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承受弯曲的板在裂纹顶端附近的应力和变形

1.引言板壳结构是工程中常用的一种受力结构元件,对于有裂纹板的弯曲问题己经发表了一批著作,绝大部分是采用了克希霍夫经典板理论,应用此理论进行断裂分析在理论上是有重大缺陷的.这是由于经典板理论对于裂纹面边界条件只是近似地满足,因此不能正确反映裂纹尖端附近的力学性质.对于Reissnor[”理论的分析工作从六十年代以来就开始了.由于问题的复杂性,长期进展不快.有代表性的是Knowlts和Wa; 19【”以及Hartranft和Sihl3)的工作,他们用积分变换的方法求解问题,他们得到了问题的首项表达式.这是一个近似的形式.为了更好的了解有裂纹情况下板的力学性能以及更可靠的进行近似分析和计算应力强度因子的目的,类似于平面问题的williams展JI,本文对含有裂纹的Reissner型板的弯曲问题进行了分析,具体给出了前若干项广义位移和广义内力的表达式. 2.墓本方程和求解步骤考虑一块含有一直线裂纹板的弯曲问题,取原点在裂纹顶端上,x轴...  (本文共8页) 阅读全文>>

《国外舰船技术(材料类)》1980年05期
国外舰船技术(材料类)

混合型应力强度因子的光弹测定

本文为测定带裂纹的板的混合型应力强度因子,建立了外推法。前雀口 几乎所有的熟知的实验应力分析方法,如光弹性法、波纹图象法、干涉测量法、全息摄影法以及以这些方法相结合为基础的许多其他测量技术均已被广泛地用于测定二维和三维问题中的、靠近裂纹顶端之应力场。对于最一般的二维板情况而言,此应力场为两个常数所控制,即张开型应力强度因子和滑动型应力强度因子。这两个常数取决于实际几何形状及所考虑的问题的加载条件〔1〕。 直接用上述方法来确定断裂力学问题中的应力强度因:子必须特别注意其实验结果的评定。这是由于裂纹顶端存在的奇异性造成近裂纹顶端区的应力参数的急剧变化。而裂纹顶端附近的应力场的这种陡变在所有的这些测量法中又变成了在所得到的相应的光学图象中的条纹的陡变。这就使得靠近裂纹顶端之光学图象难于分析和解释。除了应力的奇异性对裂纹顶端图象的影响而外,在实验中为了模拟真实裂纹而开的槽的根部值所致的非线性效应、应力场的三轴性、在该区域中折射指数的非线...  (本文共13页) 阅读全文>>

《力学与实践》1983年05期
力学与实践

C型试样应力强度因子的计算

一、引言 c型试样应力强度因子K;的标定公式如本文中的(A)式所示.ASTM一E399一78认为适用于该标定公式的。/W值为0.45成4/W簇0.55,误差在士l多之内.文献[2I认为当0.3 一、引言C型试样应力强度因子K_1的标定公式如本文中的(A)式所示。ASTM-E399-78认为适用于该标定公式的a/W值为0.45≤a/W≤0.55,误差在±1%之内。文献[2]认为当0.3a/W0.7,该标定公式的误差在2%以内。超出这个范围的标定公式目前尚未见到。为了给工程设计提供方便,在0≤a/W≤0.6范围内,我们用退化三角形1/4中点奇性元对C_0、[1] ASTM-E399-78. [...  (本文共4页) 阅读全文>>

《国外舰船技术(材料类)》1984年08期
国外舰船技术(材料类)

裂纹垂直于焊缝时的应力强度因子

引青口 本文实质上是对原寺田论文仁1〕同一个问题的补充讨论。对于垂直于大板中焊接接头的 裂纹,一重新分析了由残余应力所引起的应力强度因子。采用一种比较简单的函数表达了由于 焊接引起的残余应力的分布,这种函数与寺田所用的函数不同,但同样满足全部物理要求和 寺田论文所列残余应力的假定。在这篇分析文章中,为模拟残余应力分布所用的函数,与寺 田所用的函数比较代表着稍为不利的情况,而对大裂纹,估计它会给出应力强度因子的保守 估算。采用通用的格林函数,通过积分,就可简单地得到假定应力分布下的应力强度因子。 积分会以筒单封闭的形式给出精确的应力强度因子表达式。把本文中得到的结果与论文〔1」 得到的数字结果作了对比。另外,还得出一个以良好精度表示寺田各结果的简单经验公式。 当残余应力的分布能用反1〕中所假定的函数更好地模拟时,这个公式对各种实际情况用起来 很方便,注意到这样一点也许是有意义的,即:本文所用的残余应力分布函数,甚至当裂纹哈口,,二...  (本文共5页) 阅读全文>>

《力学学报》1977年02期
力学学报

标准紧凑拉伸试样应力强度因子的简单表达式

目前,齐国对于AsTME399一7、推荐的标准紧凑拉仲试样,均采用该标准所给出的应力强度因r计算式:表1夕/邵 } 、少 ,工 /哎、1.1月.esltl叶,l尺,刀了而一一万一一yy一29,6翩‘“一‘8,·弓(动3/2十6弓,·夕(韵”一‘0‘7·0(动加十6389气五399一74五:强i周指出 !该式只适用于0.弓5U斗0().斗多(}.46fJ,斗7(i‘子8U,弓少〔1.弓fJ0.弓1〔).52(少.53妇弓斗0 .55 6 .50 夕.32 8 .34 8 .57 名.81 9.(夕6 9,32 9 .60 夕.9010.2110.弓41 0.891 1 .26 卜.汽7 卜.吕} ‘,.〔7几少.今牛 夕.〔二 吵‘少l1 1.22{〔J.贾三l〔)’汤fl...  (本文共1页) 阅读全文>>

《中国科学》1977年06期
中国科学

计算应力强度因子的无限相似单元法

结构材料的断裂韧性是它的重要性能指标之一无论是为了计算某一部件允许的最大裂纹深度,还是测定某一试样的临界应力强度因子,或是讨论材料在交变载荷下的裂纹扩展速率,都需要计算一定形状的弹性体在一定载荷下的应力强度因子.因此,应力强度因子的计算是断裂力学的一个重要组成部分,人们在这方面作了大量的工作,提出了不少行之有效的方法. 近年来,应用有限单元体方法计算应力强度因子日益广泛,这是因为有限单元体方法有其突出的优点.它可以计算形状极其复杂的弹性体,对裂纹的形状、位置、数量上都没有特殊的限制.正由于它的广泛适用性,才得到了普遍的注意. 早在应力强度因子的概念出现以前,人们就知道弹性体内裂纹前缘附近的应力是有奇性的,它与到裂纹前缘的距离的平方根成反比.所谓应力强度因子,就是刻划这一奇性的比例常数.在有限单元体方法中,弹性体被分解成有限个单元体,通常在每个单元体中,应力或是等于常数,或是按某一有界函数(例如按多项式)分布.应力的奇性消失了,所...  (本文共19页) 阅读全文>>