[发明专利]一种变形与其控制因素之间关系规律研究的新方法

摘要

本发明涉及一种变形与其控制因素之间关系规律研究的新方法，其属于物理学、工程力学、材料力学基础理论及其应用技术研究领域。它主要包括1、对向挤压条件下材料变形规律的研究方法；2、利用波动规律研究变形的方法；3、断裂与作用和变形体性质之间关系规律的一种研究方法。本发明的有益效果是准确认识了作用与变形之间的关系规律，更正了力学关于应力‑应变关系认识方面似是而非的理论，建立了正确的应力‑应力作用点变形位移之间关系规律研究德信理论，为科学应用和科学预测创造了可靠的理论依据与方法技术，为基础科学理论和应用科学与技术的发展与完善拓宽了道路。

主权项

一种变形与其控制因素之间关系规律研究的新方法，其特征在于，包括如下步骤：⑴对向挤压条件下材料变形规律的研究方法①压缩位移规律介于过质心的横断面与外作用断面之间，试件内部任意点的压缩位移量为式中，x表示任意点的压缩位移量，L表示试件的原有长度，l表示试件纵向中心线上任意一点与压缩作用面中心点的距离，Epm表示试件的最大压缩虚度，σ表示外作用压缩应力，ρ表示产生应力的作用质量；②拉伸位移规律在压缩作用控制下，在垂直于压缩作用方向上，试件产生拉伸变形或膨胀变形；最大拉伸位移点位于过质心的横断面与试件侧面的交线上，最小拉伸位移点位于试件质心；试件内部任意点的拉伸位移为y=∫0t(∫0tELσdtρ)dt=∫0t(∫0t2blymaxσdtR2Lρ)dt]]>式中，y表示试件内任意点的拉伸位移，ymax表示变形件体内的最大拉伸位移，b为过试件质心的横断面上的任意受拉伸应力作用点与试件质心之间的距离；L表示试件的原有长度；l表示拉伸位移点与外力作用面之间的距离；③剪切变形和作用规律在压缩作用条件下，变形体内任意质点的拉伸位移与压缩位移的合成量等于该质点的实际位移；该质点所接受的拉伸应力与压缩应力的合量等于该质点接受的合应力；剪切点的剪切位移为式中，σFi和σF1(i+1)表示相邻两点的虚应力分量，表示σF1i的方向线与剪切应力lτ方向线之间的夹角；表示σF1(i+1)的方向线与剪切应力lτ方向线之间的夹角；④张裂变形和作用规律在等力对压作用控制下，在受压缩试件中的张裂变形轨迹由拉伸应力和材料的可变形性质两种因素控制；任意两质点之间的分裂位移即距离增量为Δy=∫0t[∫0t(σFy(j+1)-σFyjρ)dt]dt]]>这个分裂位移构成了张裂变形量；⑤不等力压缩或拉伸作用条件下的变形研究变形体整体的位移等于它的质心位移，其它点的位移减去质心的位移等于其它点的变形位移；控制整体位移的作用力等于对向两个挤压作用力之向量和。在压缩作用条件下，变形体内的压缩与拉伸变形围绕质心形成规律，反映出变形体内受作用和变化自成体系的特性；⑥作用中心与变形中心当物体表面有多点受作用时，受作用物体内的应力由各个受力点应力分配、传递、合成而成，而且，在受作用物体内常常能够合成一个作用中心和变形中心；球体内任意一点的应变为ϵ=∫0t[∫0t(Er02r2σ0ρ)dt]dt]]>式中，ε表示内应变，是指在内应力σ控制下内变点的位移量；E表示变形体内任意应变点的虚度，即可变形、可位移程度的特征指数，是一种随着应变点位置变化而变化的变参数；⑵利用波动规律研究变形的方法①点作用下的波动于变形规律研究方法应力分配与传递规律直接控制受作用物体内部的波动规律和内应变分配规律，内应变即内应力控制产生的变形位移为ϵi=li=∫xutEi(v0+∫xutr02r21ρ3Fπcosθidt)dt]]>式中，σi表示变形体内任意点的应变，li代表内应力作用点的线性位移，即变形量，Ei是内应力作用点的可变形性质度量值，v0代表内应力作用点的初始位移速度，F代表外力，ρ代表应力作用点的受作用质量，t代表作用和变形时间，x代表内应力作用点所在波前面与该任意点之间的最大距离，u代表波速和内应力的传递速度；②一个端点接受作用条件下，杆状物体内部的波动变形规律杆状物体内任意应力产生的应变为ϵji=∫xutEji(v0+∫xut1Sjρ3Fπcosθjidt)dt=lji]]>式中，Sj表示杆状物体内任意传递作用的球截面，Eji表示杆状物体内第j个波前面上第i个应力作用点的虚度；F表示外力；θji表示该应力作用点与外力F之间的夹角；lji表示该应力作用点的位移，等于该点的应变；③对向挤压或拉伸作用条件下，杆状物体内部的波动变形规律杆状物体内部任意应力作用点的变形位移即应变是x=ϵ=∫xutE[v0+∫xut(1Sjρ3Fπcosθji-1Sj′ρ3Fπcosθji′dt)]dt=lji]]>式中，E表示杆状物体内任意点的虚度即可位移特性参数。⑶断裂与作用和试件性质之间关系规律的一种研究方法对于这个实验涉及的断裂变形与其控制作用和断裂条件以及试件的性质之间的关系，可以采用一种简单分析研究方法，叫作用学断裂分析方法，该方法由断裂裂隙的长度与其控制作用力和断裂变形性质参数即虚度三者之间的关系式确定l=∫0t(∫0tEtFmdt)dt]]>式中，l表示断裂裂隙长度，Et代表断裂虚度，表示可断裂条件和材料的性质，m表示控制断裂的主动作用物体的质量，t表示断裂作用和断裂变形时间；计算预制件的实度值T＝1‑E，然后，计算在保证不断裂条件下，该试件在本实验确定的作用条件下所能承受的最大作用力Fmax＝TF。