基于双剪统一强度理论的厚壁圆筒的塑性极限载荷分析

基于双剪统一强度理论的厚壁圆筒的塑性极限载荷分析

冯剑军, 张俊彦, 张平, 韩利芬[1]2004年在《基于双剪统一强度理论的厚壁圆筒塑性极限载荷分析》文中认为应用双剪统一强度理论 ,考虑材料的拉压异性和同性 ,推导了在内压和轴力联合作用下的厚壁圆筒的塑性极限载荷表达式 .在该表达式中 ,当其系数取不同的值时 ,就能得到按Tresca屈服准则、线性逼近的Mises屈服准则和双剪应力屈服准则进行计算的结果 .

冯剑军[2]2002年在《基于双剪统一强度理论的厚壁圆筒的塑性极限载荷分析》文中指出本文应用双剪统一强度理论,同时考虑材料的拉压异性和同性,对在轴向力和内压力联合作用下的厚壁圆筒进行了极限载荷分析,得到了在厚壁圆筒内屈服面到达某一圆柱面时塑性极限应力的计算式。由计算式可知:周向应力和径向应力与相对半径(R_0/r)成幂函数关系。当整个厚壁圆筒达到屈服状态时,推导了在内压力和轴向力联合作用下的厚壁圆筒的塑性极限载荷表达式。通过将该关系式无量纲化后,获得了无量纲形式的极限载荷表达式。在以相对轴向力为横轴,相对内压力为纵轴的直角平面坐标系上,描绘出相对极限载荷表达式的图像,得到了极限载荷线图。从极限载荷线图可知:极限载荷表达式与材料的实际情况是相符合的。当拉压系数α取不同的值时,极限载荷线图会发生变化,其变化规律是当拉压系数α从大变小时,极限载荷线图所围区域的面积会增大;增大的方向主要沿着横轴的负向和纵轴正向,这就表明厚壁圆筒承受压力的能力提高。当厚壁圆筒的壁厚β取不同的值时,极限载荷线图也会发生变化,其变化规律是当壁厚β由小变大时,极限载荷线图所围区域的面积会增大,其变化的规律是沿着纵轴的正向增大,这说明厚壁圆筒承受压力的能力提高。通过把按双剪统一强度理论计算的结果与按Tresca和Mises准则计算的极限载荷进行比较以及将按双剪统一强度理论计算的结果与厚壁圆筒的实验结果进行对照,证实了本文推导的计算公式的正确性。按双剪统一强度理论计算的极限载荷计算公式的突出优点是:当其拉压系数α、不同强度理论系数b取不同的值时,就能得到按Tresca屈服准则、线性逼近的Mises屈服准则和双剪应力屈服准则的计算结果;同时,又能灵活地考虑材料的拉压异性和同性问题。极限载荷的计算公式和极限载荷线图为工程结构的设计和强度分析,以及塑性成形工艺的的制定提供可靠的理论依据,具有重要的参考价值。

李艳宇[3]2016年在《叁参数双τ~2强度理论及其应用》文中研究指明岩石、混凝土等材料是工程建设中广泛应用的脆性材料,在土木、水利以及矿山等工程中,岩石与混凝土等材料的强度是工程设计的重要参数。但是由于岩石、混凝土等材料在工作时又往往处于比较复杂的应力状态下,所以对此类工程材料的强度理论研究具有重要的理论和工程实际意义。众多学者提出了许多不同的强度理论来分析工程材料的破坏问题,采用合理的强度理论对材料和结构的受力特点进行分析不仅会保证结构的强度,而且还避免了材料的浪费从而在经济上也减少了成本。但是,在复杂受力状态下,目前还没有哪一种强度理论适用于所有材料的破坏问题,因此对强度理论的研究是非常必要的。首先,在双τ2强度理论的基础上,考虑了中间主应力、各向同性材料和各向异性材料对材料破坏的影响,提出了一种新的强度理论。绘制了该理论的π平面和极限迹线,并与其他强度理论进行了对比分析。其次,应用叁参数双τ2强度理论,分析了部分岩石、混凝土等材料在叁轴挤伸、叁轴挤压、双轴受压、真叁轴以及σ-τ复合等多种常见应力状态下的强度问题,并与岩石与混凝土等材料的实验数据进行了对比分析,结果表明,理论预测与实验结果基本吻合,不同的材料对应不同的极限应力比α和β,即不同的材料对应不同的强度理论。最后,应用叁参数双τ2强度理论对均布载荷作用下的厚壁圆筒进行了极限应力分析,充分考虑了弹塑性材料应力变化的全过程,得到了适用于拉压同性材料和拉压异性材料厚壁圆筒弹塑性变形全过程的解析解。本文对岩石、混凝土以及金属材料的理论分析表明,本文所提出的一个新的强度理论是可行的,是对强度理论体系的一种补充。

冯剑军, 张俊彦, 张平, 谭援强, 韩利芬[4]2004年在《在复杂应力状态下厚壁圆筒的极限分析》文中研究表明应用双剪统一强度理论,考虑材料的拉压异性和同性,推导了在内压力和轴力联合作用下的厚壁圆筒的塑性极限载荷计算公式,并且绘制了其极限载荷线图。在这些计算公式中,当其系数取不同的值时,就能得到按Tresca屈服准则、线性逼近的Mises屈服准则和双剪应力屈服准则的计算结果。应用其极限载荷线图,根据其承受的载荷大小,就能判断厚壁圆筒是否达到了屈服极限状态。绘制了在不同屈服准则下的极限载荷线图,以便对其差异进行比较。

冯剑军, 张俊彦, 韩利芬[5]2004年在《壁厚对厚壁圆筒的极限载荷的影响》文中研究表明应用双剪统一强度理论,同时考虑材料的拉压异性和同性,推导了在内压和轴力联合作用下的厚壁圆筒的极限载荷表达式,并且绘制了不同相对壁厚的极限载荷线图以及相对壁厚对相对极限载荷的影响曲线.不同的极限载荷线图说明了在厚壁圆筒处于屈服极限状态下,随着相对壁厚的变化,相对载荷变化的规律.相对壁厚对极限载荷影响曲线反映了相对壁厚对处于屈服极限状态下,受到不同的内压力和轴向力作用的厚壁圆筒的影响程度.

敖文刚, 伍太宾[6]2007年在《双剪统一强度理论在厚壁圆筒分析中的应用》文中研究说明运用双剪统一强度理论对厚壁圆筒进行了屈服应力函数和极限载荷的分析,得到了一系列公式,而这一理论可以运用在挤压凹模的塑性分析中。在这些计算公式中,当拉压异性系数α和中间主应力影响系数b取不同值时,可以简化成按不同的屈服准则分析的计算结果。运用双剪统一强度理论可以更好地发挥材料的强度潜力,取得更大的经济效益。

冯剑军, 韩利芬, 张高峰[7]2005年在《拉压系数对厚壁圆筒极限载荷的影响》文中研究表明在应用双剪统一强度理论,同时考虑材料的拉压强度差效应,在内压和轴力联合作用下厚壁圆筒的极限载荷表达式中,取b =0 .5 ,选取无量纲极限载荷,则可获得无量纲形式的极限载荷表达式;这些表达式表示了极限载荷与拉压系数之间的关系.根据这些表达式,绘制了不同拉压系数的极限载荷线图和极限载荷随着拉压系数变化规律的曲线.不同的拉压系数极限载荷线图说明了在厚壁圆筒处于屈服极限状态下,极限载荷变化的规律;拉压系数减小,厚壁圆筒承受压缩载荷的能力增强.极限载荷与拉压系数之间的函数曲线反映了极限载荷随着拉压系数的变化规律

邹韶明, 朱瑞林[8]2013年在《统一强度理论在厚壁圆筒自增强中的应用》文中研究表明采用统一强度理论分析了厚壁圆筒自增强中的一些关键问题,得出了非自增强厚壁圆筒弹性极限载荷和塑性极限载荷的统一解的形式,以及弹塑性界面上当量应力最小时的弹塑性界面半径,并导出了当材料拉、压强度不同,及考虑中间主应力的情况下,自增强处理不发生反向屈服时的圆筒径比。另外,利用统一强度理论公式比较了现有的几种强度理论在自增强分析中所得的结果。

陈四利, 李艳宇, 张精禹[9]2016年在《基于叁参数双τ~2强度理论的厚壁圆筒极限压力分析》文中进行了进一步梳理为了得到均布载荷作用下拉压同性材料与拉压异性材料厚壁圆筒弹塑性分析全过程的统一解析解,采用叁参数双τ~2强度理论对厚壁圆筒进行弹塑性应力分析.通过引用叁参数双τ~2强度理论中的极限应力比α与β对拉压同性材料和拉压异性材料进行了统一分析,分别得到了弹性极限压力、弹塑性极限压力以及弹塑性区应力与材料的极限应力比和弹塑性半径的关系式.结果表明,不仅材料的极限应力σt、极限应力比α和β对厚壁圆筒的极限承载能力有影响,而且厚壁圆筒的内、外半径亦与厚壁圆筒的极限压力有关.

田红亮, 彭文昱, 何孔德, 董元发, 杜义贤[10]2018年在《采用俞茂宏统一强度理论求解圆筒和球壳的极限值》文中研究说明使用俞茂宏统一强度理论,获得了薄壁圆筒的弹性极限压强和最小壁厚,并根据钢管与核心混凝土的横截面面积,求解了厚壁圆筒的纵向极限承载能力;按照俞茂宏统一强度理论,得到了球壳的弹性极限压强和最小壁厚。计算表明:对于薄壁圆筒,其弹性极限压强随中间主应力系数的增大而增大;当中间主应力系数很小时,弹性极限压强随拉压强度比的增大而略微减小,而当中间主应力系数较大时,弹性极限压强随拉压强度比的增大而增大;最小壁厚随中间主应力系数的增大而减小;当中间主应力系数很小时,最小壁厚随拉压强度比的增大仅有微小的增大,而当中间主应力系数较大时,最小壁厚随拉压强度比的增大而减小。对于厚壁圆筒,增加中间主应力系数或套箍指标都将提高其纵向极限承载能力;当中间主应力系数较小时,纵向极限承载能力随拉压强度比的增大而减小,而当中间主应力系数较大时,纵向极限承载能力随拉压强度比的增大而增大;塑性极限内压强随径厚比的增大而逐渐降低。对于球壳,其弹性极限压强随拉压强度比的增大而减小,最小壁厚随拉压强度比的增大而增大。

参考文献:

[1]. 基于双剪统一强度理论的厚壁圆筒塑性极限载荷分析[J]. 冯剑军, 张俊彦, 张平, 韩利芬. 固体力学学报. 2004

[2]. 基于双剪统一强度理论的厚壁圆筒的塑性极限载荷分析[D]. 冯剑军. 湘潭大学. 2002

[3]. 叁参数双τ~2强度理论及其应用[D]. 李艳宇. 沈阳工业大学. 2016

[4]. 在复杂应力状态下厚壁圆筒的极限分析[J]. 冯剑军, 张俊彦, 张平, 谭援强, 韩利芬. 工程力学. 2004

[5]. 壁厚对厚壁圆筒的极限载荷的影响[J]. 冯剑军, 张俊彦, 韩利芬. 湘潭大学自然科学学报. 2004

[6]. 双剪统一强度理论在厚壁圆筒分析中的应用[J]. 敖文刚, 伍太宾. 模具工业. 2007

[7]. 拉压系数对厚壁圆筒极限载荷的影响[J]. 冯剑军, 韩利芬, 张高峰. 湘潭大学自然科学学报. 2005

[8]. 统一强度理论在厚壁圆筒自增强中的应用[J]. 邹韶明, 朱瑞林. 机械科学与技术. 2013

[9]. 基于叁参数双τ~2强度理论的厚壁圆筒极限压力分析[J]. 陈四利, 李艳宇, 张精禹. 沈阳工业大学学报. 2016

[10]. 采用俞茂宏统一强度理论求解圆筒和球壳的极限值[J]. 田红亮, 彭文昱, 何孔德, 董元发, 杜义贤. 西安交通大学学报. 2018

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