基于动力学分析的大重合度直齿圆柱齿轮强度计算 被引量：3

1

作者 何芝仙 陈曦 时培成 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2020年第6期729-734,共6页

为了探索大重合度直齿圆柱齿轮的承载能力,以2排交错布置、具有纵向重合度的直齿圆柱齿轮为研究对象,基于由动力学分析得到的轮齿间动态法向力的变化规律和齿轮的啮合点位置,采用有限元分析法计算其齿根弯曲应力,利用Hertz公式计算其齿... 为了探索大重合度直齿圆柱齿轮的承载能力,以2排交错布置、具有纵向重合度的直齿圆柱齿轮为研究对象,基于由动力学分析得到的轮齿间动态法向力的变化规律和齿轮的啮合点位置,采用有限元分析法计算其齿根弯曲应力,利用Hertz公式计算其齿面接触应力。通过计算可知:与静态工况相比,考虑齿轮传动系统动力学效应时,大重合度直齿圆柱齿轮的最大齿根弯曲应力增大了22.49%,最大齿面接触应力增大了10.94%;与渐开线标准直齿圆柱齿轮相比,大重合度直齿圆柱齿轮的最大齿根弯曲应力减小了17.08%,最大齿面接触应力减小了43.79%。结果表明,大重合度直齿圆柱齿轮的强度大幅提升,应用潜力巨大。 展开更多

关键词 大重合度直齿圆柱齿轮 动态法向力 齿根弯曲应力 齿面接触应力

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计入轴承工作条件的轴-轴承系统动力学行为分析 被引量：1

2

作者 杨国太 何芝仙 时培成 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2018年第12期1920-1927,共8页

以轴-深沟球轴承系统为研究对象,在揭示深沟球轴承反力与轴颈中心位移之间关系的基础上,采用ADAMS动力学仿真软件研究轴-轴承系统的动力学行为,着重讨论了深沟球轴承轴向力、滚动体离心力以及轴承径向间隙等因素对轴-轴承系统动力学行... 以轴-深沟球轴承系统为研究对象,在揭示深沟球轴承反力与轴颈中心位移之间关系的基础上,采用ADAMS动力学仿真软件研究轴-轴承系统的动力学行为,着重讨论了深沟球轴承轴向力、滚动体离心力以及轴承径向间隙等因素对轴-轴承系统动力学行为的影响。结果表明:轴向力作用对轴承起预紧作用,改变了轴-轴承系统的幅频特性,轴承轴颈中心径向位移与轴向力关系为非线性减函数关系;轴承转速增加,滚动体离心力增加,轴承支承刚度下降,轴承轴颈中心径向位移响应峰值增加;轴承间隙与轴承轴颈中心径向位移响应峰值为近似线性关系。 展开更多

关键词 准刚体模型 力法 轴向力 间隙 离心力

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高液压水体中近壁面空化气泡坍塌的动力学特性研究

3

作者 廖斌 杨在贺 +1 位作者 卜洋 陈善群 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期11-18,26,共9页

基于6方程多相流模拟理论并结合Keller-Miksis方程半解析解进行对比验证,建立了适用于研究高液压水体中近壁面空化气泡坍塌问题的数值模型。选取周围水体p_(∞)=10^(6) Pa、p_(∞)=10^(7) Pa、p_(∞)=10^(8) Pa三种高液压工况以及S=0.1R... 基于6方程多相流模拟理论并结合Keller-Miksis方程半解析解进行对比验证,建立了适用于研究高液压水体中近壁面空化气泡坍塌问题的数值模型。选取周围水体p_(∞)=10^(6) Pa、p_(∞)=10^(7) Pa、p_(∞)=10^(8) Pa三种高液压工况以及S=0.1R_(0)、S=0.4R_(0)、S=0.7R_(0)、S=1.1R_(0)四种空化气泡与壁面之间间距工况对高液压水体中近壁面空化气泡坍塌的动力学特性进行系统探究。结合数值纹影、压力场无量纲化等后处理技术,对不同组合工况下空化气泡坍塌演变、压力波生成与传播以及壁面径向原点位置压力峰值进行了详细地对比分析,并深入揭示了周围水体液压以及气泡与壁面之间间距对于近壁面空化气泡坍塌动力学特性的影响规律和内在机理。 展开更多

关键词 空化气泡 坍塌 高液压 间距 压力波

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实现等速往复运动的机械传动系统动力学分析 被引量：8

4

作者 陈宇 何芝仙 时培成 《机械设计》 CSCD 北大核心 2022年第1期98-104,共7页

一种非圆齿轮-正弦机构串联组合而成的组合机构理论上可严格实现从动件等速往复运动规律。但由于机械系统的动力学效应和电动机输出特性等因素引起的电动机输出轴的速度波动,会导致从动件等速运动速度发生偏差。文中以该组合机构的主传... 一种非圆齿轮-正弦机构串联组合而成的组合机构理论上可严格实现从动件等速往复运动规律。但由于机械系统的动力学效应和电动机输出特性等因素引起的电动机输出轴的速度波动,会导致从动件等速运动速度发生偏差。文中以该组合机构的主传动系统为研究对象,建立了电动机-主传动系统单自由度多刚体动力学模型,并采用数值法求解其运动微分方程,得到了从启动到稳态运动过程中电动机角速度及正弦机构从动件输出速度变化规律。计算结果表明:额定工况条件下电动机角速度波动率为9.78%,正弦机构从动件输出速度偏差率为0.164%。在此基础上,建立了考虑非圆齿轮轮齿弹性变形的主传动系统弹性动力学模型,采用Runge-Kutta法求解系统运动微分方程,得到了额定工况条件下一个运动周期内从动件的往复运动速度规律,其从动件偏差率增加到0.568%。在需要严格实现等速运动规律的应用场合,系统的动力学效应是不可忽视的。 展开更多

关键词 非圆齿轮 多刚体动力学模型 弹性动力学模型 速度偏差率 RUNGE-KUTTA法

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液滴碰撞超疏水表面上附着不相溶液滴机理研究

5

作者 廖斌 张龙飞 +4 位作者 卜洋 李旋旋 林欣 汪超 陈善群 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期80-90,共11页

以数值模拟为主要手段对液滴碰撞超疏水表面上附着不相溶液滴演变过程及内在机理进行了系统性的研究工作。首先,发掘出附着模式、弹开Ⅰ模式以及弹开Ⅱ模式等三种液滴碰撞的典型演变模式;其次,从能量角度揭示了Weber数(We)、Bond数(Bo)... 以数值模拟为主要手段对液滴碰撞超疏水表面上附着不相溶液滴演变过程及内在机理进行了系统性的研究工作。首先,发掘出附着模式、弹开Ⅰ模式以及弹开Ⅱ模式等三种液滴碰撞的典型演变模式;其次,从能量角度揭示了Weber数(We)、Bond数(Bo)以及Ohnesorg数(Oh)等无量纲参数对于液滴碰撞动力学行为的影响规律;最后,建立了液滴碰撞典型演变模式与We、Bo、Oh等无量纲参数的依赖关系图谱。结果表明:碰撞液滴之间的能量传递、转换以及黏性耗散直接影响液滴碰撞的动力学行为;随着Oh的减小、Bo的减小以及We的增大,液滴碰撞典型演变模式出现从附着模式到弹开模式的转捩;We-Oh对液滴碰撞典型演变模式的影响规律与We-Bo近乎一致。 展开更多

关键词 界面 液滴碰撞 无量纲参数 能量 超疏水表面

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基于格林函数正交各向异性切口板自由振动特性分析

6

作者 杨永育 李腾岳 +2 位作者 程长征 赵航 葛仁余 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期182-187,201,共7页

正交异性板因重量轻、承载能力强等优点而被广泛运用于工程结构。基于格林函数,结合新兴的近场动力学微分算子(peridynamic differential operator, PDDO),提出一种分析正交各向异性板自由振动特性的方法。首先,将振动控制方程中的位移... 正交异性板因重量轻、承载能力强等优点而被广泛运用于工程结构。基于格林函数,结合新兴的近场动力学微分算子(peridynamic differential operator, PDDO),提出一种分析正交各向异性板自由振动特性的方法。首先,将振动控制方程中的位移函数假设为含格林函数的一阶积分形式;其次,将线性四阶偏微分方程分别在切口板的径向和周向离散成代数方程;最后,通过PDDO构造插值函数表示径向和周向非公共离散点位移,建立自由振动广义特征方程,获得正交各向异性切口板自振频率及振型,证明了该方法的准确性,并分析切口几何参数对结构振动特性的影响规律,为板壳结构设计提供支撑。 展开更多

关键词 正交各向异性切口板 自由振动 格林函数 近场动力学微分算子(PDDO)

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轴向功能梯度变截面Timoshenko梁自由振动的研究 被引量：8

7

作者 葛仁余 张金轮 +3 位作者 姜忠宇 韩有民 索小永 牛忠荣 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第22期158-165,244,共9页

功能梯度材料可以提高结构的强度、改善质量分布和保证工程结构的完整性,因此轴向功能梯度变截面梁已广泛应用于土木、机械和航空工程。提出了用插值矩阵法计算轴向功能梯度Timoshenko梁自由振动固有频率;基于Timoshenko梁理论,将轴向... 功能梯度材料可以提高结构的强度、改善质量分布和保证工程结构的完整性,因此轴向功能梯度变截面梁已广泛应用于土木、机械和航空工程。提出了用插值矩阵法计算轴向功能梯度Timoshenko梁自由振动固有频率;基于Timoshenko梁理论,将轴向功能梯度Timoshenko梁自由振动固有频率的计算转化为一组非线性变系数常微分方程特征值问题;运用插值矩阵法可一次性地计算出轴向功能梯度变截面梁各阶振动固有频率,并可同时获取相应的振型函数。该方法对于材料梯度函数和截面几何轮廓的具体形式无任何限制条件,计算结果与现有结果对比,发现吻合良好,表明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 变截面梁 横向振动 固有频率 插值矩阵法 功能梯度材料

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功能梯度变截面梁自由振动和稳定性研究 被引量：17

8

作者 葛仁余 张金轮 +2 位作者 韩有民 索小永 牛忠荣 《应用力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期875-880,共6页

基于忽略了梁截面剪切变形和转动惯量效应的Euler-Bernoulli梁理论,研究了轴向力作用下轴向功能梯度变截面梁的横向自由振动问题,将轴向功能梯度Euler-Bernoulli梁自由振动固有频率和临界荷载的计算转化为变系数常微分方程特征值问题。... 基于忽略了梁截面剪切变形和转动惯量效应的Euler-Bernoulli梁理论,研究了轴向力作用下轴向功能梯度变截面梁的横向自由振动问题,将轴向功能梯度Euler-Bernoulli梁自由振动固有频率和临界荷载的计算转化为变系数常微分方程特征值问题。运用插值矩阵法可一次性计算出轴向功能梯度变截面梁各阶振动固有频率和临界荷载,分析了轴向荷载对轴向功能梯度Euler-Bernoulli梁自由振动固有频率的影响,即轴向压力使梁的第1阶固有频率降低,轴向拉力使梁的第1阶固有频率增大。在简支-简支梁(H-H)边界条件下、不同截面宽锥度系数c_b和截面高锥度系数c_h,且区间划分点数n为40时,本文计算结果与已有文献计算结果之间的最大相对误差不超过0.00768%;在简支-简支梁(H-H)、固端-自由梁(C-F)、固端-固端梁(C-C)这三种不同边界条件下,不同c_b和c_h,且n为40时,最大相对误差不超过0.101%,说明了本文方法的有效性和良好的计算精度。 展开更多

关键词 变截面梁 横向振动 固有频率 插值矩阵法 功能梯度材料

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各向同性材料接头和界面相交裂纹应力奇异性特征分析 被引量：6

9

作者 张金轮 葛仁余 +1 位作者 韩有民 周华聪 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期14-19,共6页

提出了用插值矩阵法分析各向同性材料接头以及与界面相交的平面裂纹应力奇异性。基于接头和裂纹端部附近区域位移场渐近展开,将位移场的渐近展开式的典型项代入线弹性力学基本方程,得到关于平面内各向同性材料接头以及与两相材料界面相... 提出了用插值矩阵法分析各向同性材料接头以及与界面相交的平面裂纹应力奇异性。基于接头和裂纹端部附近区域位移场渐近展开,将位移场的渐近展开式的典型项代入线弹性力学基本方程,得到关于平面内各向同性材料接头以及与两相材料界面相交裂纹应力奇异性指数的一组非线性常微分方程的特征值问题,运用插值矩阵法求解,获得了两相材料平面接头端部应力奇异性指数以及与界面以任意角相交的裂纹尖端的应力奇异性指数随裂纹角的变化规律,数值计算结果与已有结果比较表明,本文方法具有很高的精度和效率。 展开更多

关键词 应力奇异性 插值矩阵法 接头 界面相交的裂纹 渐近展开法

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扩展边界元法研究围压下巴西圆盘应力强度因子 被引量：4

10

作者 葛仁余 曹兵 张金轮 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期847-853,共7页

建立了扩展边界元法,研究围压作用下巴西V形切口圆盘(SV-BD)应力强度因子的新途径。首先在切口尖端区域挖取一微小扇形域,将该扇形区域的位移和应力场表示为有限项奇性指数和特征角函数的线性组合,代入弹性力学控制方程,导出关于巴西圆... 建立了扩展边界元法,研究围压作用下巴西V形切口圆盘(SV-BD)应力强度因子的新途径。首先在切口尖端区域挖取一微小扇形域,将该扇形区域的位移和应力场表示为有限项奇性指数和特征角函数的线性组合,代入弹性力学控制方程,导出关于巴西圆盘切口应力奇性指数的常微分方程组特征值问题,运用插值矩阵法一次性计算出切口各阶应力奇性指数及其相应的位移特征角函数。再将位移和应力场的组合回代到在被挖去微小扇形域后的剩余结构内建立的边界积分方程,离散后求解出组合系数,同时获得巴西V形切口圆盘(SV-BD)应力强度因子。数值计算结果表明:扩展边界元法计算纯围压作用下巴西裂纹圆盘应力强度因子的结果与解析解的相对误差不超过0.548%,证明了论文方法的有效性;还表明纯围压作用下,随着切口张角的增大,巴西圆盘应力强度因子逐渐由负值向正值转化。因此,纯围压作用下,巴西裂纹圆盘和小张角巴西切口圆盘是闭合的,而大张角巴西切口圆盘是I型劈裂破坏的。 展开更多

关键词 巴西圆盘 应力强度因子 围压 扩展边界元法 应力奇性指数

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轴向功能梯度Timoshenko变截面梁的屈曲分析 被引量：4

11

作者 葛仁余 张金轮 +1 位作者 牛忠荣 程长征 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期643-649,共7页

运用插值矩阵法研究了不同边界条件下轴向功能梯度材料变截面Timoshenko梁的屈曲性能问题。基于Timoshenko梁基本理论,将轴向功能梯度变截面Timoshenko梁临界荷载的计算转化为一组变系数常微分方程特征值问题,然后运用插值矩阵法可一次... 运用插值矩阵法研究了不同边界条件下轴向功能梯度材料变截面Timoshenko梁的屈曲性能问题。基于Timoshenko梁基本理论,将轴向功能梯度变截面Timoshenko梁临界荷载的计算转化为一组变系数常微分方程特征值问题,然后运用插值矩阵法可一次性地计算出轴向功能梯度变截面梁在不同边界条件下的屈曲临界荷载。当区间划分点数n为80时,在不同的边界条件下均质材料等截面Timoshenko梁量纲为一的临界荷载的本文计算值与解析解有7位有效数字相同,轴向功能梯度Timoshenko锥形梁量纲为一的临界荷载的本文计算值与已有文献计算结果有3~5位有效数字相同,数值计算结果表明了本文方法的有效性和较高的计算精度。同时,本文方法可获取相应的挠度模态函数,而且对于材料梯度函数和截面几何轮廓的具体形式无任何限制条件。 展开更多

关键词 变截面梁 屈曲临界荷载 插值矩阵法 功能梯度材料

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插值矩阵法分析轴向受载的Euler-Bernoulli梁双向弯曲与扭转耦合振动 被引量：3

12

作者 张金轮 葛仁余 +2 位作者 韩有民 牛忠荣 程长征 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第3期373-378,共6页

文章运用插值矩阵法研究了轴向受载的Euler-Bernoulli梁的双向弯曲扭转耦合自由振动问题。选择梁横截面的剪切中心作为坐标原点,坐标轴平行于梁截面的几何轴,振动微分方程中有关梁截面几何特性的参数均采用相对于几何轴的参数。轴向受载... 文章运用插值矩阵法研究了轴向受载的Euler-Bernoulli梁的双向弯曲扭转耦合自由振动问题。选择梁横截面的剪切中心作为坐标原点,坐标轴平行于梁截面的几何轴,振动微分方程中有关梁截面几何特性的参数均采用相对于几何轴的参数。轴向受载的Euler-Bernoulli梁的双向弯曲扭转耦合自由振动频率的计算转化为一组非线性常微分方程特征值问题,运用插值矩阵法求解,获得了3种边界条件下梁弯扭耦合振动的固有频率及其相应振型函数的计算结果,将数值计算结果与已有结果比较表明,文中方法具有很高的精度和效率。 展开更多

关键词 EULER-BERNOULLI梁 轴向荷载 固有频率 插值矩阵法

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波浪驱动下系泊箱式浮体运动响应及系泊力的影响因素分析 被引量：4

13

作者 陈善群 汪冰 +1 位作者 田菁艾 廖斌 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期669-682,共14页

针对系泊浮体缆索系泊力求解精度稍显不足的现状,建立一个由光滑粒子流体动力学(SPH)方法耦合MoorDyn动态系泊缆索模型求解系泊浮体运动响应及系泊力的数值模型。通过与实验数据的对比,验证了所建立的耦合求解数值模型对于研究系泊箱式... 针对系泊浮体缆索系泊力求解精度稍显不足的现状,建立一个由光滑粒子流体动力学(SPH)方法耦合MoorDyn动态系泊缆索模型求解系泊浮体运动响应及系泊力的数值模型。通过与实验数据的对比,验证了所建立的耦合求解数值模型对于研究系泊箱式浮体的运动响应及系泊力问题具有较好的适用性和较高的精度。在此基础上,系统探讨科勒根-卡彭特数(KC数)、波陡δ等波浪参数对单个系泊箱式浮体运动响应及系泊力的影响规律。再以单个系泊箱式工况作为参照,详细探讨浮体之间间距d’对于上游及下游系泊箱式浮体的运动响应及系泊力的影响规律。 展开更多

关键词 系泊箱式浮体 SPH方法 MoorDyn数值模型 运动响应 系泊力

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质量-弹簧装置连接的双梁结构固有频率计算 被引量：2

14

作者 王静平 葛仁余 +1 位作者 牛忠荣 程长征 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期833-839,I0026,共8页

双梁结构被用作一种新型的减振器来控制梁式结构的振动,在土木、机械和航空航天等工程中受到广泛应用。本文研究了两个平行的轴向功能梯度梁相互连接的双梁结构固有频率的计算问题,在这种双梁结构中,梁的端部受到平移和旋转两种弹性约束... 双梁结构被用作一种新型的减振器来控制梁式结构的振动,在土木、机械和航空航天等工程中受到广泛应用。本文研究了两个平行的轴向功能梯度梁相互连接的双梁结构固有频率的计算问题,在这种双梁结构中,梁的端部受到平移和旋转两种弹性约束,同时,双梁结构通过质量-弹簧装置相互连接。基于Euler-Bernoulli梁的基本理论,将非经典边界条件下双梁结构自由振动固有频率的计算转化为一组常微分方程特征值问题,运用插值矩阵法可一次性计算出双梁结构的所有固有频率。数值算例表明,本文双梁结构量纲为一的固有频率的计算值与已有文献计算结果吻合良好。研究了弹簧刚度、质量系数和梯度参数对双梁系统的影响。数值计算结果表明,随着梯度系数?和悬挂物块的质量系数?的增大,第1阶固有频率?1逐渐减小。 展开更多

关键词 双梁结构 固有频率 振型函数 功能梯度材料

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滚动轴承支承刚度计算 被引量：7

15

作者 何芝仙 刘喆 《机械设计》 CSCD 北大核心 2016年第9期46-50,共5页

滚动轴承的支承刚度计算是研究轴-滚动轴承系统动力学的关键问题之一。文中以深沟球轴承为例,采用力法和Hertz理论研究滚动轴承的受力与变形关系,在此基础上得到滚动轴承的支承刚度计算公式。着重探讨滚动体位置变化、离心力的作用、轴... 滚动轴承的支承刚度计算是研究轴-滚动轴承系统动力学的关键问题之一。文中以深沟球轴承为例,采用力法和Hertz理论研究滚动轴承的受力与变形关系,在此基础上得到滚动轴承的支承刚度计算公式。着重探讨滚动体位置变化、离心力的作用、轴承的游隙和预紧、径向力和轴向力作用等因素对滚动轴承支承刚度的影响。计算结果表明:离心力的作用、轴承的游隙和预紧、径向力和轴向力作用对滚动轴承的支承刚度影响较大,滚动体位置变化对滚动轴承的支承刚度影响较小。所得结果为准确计算轴-滚动轴承系统动力学问题提供了前提条件。 展开更多

关键词 力法 超静定问题 Hertz理论

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压电与导体双材料接头力电耦合场奇异性分析 被引量：1

16

作者 葛仁余 熊海超 +3 位作者 索小永 曹兵 程长征 牛忠荣 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期1253-1259,I0024,共8页

将接头端部位移场和电势场的渐近展开式的典型项代入弹性力学的基本方程,得到关于压电与导体双材料接头力电耦合场奇性指数的一组变系数常微分方程的特征值问题;采用插值矩阵法一次性地计算出压电与导体双材料接头的各阶奇性指数及其相... 将接头端部位移场和电势场的渐近展开式的典型项代入弹性力学的基本方程,得到关于压电与导体双材料接头力电耦合场奇性指数的一组变系数常微分方程的特征值问题;采用插值矩阵法一次性地计算出压电与导体双材料接头的各阶奇性指数及其相应的位移和电势特征角函数。数值算例表明:本文方法的计算结果与现有结果对比,最大相对误差不超过2.3938%,证明了本文方法的有效性和较高的计算精度;压电与导体双材料接头在异质材料黏结处位移特征角函数和电势特征角函数是连续的,而其一阶导函数发生突变。因此,压电与导体双材料接头异质材料黏结位置的位移场和电势场连续,而应力和电位移不相等,这是导致接头失效和破坏的原因之一。 展开更多

关键词 压电材料 导体 接头 奇性指数 插值矩阵法

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非均质变截面杆轴向振动的插值矩阵法分析 被引量：1

17

作者 葛仁余 张金轮 +3 位作者 韩有民 牛忠荣 程长征 杨智勇 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1084-1088,共5页

文章分析了非均质变截面弹性杆轴向自由振动问题,该类杆件的弹性模量、横截面面积和单位杆长质量是截面位置的函数,对于函数的具体形式无任何限制条件。运用插值矩阵法可一次性地计算出各阶振动固有频率,它们具有同阶精度,并可同时获取... 文章分析了非均质变截面弹性杆轴向自由振动问题,该类杆件的弹性模量、横截面面积和单位杆长质量是截面位置的函数,对于函数的具体形式无任何限制条件。运用插值矩阵法可一次性地计算出各阶振动固有频率,它们具有同阶精度,并可同时获取相应的振型函数。数值计算结果与现有结果对比表明了文中方法的有效性和良好的计算精度。 展开更多

关键词 变截面杆 轴向振动 固有频率 插值矩阵法

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正交异性多材料三维接头应力奇异性分析 被引量：1

18

作者 葛仁余 牛忠荣 +2 位作者 程长征 韩有民 张金轮 《应用力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期237-242,共6页

不同材料组成的接头结构在实际工程中是很常见的,这些应力集中较高的接头常常是工程结构断裂失效所处的最关键位置。基于正交异性多材料接头端部物理场的幂级数渐近展开假设,由弹性力学理论导出了关于正交异性多材料接头端部应力奇性指... 不同材料组成的接头结构在实际工程中是很常见的,这些应力集中较高的接头常常是工程结构断裂失效所处的最关键位置。基于正交异性多材料接头端部物理场的幂级数渐近展开假设,由弹性力学理论导出了关于正交异性多材料接头端部应力奇性指数的特征微分方程组,并将接头端部的力学交界和边界条件表达为奇性指数和特征角函数的组合,从而将正交异性多材料接头端部应力奇性指数的计算转化为相应边界条件下常微分方程组特征值的求解问题,运用插值矩阵法求解可以获得多材料接头端部若干阶应力奇性指数和相应的特征角函数。数值计算结果与现有结果对比表明了该方法的有效性和具有较高的计算精度;同时计算结果还表明多材料接头结构发生断裂失效的主要原因是位移场特征角函数的一阶导函数在不同材料粘结界面发生了突变。 展开更多

关键词 奇异性 正交异性材料 渐近展开 特征角函数 插值矩阵法

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各向同性与各向异性三相材料接头应力奇异性研究 被引量：1

19

作者 葛仁余 熊海超 +1 位作者 牛忠荣 程长征 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期825-831,995-996,共8页

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... 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。 展开更多

关键词 插值矩阵法 应力奇异性 三相材料接头 渐近展开

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微分求积法分析平面接头应力奇异性 被引量：1

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作者 葛仁余 张佳宸 +2 位作者 马国强 刘小双 牛忠荣 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2022年第4期382-391,共10页

对于双材料平面接头问题提出了一个分析应力奇性指数的新方法:微分求积法(DQM).首先,将平面接头连接点处位移场的径向渐近展开格式代入平面弹性力学控制方程,获得了关于应力奇性指数的常微分方程组(ODEs)特征值问题.然后,基于DQM理论,将... 对于双材料平面接头问题提出了一个分析应力奇性指数的新方法:微分求积法(DQM).首先,将平面接头连接点处位移场的径向渐近展开格式代入平面弹性力学控制方程,获得了关于应力奇性指数的常微分方程组(ODEs)特征值问题.然后,基于DQM理论,将ODEs的特征值问题转化为标准型广义代数方程组特征值问题,求解之可一次性地计算出双材料平面接头连接点处应力奇性指数,同时,一并求出了接头连接点处相应的位移和应力特征函数.数值计算结果说明该文DQM计算平面接头连接点处应力奇性指数的结果是正确的. 展开更多

关键词 应力奇性指数 微分求积法 平面接头 位移特征函数

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