摘要：纺织复合材料的细观力学分析通常以胞元模型为基础,胞元边界条件的合理施加是获得精确分析结果的关键之一。本文以平面机织复合材料为例,讨论了细观胞元的选取和周期边界条件的施加方法,在此基础上建立了二维细观有限元模型,通过与全厚度模型分析结果的比较,研究了周期胞元模型的合理性,特别是边界效应和局部损伤等非周期因素对分析结果的影响,给出了这些因素下胞元边界条件的处理方法。

摘要：建立了一种三维机织复合材料多尺度的黏弹性分析模型。首先构造了微观尺度纱线束胞元和细观尺度复合材料周期结构胞元两级有限元模型,由微观尺度胞元分析得到纱线束的弹性常数,再代入细观尺度胞元计算出复合材料的平均弹性常数。两级胞元模型均施加周期边界条件,保证了胞元边界上位移和应力满足周期性和连续性。随后分别建立了树脂基体和浸润树脂纱线束的蠕变模型,用实验标定树脂的蠕变参数,代入微观尺度胞元进行蠕变计算来修正纱线束蠕变模型的参数。最后将树脂和纱线束的蠕变本构关系应用于细观尺度胞元,得到材料宏观平均的应力-应变响应,模拟了三维机织复合材料的蠕变实验曲线。本文模型对于该种复合材料弹性常数和蠕变性能的预测,均与实验吻合。

摘要：提出一种三维黏聚力界面损伤模型,可以描述单调和交变载荷下层合复合材料混合型的分层损伤。损伤用界面所经历过的最大位移间断来定义,交变荷载下一个周期的加、卸载过程均考虑有损伤积累,模型还考虑了单调和疲劳损伤的门槛效应和交变载荷下裂纹的闭合效应。建立了包含该界面损伤模型的初始无厚度八节点等参界面单元,并引入加速损伤的算法,用一次计算循环代替若干次实际循环,提高计算效率。用该单元模型对某复合材料动部件疲劳分层裂纹的形成和扩展进行了模拟,得到了分层裂纹前沿界面局部损伤和结构疲劳分层的发展规律,模型预测的裂纹长度荷载循环次数对数(alogN)曲线和结构剩余刚度与试验数据吻合。

摘要：对于预应力碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced composite,CFRP)筋高性能混凝土(High per-formance concrete,HPC)梁,建立了预应力CFRP筋的组合壳单元模型和GFRP筋的分层壳单元模型,结合相关准则研究了预应力CFRP筋HPC梁的几何非线性和材料非线性,分析了反复荷载作用下HPC梁的非线性力学响应。结果表明,单调荷载作用下预应力CFRP筋HPC梁的跨中挠度和CFRP筋应变的计算结果与试验数据均吻合良好,证明了所提出单元的有效性和研制程序的正确性;反复荷载作用下预应力CFRP筋HPC梁的受拉区配筋种类对HPC梁的力学响应具有显著影响,且梁体破坏时CFRP筋和GFRP筋均未达到相应的极限强度,所得结论供HPC梁设计参考。

摘要：为研究破坏全过程中预应力钢筋应力变化、主梁和横隔板裂缝发展及其对荷载横向受力分布的影响,建立PC多梁式梁的计算模型,利用弥散裂缝模型等来描述混凝土的材料非线性性能,根据PC多梁式梁的结构受力机理和受力特点,设计了中载加载和偏载加载工况,并对横向受力性能指标进行相应的计算分析和综合评价.研究表明:建立的PC多梁式梁力学计算模型是正确的,主梁和横隔板开裂顺序与荷载布置方式有关,中载作用下横隔板先于主梁开裂,偏载作用下主梁先于横隔板开裂;横隔板开裂削弱整体横向联系,使主梁协同受力性能减弱,荷载横向分布趋于不利变化;预应力钢筋应力在结构处于弹性阶段增长缓慢,其后应力迅速发展直至屈服.

摘要：基于连续损伤力学理论,对2A12铝合金冲击局部损伤及后继疲劳寿命进行了研究。首先采用有限元方法模拟了冲击过程,获得冲击凹坑局部的残余应力场与塑性应变场;然后根据残余应力状态选取疲劳破坏的危险点,通过Lermaitre塑性损伤模型得到危险点的初始损伤;最后根据修正的Chaboche疲劳损伤模型估算疲劳寿命。通过与相关的试验结果进行对比验证,表明连续损伤力学结合有限元分析方法可有效评估金属结构冲击损伤及后继疲劳寿命。

摘要：直升机金属动部件的表面缺陷是其重要的疲劳破坏源。首先收集并统计分析了直升机铝合金关键动部件表面冲击凹坑缺陷的深度数据,结果发现其深度尺寸服从正态分布,并以90%的缺陷尺寸覆盖率为依据确定了冲击凹坑缺陷的标准尺寸。采用有限元方法结合连续损伤力学理论对一种航空常用铝合金材料(2A12)的冲击凹坑形成和疲劳起裂寿命进行了研究,并通过疲劳试验结果验证了方法的合理性。研究表明合理的冲击凹坑缺陷疲劳寿命分析必须考虑缺陷局部的残余应力和塑性应变的影响。

摘要：建立了HFRP加固RC梁的抗弯承载力公式,进而建立了以工程造价为目标函数、以RC的抗弯强度为约束条件的HFRP优化设计模型,同时在软件MATLAB上实现了算法。运用上述模型对RC梁进行了加固优化设计,并基于ANSYS建立了相应的三维有限元模型,模拟了FRP加固钢筋混凝土梁的全过程,对优化设计的解进行了强度校核,验证了所提出的优化设计理论的正确性。

摘要：目的:分析种植体位置变化时,6颗种植体支持的上颌无牙颌固定义齿的应力分布。方法:选择一名牙列缺失、牙槽骨中度吸收的志愿者,对其头颅部进行CBCT扫描,并利用一系列计算机软件进行数据转换,完成上颌骨三维实体模型的重建。设计8种不同位置种植体支持的固定义齿,建立8个三维有限元模型,分析种植体、上颌骨和固定义齿的应力分布情况。结果:远中没有悬臂的模型比有悬臂的模型的应力差值小;8种位点设计的模型都是应力集中在磨牙区种植体,种植体的应力集中点都是种植体颈部,且是偏向于颊侧。种植体的应力都是磨牙>前磨牙>前牙;在8种位点设计的模型中,种植固定义齿和颌骨位移都是集中在前牙区,种植固定义齿的位移是从前牙区向后牙区逐渐变小;8种模型的种植体应力都表现为以压应力为主。模型Ⅰ种植体(位点13、15、17、23、25、27)分散型排列,避免了远中悬臂的设计,6颗种植体的应力分布最均匀。结论:种植体植入位点于13、15、17、23、25、27,是8种方案中最佳的植入位点方案。

摘要：研究了以工程造价为目标的板梁式高桩码头的优化设计模型，包括码头结构整体布局优化和局部构件优化，建议采用动态规划法、搜索桩数最少法、穷举法、变步长搜索法等优化策略，并研制出ＧＭＹ系统来实现这一优化设计。