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一种新的机械自紧理论及光塑性数字散斑相关方法

作　者: 芮嘉白
导　师: 徐秉业；金观昌
学　校: 清华大学
专　业: 固体力学
关键词: 机械自紧轴对称弹塑性残余应力光塑性数字散斑相关
分类号: O344.1
类　型: 博士论文
年　份: 1994年
下　载: 136次
引　用: 3次
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内容摘要

本文从轴对称空间问题的基本方程出发,研究了理想弹塑性材料塑性加载时的一般解法,讨论了采用各种形式Tresca屈服条件的可能性及轴向应力对于它的影响,并导出了塑性应变的解析式。本文又根据机械自紧本身和火炮身管材料循环加载的特点,采用与现有文献不同的途径和塑性轴对称问题的一般解法,推导了满足所有弹塑性基本方程并符合机械自紧实际情况的加载、卸载及残余量的简明解析式,导出了冲头和身管接触面压力分布、塑性区的大小和形状、产生反向屈服和全塑性时内膛加载位移△的临界值和反向屈服区等参量,提出了合理的反向屈服加载函数。使用本文所提出的方法只需要过盈量δ、几何尺寸和材料性能参数即可直接求得机械自紧所需各项参数。文中还分析了包兴格效应、反向屈服及其强化系数对残余应力的影响。计算结果与现有文献的实验结果符合得较好,证明了本文理论的正确性与可靠性。本文改进和完善了用于测量位移和变形的数字散斑相关技术,提出了一种新的数字散斑相关搜索位移的方法——十字搜索法,讨论了提高测量精度的技术条件,采用这种方法可以提高处理速度及测试精度。本文的实验测试工作使用透明的光塑性材料聚碳酸酯模拟炮筒、数字散斑相关法测量机械自紧身管内部加载区的弹塑性变形,成功地模拟了机械自紧身管的加载过程,使其变形机理更为直观。用本文理论计算的变形规律与模拟实验结果一致。

全文目录

中文摘要  2-3
英文摘要  3-5
符号表  5-9
绪论  9-12
第一章机械自紧理论及光塑性数字散斑相关法实验研究综述  12-22
  §1.1 引言  12-13
  §1.2 国外机械自紧的理论及实验工作  13-14
  §1.3 国内有关机械自紧理论工作的介绍  14-16
  §1.4 光塑性简介及数字散斑相关方法  16-20
  §1.5 理论及实验问题的讨论  20-22
第二章轴对称空间问题的塑性解法  22-32
  §2.1 引言  22
  §2.2 对Tresca屈服条件形式下解的分析  22-28
  §2.3 定解方程的解及算例  28-31
  §2.4 本章小结  31-32
第三章机械自紧过程中加载解理论及计算  32-54
  §3.1 引言  32-33
  §3.2 加载区塑性应变、位移边界条件和应力边界条件  33-40
  §3.3 弹塑性区加载应力场、分界半径及待定常数  40-47
  §3.4 冲头变形对内膛加载位移△的影响  47-48
  §3.5 计算结果与实验结果的比较  48-52
  §3.6 本章小结  52-54
第四章机械自紧卸载解及残余应力  54-74
  §4.1 引言  54
  §4.2 弹性卸载解  54-55
  §4.3 反向屈服时内膛位移的临界值△~0  55-57
  §4.4 反向屈服时加载函数分析  57-60
  §4.5 反向屈服时的卸载解  60-64
  §4.6 残余应力  64-66
  §4.7 径向位移及其残余量  66-67
  §4.8 全塑性时△的临界值及解的修正  67-69
  §4.9 计算结果和实验结果的比较分析  69-73
  §4.10 本章小结  73-74
第五章用于测量位移和变形的新的数字散斑相关方法——十字搜索法  74-91
  §5.1 引言  74-75
  §5.2 方法原理  75-84
  §5.3 实验结果及分析  84-90
  §5.4 本章小结  90-91
第六章模拟机械自紧加载区变形的光塑性数字散斑相关方法  91-110
  §6.1 引言  91
  §6.2 光塑性技术的发展简述  91-93
  §6.3 模型材料的选取、性能分析和实验方法  93-98
  §6.4 实验安排及试件制作  98-101
  §6.5 实验结果与理论结果的分析和比较  101-109
  §6.6 本章小结  109-110
结束语  110-112
致谢  112-113
参考文献  113-119

一种新的机械自紧理论及光塑性数字散斑相关方法

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