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动态扩展裂纹尖端场奇异性的研究

裂纹尖端场的研究是断裂力学研究的重要课题之一,它一直被力学工作者所关注。在所有的应力分析问题中,没有哪个问题像裂纹问题那样,受到众多的力学工作者如此持久的关切和进行详尽的分析,也没有哪个问题像裂纹那样,愈分析愈感到问题的复杂和困难。究其原因,裂纹问题与工程结构的破坏紧密相连,强大的工程实际的需要是推动裂纹问题研究的主要动力。工程中许多材料,如聚合物、土壤、金属和岩石等,在某些条件,如高应变率或高温度下,往往同时出现弹性、粘性和塑性的特征,单凭粘弹性力学或塑性理论来讨论裂纹尖端应力、应变和其它物理量并来确定材料参数对裂纹尖端场的影响及材料破坏断裂准则会引起较大的误差。为了能够较好地解决这些实际问题,需要考虑与时间和荷载历程同时相关,具有弹性、粘性和塑性特征的弹粘塑性模型。在扩展裂纹尖端,无论是准静态扩展还是动态扩展,都存在着一些难以解决的矛盾,如裂纹尖端场存在应力或应变的间断线,动态解不能退化为准静态解等,其原因在于以前的研究中忽  (本文共138页) 本文目录 | 阅读全文>>

《哈尔滨工程大学学报》1960年30期
哈尔滨工程大学学报

Ⅲ型动态扩展裂纹尖端场的奇异性研究

Ⅲ型动态扩展裂纹尖端场的奇异性研究李范春齐辉周健生(哈尔滨工程大学建筑工程系,哈尔滨150001)(哈尔滨工程大学科研处,哈尔滨150001)【摘要】采用文献[1]中提出的弹性粘塑性模型,分析了Ⅲ型动态扩展裂纹尖端的应力应变场文中给出了适当的位移模式,推导了渐近方程并求得了数值解分析和计算表明,当粘性较小时,裂纹尖端场具有对数奇异性;而当粘性较大时,裂尖场具有幂函数奇异性对于临界粘性情况,两种奇异性得到了统一本文结果揭示了粘性对裂尖场的支配作用①关键词:裂纹尖端场;动态扩展;粘塑性中国图书资料分类号:O34610引言裂纹尖端的应力应变场是断裂理论的核心课题之一对于线弹性材料,由于应力强度因子的引入,裂尖场问题已彻底解决,余下的问题只是具体计算应力强度因子和实际测试材料的断裂韧度对于非线性材料,裂尖场的属性十分复杂,它对于材料属性、裂纹状态均十分敏感,因而派生出来许多研究课题而这些课题的研究结果彼此差别很大无法统...  (本文共7页) 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

粘弹性材料动态扩展裂纹尖端场

裂纹尖端渐近场的研究是断裂力学研究的重要课题之一,裂纹尖端应力、应变和其它物理量的确定为讨论材料参数对裂纹尖端场的影响及材料破坏断裂准则的建立提供了理论的依据。动态裂纹的扩展在材料学、地质学和结构工程领域等有着广泛的应用,因而研究粘弹性材料中裂纹动态扩展问题具有理论意义和广阔的应用前景。随着科学技术的不断发展,许多新型材料不断涌现,这类材料的一个共同特点是具有明显的粘弹性特征。材料的粘弹性不仅会影响结构的刚度,也会影响到其强度,在研究裂纹尖端渐近场时,应该考虑到材料的粘性效应,这不仅更加符合实际情况,得到更精确的解,而且能解决率无关渐近解中存在的一些问题,因而材料的粘弹性性质对材料断裂性能影响的研究受到越来越大的重视。本文分别采用简单而且实用的粘弹性模型及刚性-粘弹性界面模型,对平面应变不可压缩材料的Ⅰ型和Ⅱ型的动态扩展裂纹尖端的应力、应变和位移场进行了具体的分析和计算;又采用粘弹性模型,对平面应变不可压缩材料的混合型动态扩展裂...  (本文共132页) 本文目录 | 阅读全文>>

《现代焊接》2007年06期
现代焊接

采用ANSYS对受拉平板裂纹尖端三维应力状态的有限元分析

前言钢结构的断裂分析与材料本身的缺陷密切相关。因此,分析材料缺陷或者裂纹尖端的应力应变场是钢结构断裂分析的重要研究手段,很多断裂设计相关的指标如应力强度因子、应力集中系数、裂纹尖端张开位移等都是根据裂纹尖端的应力场、变形等进行定义。目前,只有很少量的结构能够得到所需要的理论解释,对于实际工程设计来说,由于结构的外形、缺陷的分布和尺寸的复杂多样,理论解释只是提供了一个分析公式的形式,具体的参数和计算方法需要通过数值的方法来完成。ANSYS软件提供了强大的前处理功能,能够方便地建立含缺陷结构的模型。多种划分网格的方法能够方便对局部进行加密,既保证计算的精度,同时也减小计算的工作量,因此非常适合于含裂纹或缺陷结构的分析。由于研究过程需要对模型不断进行改变以分析其变化规律,因此在使用过程中,我们也采用APDL语言,减少了更改模型所需要的时间,使研究人员把工作的重点放在结果的分析整理上。我们所进行的断裂分析工作的理论基础有两个:经典断裂理...  (本文共2页) 阅读全文>>

《电子显微学报》2017年04期
电子显微学报

单晶钽裂纹尖端的位错原位观察

材料科学与工程学院,浙江杭州310027)体心立方(BCC)金属的塑性变形强化主要依赖于位错实现,因此研究其内部的位错机理显得尤为重要。对于BCC金属,其塑性变形主要由螺位错承担,这类位错极易在{110}、{112}、{123}3个滑移面上产生交滑移,且螺位错本身具有较低的迁移速率[1-3],其自增殖的特性也会给其堆积和缠结提供有利的条件[4],从而进一步限制了位错的运动,最终导致BCC金属具有大应变硬化和高强度[5-8]。目前,BCC金属中被公认的塑性变形机理,主要包括位错连接机制[8]和位错饥饿机制[5,9]。Bulatov等[8]利用位错动力学模拟和原子模拟预测了位错相互作用的位错连接机制,并且通过对单晶Mo的透射电镜观察证实了这种推测;Huang等[5]对BCC金属Mo进行的原位压缩实验中发现,直径为142nm的单晶Mo柱体产生了明显的机械回复行为,即柱体顶端堆积的大量位错在应力作用下瞬间消失例子,由此证明了BCC金属中...  (本文共7页) 阅读全文>>

《稀有金属材料与工程》2017年08期
稀有金属材料与工程

脉冲电流对再制造毛坯裂纹尖端组织及性能的影响

当下,坚持可持续发展之路和建设节约型社会已表明[6-8]脉冲电流可以改变材料的微观结构和力学性成为世界的主流,而降低能耗、节能减排也就成为实能。另外,当高密度脉冲电流流经含有缺陷的金属样现这一目标的关键之举。在此背景下,采用再制造能品时,在缺陷处电流的绕流和集中效应非常明显,这最大限度地减少制造对环境带来的负面影响,同时使种效应产生的强化加热使裂纹尖端材料发生熔化,同原材料和能源的利用效率达到最高,再制造的循环经时裂纹尖端区域温度分布的不均现象,导致裂纹前缘济发展模式正在被越来越多的业界人士所认同。对再形成相当大的局部热压应力场,而在没有缺陷的地方制造毛坯中的微裂纹进行修复能够缓解有限资源和过电流作用很小,因此可以利用脉冲电流的绕流集中作度消耗之间的矛盾,最大限度地利用废旧产品的剩余用对缺陷进行修复。价值,契合中国的可持续发展战略。1实验国内外对裂纹止裂技术及机理进行了大量研究,根据断裂力学对裂纹形成及扩展的研究,可以利用降该实...  (本文共6页) 阅读全文>>

《船舶力学》2017年09期
船舶力学

低周疲劳下船体缺口板的裂纹尖端张口位移理论及试验研究(英文)

0 IntroductionThe fatigue strength of ship’s structure has very important significance on the safety andsurvivability.Along with the increasing in ship dimensions and more use of high-strength steelin recent years,the stress and deformation of ship structures are so high and large,which re-sult in prominent problem demanding prompt solution in the development of large-scaleships.Crack tip opening displacement(CTOD)an...  (本文共8页) 阅读全文>>