摘要：Based on the nonlocal strain gradient theory(NSGT),the static bending behaviors of an axially functionally graded(AFG)Bernoulli-Euler microbeam subjected to concentrated and distributed loads are *** material property of the AFG microbeam changes continuously along the longitudinal *** the basis of the minimum potential energy principle,the equations of motion and associated classical and non-classical boundary conditions are ***,Galerkin’s weighted residual method in conjunction with the normalization technique are utilized to solve the governing differential *** transverse deformations of the AFG microbeam suffering the sinusoidal distributed load within the framework of NSGT,nonlocal elasticity theory(NET),strain gradient theory(SGT)and classical elasticity theory(CET)are *** is observed that the bending flexibility of the microbeam decreases with the increase in the ratio of the material length scale parameter to the beam ***,the bending flexibility increases with the increase in the material nonlocal *** functionally graded parameter plays an important role in controlling the transverse *** study provides a theoretical basis and a technical reference for the design and analysis of AFG micro-beams in the related regions.

摘要：This paper focuses on the thermo-mechanical behaviors of functionally graded(FG)shape memory alloy(SMA)composite beams based on Timoshenko beam *** volume fraction of SMA fiber is graded in the thickness of beam according to a power-law function and the equivalent parameters are *** governing differential equations,which can be solved by direct integration,are established by employing the composite laminated plate *** influences of FG parameter,ambient temperature and SMA fiber laying angle on the thermo-mechanical behaviors are numerically simulated and discussed under different boundary *** indicate that the neutral plane does not coincide with the middle plane of the composite beam and the distribution of martensite is asymmetric along the *** the increments of the functionally graded parameter and ambient temperature make the composite beam become ***,the influence of the SMA fiber laying angle can be *** work can provide the theoretical basis for the design and application of FG SMA structures.

摘要：为了克服形状记忆合金(Shape memory alloy, SMA)管接系统在装配过程中的数值模拟不够精细,SMA管接头紧固力影响因素研究不够详尽的缺点,基于热力学Gibbs自由能,推导SMA在相变过程中应力张量增量与马氏体体积分数增量之间的关系,基于非线性有限元分析软件ABAQUS二次开发功能,同时考虑材料弹性模量的变化以及马氏体相变的温度效应,编写ABAQUS用户材料子程序,对连接系统的装配过程进行数值模拟,有效描述整个管接系统在热力耦合作用下的相变和力学行为。数值结果表明,被连接管壁的应力最大值出现在内壁靠近管接头端口位置;管接头端口附近接触应力梯度很大,沿轴向从零迅速增加到最大值,然后逐渐回落到一个较高的稳定接触应力值;管接头管壁内的应力和马氏体相变沿管壁由内向外呈梯度分布;整体接触压应力水平表现出与管接头壁厚成正相关,与管接头内径成负相关,与扩径内压无关特性。更准确模拟了SMA管接系统在装配过程中的相变和力学行为,详尽分析了管接头产生紧固力的影响因素,为SMA管接头的设计提供理论基础和指导。

摘要：由于涉及材料和接触双重非线性问题,很难建立描述形状记忆合金(Shape memory alloy,SMA)超弹性缆索力学行为的理论模型,为了克服试验成本高和易受环境因素影响的缺点,基于形状记忆因子概念和SMA本构模型,推导了适于有限单元法的增量型SMA本构模型。利用ABAQUS二次开发功能,考虑相变过程中SMA弹性模量的变化,编写了SMA用户材料子程序,实现了SMA超弹性缆索力学行为的有限元单元法。利用建立的有限单元法对SMA超弹性缆索的相变和力学行为进行数值模拟,并将数值结果与文献中试验结果进行了对比验证,在此基础上,分析了SMA超弹性缆索外线股螺距对缆索整体力学行为的影响。计算结果及其与试验结果的对比表明,提出的有限单元法能有效描述和预测SMA超弹性缆索在拉伸过程中的相变和力学行为,SMA超弹性缆索外线股轴线螺距对缆索整体相变和力学行为有明显影响,研究工作可为SMA超弹性缆索设计及工程应用提供计算方法与技术指导。

摘要：基于修正偶应力理论,将Timoshenko微梁的应力、偶应力、应变、曲率等基本变量,描述为位移分量偏导数的表达式.根据最小势能原理,推导了决定Timoshenko微梁位移场的位移场控微分方程.利用级数法求解了任意载荷作用下Timoshenko简支微梁的位移场控微分方程,得到了反映尺寸效应的挠度、转角及应力的偶应力理论解.通过对承受余弦分布载荷Timoshenko简支微梁的数值计算,研究了Timoshenko微梁的挠度、转角和应力的尺寸效应,分析了Poisson比对Timoshenko微梁力学行为及其尺寸效应的影响.结果表明:当截面高度与材料特征长度的比值小于5时,Timoshenko微梁的刚度和强度均随着截面高度的减小而显著提高,表现出明显的尺寸效应;当截面高度与材料特征长度的比值大于10时,Timoshenko微梁的刚度与强度均趋于稳定,尺寸效应可以忽略;材料Poisson比是影响Timoshenko微梁力学行为及尺寸效应的重要因素,Poisson比越大Timoshenko微梁刚度和强度的尺寸效应越显著.该文建立的Timoshenko微梁模型,能有效描述Timoshenko微梁的力学行为及尺寸效应,可为微电子机械系统(MEMS)中的微结构设计与分析提供理论基础和技术参考.

摘要：双层底板支撑方式储罐能够克服传统单层底板储罐底板受腐蚀严重、泄漏隐蔽性强的缺点,但存在循环加载情况下上层底板发生疲劳失效的隐患。针对环形格栅结构的双层底板立式储罐结构,根据其结构和载荷的对称性,建立双层底板立式储罐的轴对称模型。对储罐结构长周期服役过程中的疲劳寿命进行有限元分析,得到不同底板支撑方式、不同格栅铺设间距及不同格栅厚宽比下,储罐结构服役结束后的安全因子和疲劳寿命分布情况。结果表明:罐壁底部位置最易发生破坏,在相同格栅排列方式和加载情况下,角钢连接底板支撑方式具有更高的疲劳可靠性;格栅铺设间距及格栅厚宽比对储罐整体疲劳可靠性有显著影响,随着格栅铺设间距和格栅厚宽比的减小,储罐整体安全因子及疲劳寿命增大,储罐结构的疲劳可靠性增强。研究成果可为双层底板立式储罐的结构设计和优化提供理论基础和技术参考。

摘要：针对双层底板结构储罐上层底板变形过大产生强度失效问题的隐患,通过对装满辛烷的储罐结构力学行为进行有限元分析,研究了不同底板支撑结构形式及不同格栅间距情况下,上层底板的挠度变形及储罐的应力分布情况。研究结果表明在双层底板立式储罐的设计过程中应注重罐壁底部位置加强措施。

摘要：为提高钢管混凝土柱轴压承载力,在自密实混凝土中掺入钢纤维,研究不同钢纤维掺量对自密实钢管混凝土柱轴压力学性能的影响。通过设计正交试验,研究3组钢纤维掺量对自密实混凝土强度的影响,并为钢管混凝土钢纤维用量提供依据;对钢纤维组、普通组自密实钢管混凝土柱进行轴压试验,研究钢纤维对自密实钢管混凝土柱轴压力学性能影响;基于ABAQUS建立26组不同钢纤维掺量钢管混凝土柱模型,根据现场试验结果验证模型的正确性,分析其中6组钢纤维掺量对其轴压性能的影响,并建立不同钢纤维掺量下钢管混凝土柱轴压承载力计算公式。结果表明,2%掺量钢纤维对自密实混凝土强度增长的贡献较为显著,并能提高约4%自密实钢管混凝土柱轴压承载力,为最适宜掺量。提出考虑钢纤维掺量对钢管混凝土强度提高的计算式,与试验结果吻合良好。

摘要：目前有关剪切闸板性能分析多集中于闸板应力分析及钻杆参数分析,而对连续管规格、剪切闸板刃口夹角对剪切力的影响研究还不够系统和深入。为此,以Johnson-Cook模型为基础,建立了剪切闸板剪切连续管有限元模型,对剪切连续管过程中的剪切应力进行了分析,同时分析了连续管壁厚、长度及剪切闸板V形夹角等参数对剪切应力的影响。研究结果表明:随着连续管壁厚的不断增加,剪切力峰值总体呈上升趋势,在塑性变形阶段之前剪切力平缓上升,塑性变形之后上升幅度较大;随着连续管长度的不断增加,其剪切应力在不断减小,3000 m以上连续管,剪切应力明显下降,主要原因是下端拉力在剪切作业中起到了主导作用;随着剪切闸板V形夹角的增加,剪切应力先减少后增加,V形夹角在158°时,上、下闸板应力最优。所得结论可为连续管剪切闸板的结构设计及连续管剪切性能分析提供参考。