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一种计算裂纹扩展的表达式

正确的描述在疲劳载荷下或静载荷下,裂纹的扩展规律,对于估算构件的使用寿命和裂纹扩展量是非常重要的.有关疲劳裂纹扩展速率的研究工作很多,Hoeppner和KruPp阴曾列举了33种阐述裂纹扩展速率的公式.这些公式基本上是由两部分组成的:一部分是与材料所受的应力或应力强度因子有关;另一部分是由实验确定的材料常数.每个公式都有其一定的使用条件和范围,如室温、中速率扩展区、循环特征为零等等.少数的也考虑了循环特征的影响,并且应用范围较广泛一些. Karl一Heinz Sehwalbe〔2〕提出的下述表达式作了相应的改进:da(1一Zv)“万万一=4(1+n)二。矛乙卫玉、’‘”\万气/(△K一△K。)2尤。 K。一尤。。x(l)式中一部分与材料常数有关,不再需要通过裂纹扩展速率实验确定;另一部分与应力强度因子有关.(l)式全面地考虑了材料机械性质对疲劳裂纹扩展的影响.但是,与常数有关的部分,其表达式较为复杂,并且仅适用于循环特征为零的情...  (本文共3页) 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

裂纹问题的空间变换理论及其在数值计算中的应用

土木工程领域涉及的诸多材料存在天然的内部缺陷,如混凝土存在诸多细小的裂纹,岩体在复杂的构造应力和地质作用条件下产生许多天然节理和裂隙。这些内部缺陷往往是导致工程事故的重要因素,在各类大型工程中备受关注。扩展有限元法(XFEM)是最近15年发展和应用的一种分析不连续问题的数值模拟方法,该方法以单位分解法为基础,继承了传统有限元法成熟的理论与技术,通过引入裂纹面的跳跃函数和裂纹尖端的渐进位移场函数来反映裂纹面位移不连续特性和裂纹尖端应力集中和奇异性,计算过程无需重新划分网格,克服了传统有限元法在计算断裂问题时对网格的依赖性,计算效率大大提高。本文基于学者对扩展有限元法的已有研究,提出了一种可以广泛应用于分析裂纹扩展和连接过程中涉及到的非线性问题的方法。研究工作主要有以下几个方面:(1)进行了含有多根预置裂纹的类岩石试样的单轴压缩试验。首先,根据试验系统采集的全应力-应变曲线,研究了裂纹倾角和非重叠长度对试样力学特性的影响,揭示了预置...  (本文共193页) 本文目录 | 阅读全文>>

昆明理工大学
昆明理工大学

新型低碳贝氏体钢焊接接头疲劳裂纹扩展可靠性研究

焊接接头中不可避免地会存在各种形式的焊接缺陷,使焊接接头成为整个焊接结构中最薄弱部位,易产生裂纹起裂、扩展甚至失稳断裂。焊接接头的疲劳断裂性能是焊接结构损伤容限分析、保证结构安全可靠运行,以及抗断裂设计的重要依据。新型低碳贝氏体钢是采用微合金化控轧控冷工艺生产的新一代焊接无裂纹低合金高强度结构钢,被称为当今“绿色钢材”。合金结构钢的发展方向越来越注重提高其使用的可靠性和经济性,即在满足结构强度要求的前提下提高安全性和寿命。因此,对新一代低碳贝氏体钢焊接接头疲劳裂纹扩展可靠性研究具有重要的理论意义和应用价值。本文对新型低碳贝氏体焊接接头进行了常规力学性能及其微观金相试验研究、焊接缺陷及其尺寸分布研究、疲劳裂纹扩展试验及其可靠性分析研究。本文的主要工作有:从常规力学性能和金相试验角度对新型低碳贝氏体钢焊接接头焊接工艺进行试验研究。采用不同的焊接方法和不同的焊接工艺参数对新型焊接无裂纹低碳贝氏体钢B610CF、ADB610和WDB62...  (本文共173页) 本文目录 | 阅读全文>>

《航空学报》1940年30期
航空学报

孔边角裂纹扩展特性分析

孔边角裂纹扩展特性分析郦正能,何犹卿(北京航空航天大学五系,北京,100083)摘要采用二维裂纹扩展分析方法研究含孔边角裂纹平板中疲劳裂纹扩展速率和寿命。该方法假设孔边角裂纹两个主方向上裂纹扩展主要取决于两方向裂纹尖端的应力强度因子。并采用裂纹闭合特性修正。预测在常幅拉伸疲劳载荷情况下2124T851铝合金板和30CrMnSiN12A合金钢板中孔边角裂纹扩展速率和寿命。理论计算和实验结果较吻合。关键词裂纹扩展,应力强度因子,孔中国分类号V214.35,O346.5ANALYSISOFFATIGUECRACK-GROWTHBEHAVIOURINCORNERCRACKSATHOLES¥LiZhengneng;HeYouqing(5thDepartmant,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing,100083)AbstractFatiguecrack-growthra...  (本文共4页) 阅读全文>>

《爆炸与冲击》1987年04期
爆炸与冲击

爆炸载荷下裂纹扩展的动态复合型应力强度因子的研究

一、月lJ吕 对于爆炸载荷作用下裂纹的扩展机制,许多学者已作了大量的工作。但是,以往的研究大都基于经典的强度理论。由于岩体的非均质性、各向异性及含大量微裂晾、解理、节理等,强度理论难以对运动裂纹顶端附近的动态应力场进行定量描述。文献(1)曾强调用断裂力学理论取代经典的强度理论来探讨光面爆破和预裂爆破中炮孔之间的贯穿。文献(2〕也曾把炮孔爆炸产生的裂纹作为纯[型裂纹来探讨预裂爆破机理。从公开文献看,关于爆炸载荷下裂纹扩展的断裂动力学分析还十分贫乏。 作者打算用动光弹性和断裂动力学理论研究爆炸产生的随机径向复合性裂纹扩展过程中的动态断裂准则。本文研究为这一计划的一部分,主要研究爆炸载荷驱动尖劈作用下在大平板自由边界上的预切槽底部产生的复合型裂纹扩展过程中裂纹顶端动态应力强度因子K:、Kll的变化规律,为进一步研究提供动态试验和分析方法。 二、试验技术 试件为环氧树脂平板,几何尺寸为 200 x 200 x6川.旧/炸药mm。在一边的...  (本文共7页) 阅读全文>>

《金属学报》1980年04期
金属学报

钢在腐蚀疲劳条件下裂纹扩展形态的转变

一、HlJ言 钢在交变载荷和腐蚀环境共同作用下发生的断裂现象称为CFC,即腐蚀疲劳断裂.其特点一是没有腐蚀介质的特殊性,钢在任何腐蚀环境中都会发生CFC;二是不存在CF临界强度极限,钢可以在很低的交变载荷作用下发生CFC.因此CF断裂是个十分普遍而又重要的问题.由于钢的CF行为涉及钢的本身(成份、组织)、载荷(幅值、频率、波形)及腐蚀环境(成份、浓度、pH值、温度)等多方面因素的影响,因而给CF断裂机理的研究带来困难.近年来,在CFC的形态学和断裂机理方面进行了不少研究c1一5〕,这些工作指出,在CF条件下,裂纹扩展途径与钢在常温大气中的疲劳开裂 (FC)只能是穿晶的不同,既可以是穿晶型的,也可以是沿晶型的,或者是混合型的〔3〕;而且‘在裂纹扩展的第二阶段可出现脆性疲劳辉纹〔遵〕.近藤达男等〔5〕更提出在4期钢在腐蚀疲劳条件下裂纹扩展形态的转变CF条件下疲劳应力比R(R二。‘n/。。二)及频率f的变化可使构件发生FC,CFC或S...  (本文共11页) 阅读全文>>

《煤炭学报》2002年03期
煤炭学报

爆炸载荷裂纹扩展的应力强度因子及其断裂行为

裂纹在高应变率动态扩展的问题一直是动态断裂力学研究的热点 .近年来 ,研究者在高应变率裂纹断裂行为的研究中提出了多种测试技术 ,如动光弹、动云纹、全息干涉及超动态应变电测等方法 .但具体到爆炸载荷下的高应变率的材料裂纹断裂的研究 ,由于其裂纹尖端的应变梯度大 ,广泛应用于动力学的实验研究方法对确定应力应变奇异场的特性参量结果影响很大 .  Manogg[1] 首次提出焦散线方法 ,Theocaris将焦散线法成功应用于研究弹塑性材料的奇异场问题 ,国内已有多家研究单位将其应用于冲击动力学的研究 ,这种实验方法在研究断裂力学问题具有相当的优越性 .笔者在动光弹、动云纹、全息干涉及超动态应变电测等基础上 ,建立了性能稳定的爆炸加载的动焦散线测试系统 ,进行了透射式动焦散试验 ,研究了爆炸裂纹扩展的一般规律 ,分析探讨了爆炸载荷的裂纹尖端的破坏模式和其力学行为 .1 透射式动焦散的基本原理  静态情况下 ,对于给定形状、尺寸的裂纹体 ...  (本文共4页) 阅读全文>>