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一个利用低周疲劳特性参数计算疲劳裂纹扩展速率的简捷方法

引言 近几年来,许多学者致力于研究疲劳裂纹扩展速率和低周疲劳之间的关系。最早利用循环应力一应变研究疲劳裂纹扩展与低周疲劳之间的关系的文献是由B.Tomkin〔1〕提出的,文献「2]给出了进一步的分析。在文献〔3]和仁4」中,根据Liu和Iino的模型〔5〕引进了微观结构参数p带对疲劳裂纹扩展的影响。Chakrabortty利用Liu和Iino的方法,引进了一个微观结构变形区的概念,并给出在该变形区内塑性应变范围分布的假设。文献〔7〕和〔8」通过用J积分作为参数表示了疲劳裂纹扩展规律,并利用了低周疲劳特性计算了疲劳裂纹扩展规律;文献〔8〕还对几种低周疲劳试件的断裂力学模型作了比较。 本文在Liu和Iin。模型的基础上,考虑了裂纹尖端的塑性钝化和引入了一个微观结构参数a。。通过利用累积损伤规律,给出了疲劳裂纹扩展速率的表达式:276北工业大学学报第2卷da/dN=乙义‘〔r/N,(二‘)〕 本文的计算特点是通过采用直接计算在裂纹尖端...  (本文共8页) 阅读全文>>

《化工与通用机械》1979年04期
化工与通用机械

裂纹尖端张开位移与伸张区

一、COD的定义 裂纹张开位移(COD)方法是作为线弹性断裂力学方法的补充和延伸而提出来的。对大部分可焊结构钢和压力容器用钢,COD方法是评定断裂韧性的一个重要方法。COD方法由于其物理概念的直观和简单,以及实际应用的有效性而为工程界所欢迎与推广应用。 但是,关于COD的定义,目前还存在着一些混乱的情况。英国COD应用委员会和英国标准学会DD一19规范〔‘’采用了裂纹表面切线外推到原始裂纹尖端得到的张开位移作为COD(d)的实用定义。蔡其巩〔2〕认为,DD一19的这个定义,更确切的表达应为:扣去弹性张开位移以后,裂纹自由表面实测的张开位移曲线中直线部分(弹性位移去除后弹性区部分应为直线)外推到原始裂纹尖端所得到的张开位移(见图1中的d)。采用三点弯曲试件时,根据铰链机构和直线外推定义则可以由裂纹嘴张开位移v。来计算裂纹尖端张开位移d。计算公式为:COD〔3’。但要注意,此时的转动因子是加载的转动因子,因此换算的COD包括了裂纹表...  (本文共7页) 阅读全文>>

《兰州理工大学学报》2016年06期
兰州理工大学学报

温度对裂纹尖端张开位移的影响

钢的脆性断裂常常是在气温较低情况下发生的,即低温冷脆.低温通常是指低于-15℃的温度.脆性断裂前无任何的征兆,开裂时则以很快的速度进行,因而破坏往往是灾难性的.一系列由低温引起的脆断事件特别是桥梁船舶的破坏,引起了人们极大的注意.因此,越来越多的人深入研究低温对钢材的破坏[1-3].裂纹尖端张开位移(CTOD)指标既可以作为弹性阶段的断裂依据,也可以作为小范围屈服乃至大范围屈服各阶段的断裂判据,对于CTOD准则,需要解决3个方面的问题:1)要找到裂纹尖端张开位移δ与几何尺寸,外加载荷之间的关系式,即δ的计算公式.2)实验测定材料的裂纹张开位移的临界值δc.3)CTOD准则的工程应用.在分析钢结构的断裂时,CTOD指标将会发挥重要的作用[4].通常,经由理论模型与试验研究得到裂纹尖端张开位移δ.Irwin小范围屈服条件下的CTOD计算公式和Dugdale-Barrenblett模型(简称D-B模型)是最常用的两种模型.Irwin小...  (本文共4页) 阅读全文>>

《科学技术与工程》2010年04期
科学技术与工程

Ⅰ型裂纹尖端圆弧对应力强度因子影响的数值研究

断裂和缺陷问题广泛存在于航空,航天,航海,兵器,机械,化工,土木,能源,交通等众多领域,它们或是材料固有的,或是在加工过程中产生的,或是在安装中产生的,也或是在结构使用期内产生的,裂纹和缺陷是造成灾难性后果的原因【’〕。分析这些事故的原因,发现断裂是由于裂纹的不稳定扩展引起的,而裂纹的不稳定扩展是由材料的应力强度因子来判别的。应力强度因子(简称SIF)表征裂纹尖端奇异应力场的强度。SIF是解决断裂力学问题的主要判别依据,是研究裂纹扩展规律和尖裂纹构件强度的基础。当含裂纹构件的SIF达到某一临界值时,裂纹就会发生失稳扩展而导致断裂。裂纹分为三种类型,I为张开型,n为滑开型,l为撕开型,它们的应力强度因子分别为KI,K。,K:。计算应力强度因子主要有解析法、数值法和实验方法。不论是哪种方法,都希望裂纹具有理想尖端。实验方法研究裂纹尖端奇异应力场和SIF时常常需要预制裂纹,但由于现阶段工具、其它条件等因素所限,预制的裂纹尖端并非是尖锐...  (本文共5页) 阅读全文>>

《哈尔滨工程大学学报》2007年10期
哈尔滨工程大学学报

粘弹性材料中动态扩展裂纹尖端场的分析

在断裂力学中裂纹尖端应力、应变和位移场的分析始终是人们关注的核心问题之一,因为它为断裂准则的建立提供信息[1].对动态断裂力学至今仍有许多问题需要人们探索和解决.例如,在理想弹塑性材料动态扩展裂纹尖端场的分析中,存在应力(应变)的间断线问题(塑性激波至今还没有完全解决[2]).通过实验的观测,在快速扩展裂纹尖端,高度的能量集中导致裂纹尖端局部温度升高,粘性流动在裂纹尖端的形变中所占的比例将大大增加.因此,在裂纹尖端渐近场的研究中,考虑材料的粘性效应,不仅更加符合实际情况,而且可能解决率无关渐近解中存在的一些问题.率相关材料扩展裂纹问题的研究一直都进行得较少.在率相关材料准静态扩展裂纹尖端场的研究中,Hui和R iedel[3-4]采用弹性-非线性粘性本构方程求解Ⅰ型和Ⅲ型裂纹,得到了一个幂次型渐近场,即HR场.且该场是自洽场.在文献[5-6]中进一步证实了HR场是自洽场.高玉臣[7]引入了一种简化的弹粘塑性模型,通过对塑性区内粘...  (本文共6页) 阅读全文>>

《船舶力学》2004年03期
船舶力学

裂纹尖端区的应变和三轴应力(英文)

1IntroductionFractureorfatiguecrackinginshipsaswellasotherengineeringstructuresisthemainfailuremadeandhasbeenreceivedmuchattentioninrecentyears.Theperceptionofconceptslikecrackinitiationandcrackgrowthaswellasestablishinganadequatefailurecriterionde鄄pendsontheunderstandingofcracktipfields.Itiswellknownthattheone-termasymptoticsolution(Hutchinson,1968;RiceandRosengren,1968)[2,3]isnotsufficienttodescribethenear-tipfield...  (本文共6页) 阅读全文>>