键词 能量释放率 能量图形面积法 加载方式 线弹性材料 非线性弹性材料
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