作者:王艺陶; 冯国庆; 任慧龙 期刊:《船舶工程》 2019年第11期
为研究试样厚度对船用钢疲劳裂纹扩展速率的影响,设计并实施两组不同厚度的紧凑拉伸试样进行疲劳裂纹扩展速率试验,同时建立了三维疲劳裂纹扩展有限元模型,分别基于线弹性理论和弹塑性理论对应力强度因子进行了计算,并分析了试样厚度对裂纹扩展速率的影响。试验与计算结果的综合分析表明:相同应力水平下,薄试样裂纹尖端的塑性区明显大于厚试样,且裂纹尖端应力强度因子值大于理论经验计算结果可达23.25%,因此,在材料裂纹扩展速率试...
作者:王素粉 期刊:《机械工程与自动化》 2020年第01期
构建了功能梯度材料和基体均匀材料的应力—应变关系的弹性本构模型,利用Plane183单元模拟裂纹尖端的奇异性,利用高阶接触单元Conta173和目标单元Targe169组成接触对,对功能梯度材料进行了静态断裂力学分析和应力强度因子求解,找出了裂纹应力和位移最大处,所得到的结果为功能梯度材料的动态力学分析提供了理论依据。
作者:许鹏; 陈程; 郭洋; 朱若愚; 赵志伟; 罗森林 期刊:《矿业科学学报》 2019年第06期
岩体中层理对切缝药包爆生裂纹的扩展有重要影响。本文采用焦散线方法研究垂直层理介质在切缝药包单孔/双孔爆破下爆生裂纹的扩展规律。结果表明:与无层理介质相比,在垂直层理介质中,切缝药包单孔爆破下爆生裂纹的扩展速度下降,炮孔一侧裂纹扩展的最终长度降低约15.5%;爆炸应力波在层理处产生的反射波使相向扩展爆生裂纹尖端的应力强度因子K~d_Ⅱ增大、K~d_Ⅰ降低,抑制了爆生裂纹的扩展,且炮孔距离层理越近,层理对该侧炮孔处裂纹的...
作者:李清; 薛耀东; 于强; 徐文龙; 钱路; 李娜 期刊:《矿业科学学报》 2018年第02期
采用数字动态焦散线试验系统,对柱端含有不同倾斜角度(0°、30°、60°)预制裂纹的悬臂梁-柱试件进行落锤冲击实验,研究其冲击断裂力学特征。结果表明,预制裂纹倾斜角度为0°的试件最先达到断裂韧度;随着预制裂纹倾斜角度的增加,裂纹起裂能量在裂纹尖端处越不易积累,起裂所需时间延长;预制裂纹倾斜角对裂纹扩展轨迹有较大影响,倾斜角越大,扩展轨迹曲裂程度越大;裂纹倾斜角的增加导致裂纹扩展速度振荡幅度变大,裂纹扩展的平均速度增加...
为了解车轮荷载作用对正交异性钢桥面板典型疲劳细节的影响,以长门特大桥为背景,采用有限元法建立正交异性钢桥面板节段模型及易开裂部位的子模型,分析在不同横向荷载分布下3处典型疲劳细节受力及面内外变形,得到各细节最不利加载位置。对最不利位置进行加载,分析疲劳裂纹尖端应力强度因子变化规律,研究不同疲劳细节裂纹类型及扩展能力。结果表明:单轮荷载作用下,横隔板弧形缺口位置会发生面内外变形,顶板-U肋焊根处以面外变形为主...
作者:李金凤; 何兆益; 李修磊; 杨超 期刊:《水利水电科技进展》 2019年第06期
在充分考虑裂纹尖端应力场Williams展开式中非奇异应力项对裂纹扩展影响的基础上,提出了考虑裂纹表面摩擦效应和T应力影响的裂纹尖端附近应力的理论解,并利用修正的最大周向应力准则分析了压缩荷载作用下T应力对裂纹起裂、扩展行为的影响;通过单轴压缩试验裂纹起裂角的试验结果与理论值的对比,验证了考虑3个T应力分量(T x、T y、T xy)所得理论解的合理性。结果表明:初始裂纹倾角β一定时,裂纹尖端最大周向应力σθmax和剪切应力绝对值...
作者:宋威震; 杨庆勇; 倪伟; 胡永敢; 何水龙; 蒋占四 期刊:《组合机床与自动化加工技术》 2019年第12期
针对前欧拉法在预测裂纹扩展时小步长、精度低的问题,提出一种基于扩展有限元与极限学习机相结合的方法,用于预测含裂纹板结构的疲劳寿命。首先,进行裂纹尖端应力强度因子的扩展有限元迭代求解;然后根据应力强度因子与裂纹长度之间的关系,构建一个预测模型,求取中点应力强度因子;最后利用断裂力学理论中应力强度因子与疲劳寿命的函数关系预测疲劳寿命。通过两个数值算例进行分析,数值算例表明:新的预测方法精度高并且允许大步长。
作者:叶天生; 张旭明 期刊:《河南科学》 2019年第10期
针对传统断裂可靠度分析方法涉及较为复杂的应力强度因子敏感性分析和确定性断裂分析次数过多的问题,提出数值流形方法(Numerical Manifold Method,NMM)与随机响应面法(Stochastic Response Surface Method,SRSM)相结合的断裂可靠度分析方法,以便直接利用断裂力学分析模型和减少计算量.首先,使用数值流形方法建立计算应力强度因子或J积分的确定性断裂分析模型;其次通过拟合随机响应面函数构造断裂参数与随机变量之间的显式功能函数...
作者:刘文光; 戴文柯 期刊:《推进技术》 2019年第11期
针对机械结构裂纹扩展预测问题,研究了基于模态频率下降率的V型缺口梁裂纹扩展速率模型。设计了V型缺口梁的疲劳裂纹扩展实验系统,完成了4个试件的模态频率和裂纹扩展实验测试。基于实验结果,讨论了影响V型缺口梁裂纹扩展行为的因素,应用Pairs模型拟合了V型缺口梁的裂纹扩展速率方程,探讨了模态频率下降率与应力强度因子的关系。结合模态频率下降率与裂纹扩展长度及循环加载次数的关系,建立了基于模态频率下降率的裂纹扩展速率模型...
作者:茹东恒; 吴昊 期刊:《力学季刊》 2019年第03期
金属材料疲劳寿命由裂纹萌生和裂纹扩展寿命两部分组成,其中对于萌生寿命中的小裂纹分析是精确描述裂纹萌生寿命的关键.而小裂纹在扩展过程中由于尺寸相对较小,导致传统线弹性断裂力学预测方法失效,需要对其进行改进,考虑裂纹尖端塑性区引起的残余压应力对小裂纹扩展速度的影响.本文针对此问题进行了初步分析,通过对塑性区引起的残余应力的量化,结合小裂纹门槛值特性,提出了一种经验型修正的小裂纹扩展模型,用于定量预测裂纹的萌生...
作者:周琴; 朱哲明; 王雄; 董玉清; 周磊 期刊:《爆炸与冲击》 2019年第11期
脆性材料内部含有大量裂纹,当某一裂纹扩展时,其他裂纹会对扩展裂纹产生影响。为了研究冲击载荷下,脆性材料内两裂纹的相互影响、连通规律及裂纹尖端应力强度因子的变化规律,利用有机玻璃板制作了含非平行双裂纹的实验试件,利用落板冲击设备进行了中低速冲击实验,结合有限元分析软件ABAQUS计算出裂纹尖端应力强度因子,利用有限差分软件AUTODYN进行了动态数值模拟研究,并将其模拟结果与实验结果进行对比分析。实验及模拟结果表明:裂...
作者:刘媛; 王桂霞; 李联和; 周建敏 期刊:《数学的实践与认识》 2019年第21期
利用有限截项法研究了无限远处受任意角度单向均拉、无限大板圆孔边四不等长裂纹的应力强度因子和裂纹面张开位移问题,结果表明,当裂纹长与半径的比值大于2时,有限截项法和复变函数法所得应力强度因子的结果逼近程度较好.将圆孔边四条裂纹退化为两条裂纹时,应力强度因子的结果在裂纹长与半径的比值大于1.5时与复变函数解吻合较好;裂纹面张开位移的值仅在裂纹起始处与文献已有结果有差异,与已有的有限截项法结果均一致,即还原了两条...
作者:薛志远; 胡晓安; 赵高乐; 饶国锋 期刊:《机械设计》 2019年第08期
大修记录表明,某小涵道比涡扇发动机第9级篦齿盘发生多起均压孔疲劳裂纹萌生。为了估计该篦齿盘均压孔边失效风险,发展了一种基于有限元计算裂纹扩展的损伤容限评估方法。首先,研究了孔边初始缺陷的Monte Carlo模拟方法,得到孔边含制造缺陷的深度分布数据;其次,利用AC 33.70-2推荐的电涡流检测法给出的缺陷检测概率曲线,讨论了缺陷检出模拟方法。在此基础上,针对AC 33.70-2给出的钛合金压气机偏心孔案例,采用Abaqus/Franc3D对偏心...
作者:张召青; 李娜 期刊:《山西建筑》 2019年第20期
为研究车辆制动对开裂沥青路面的影响,利用ABAQUS有限元软件,建立开裂沥青混凝土路面的三维粘弹性有限元模型,分析车辆制动时路面裂纹两端及中间应力强度因子、路面顶层竖向位移的变化规律。研究结果表明,在车辆制动条件下,路面裂纹两端及中间位置处应力强度因子的峰值均增大,裂纹可能出现扩展现象,而对路表弯沉的影响较小,此结论可为沥青路面结构设计提供一定的理论参考。
作者:朱栋; 靖洪文; 尹乾; 陶祥令; 宗义江 期刊:《煤炭学报》 2019年第09期
天然岩体中富含近似弧形裂隙缺陷,在外荷载作用下弧形裂隙容易萌生新生裂纹,新生裂纹的扩展容易导致岩石工程的失稳,但针对含弧形预制裂隙岩石力学相关特征的研究还不够全面,基于此在板状黄砂岩试样内预制了不同γ值(弧形高度和直径比值)的弧形裂隙,研究含弧形预制缺陷砂岩的力学特征。利用高压水射流切割机在完整板状黄砂岩试样中切割出不同γ值弧形裂隙缺陷,采用YNS-2000型电液伺服控制试验系统、DS2声发射和数字照相采集系统研究...
作者:章磊; 施伟辰 期刊:《现代职业教育研究》 2008年第Z1期
采用解析函数的方法将立方准晶的双共线裂纹反平面问题归结为数学中的Riemann-Hilbert问题。利用Muskhelishvili的方法得到了应力与应变的全场解,具此获得了裂纹各尖端的应力强度因子以及裂纹尖端区域的声子场和相位子场的应力分布函数。结果表明,尽管声子场和相位子场通过本构方程具有耦合性,但应力强度因子并无耦合性。若外加载荷不包括相位子场力,则相位子场在裂缝尖端并无奇异性。
作者:樊鸿; 张盛; 王启智 期刊:《工程科学与技术》 2009年第04期
对单元初始应力法应用于复合型三维裂纹问题进行了研究。基于有限元分析技术,利用近裂尖退化的1/4节点奇异单元最佳应力点的应力和坐标,对含有内埋倾斜圆形复合型三维裂纹的圆柱体在远场均布拉伸应力作用下的应力强度因子进行了计算。结果表明,与解析解相比,单元初始应力法计算的KI的最大相对误差为1.44%,KⅡ的最大相对误差为-2.30%,KⅢ的最大相对误差为-1.22%。单元初始应力法对于复合型三维裂纹应力强度因子的计算具有较强的实用...
作者:黄常玲; 刘长武; 高云瑞; 卢邦稳 期刊:《工程科学与技术》 2015年第S2期
为探究饱和混凝土在孔隙水压力下的破坏机理,在已有的研究基础上,通过理论分析孔隙水压力和当前孔隙率对饱和混凝土微裂纹的演化及宏观力学性能的影响,确定了真实水压力作用下混凝土的Ⅰ、Ⅱ型裂纹应力强度因子及复合型裂纹张拉破坏和剪切破坏的主导条件。并利用YSL-200型微机控制多通道轴压水压联合作用岩石-混凝土流变试验系统,基于饱和混凝土封闭孔隙水压力Pf和贯通孔隙水压力Pg间的压力梯度,从细观角度解释了混凝土在水环境下...
作者:曹小建; 金江; 徐小丽; 村上理一; 王清远 期刊:《工程科学与技术》 2014年第02期
温度500℃,气压400Pa,N2与H2比例为40%:60%的混合气体中,采用3组不同的处理时间(8、20、48h)分别对$45C钢试件表面进行等离子氮化,全面探讨不同保温时间下氮化层及渗透层的微观组织、硬度、氮化层组成、残余应力,分析这些参数对S45C疲劳性能和断裂特征的影响。结果表明,3组工艺分别在S45C钢表面获得6、8、12μm深的氮化层。表面硬度由初始230HV均提高到620HV以上。表面残余压应力均提高到约-120MPa。氮化物为单一γ—Fe4N...
作者:张晓燕; 朱哲明; 范君黎; 徐文涛 期刊:《工程科学与技术》 2014年第S1期
为了研究非对称Y型分支裂纹在压缩荷载下的起裂及其扩展规律,对含预制裂缝混凝土试件进行了实验研究和相应的数值模拟研究。试验采用水泥砂浆材料制作的含非对称Y型裂纹的正方形试件,利用自制的3向加载设备进行加载并测得其最大载荷。同时利用ABAQUS软件进行了数值计算,并与试验结果进行了对比分析。试验和数值计算结果均表明:随着分支裂纹与主裂纹之间夹角θ的增大,分支裂纹尖端的Ⅰ型应力强度因子从负值变化到正值,而水平主裂纹的...