检索结果-内蒙古大学图书馆

铁道标准设计 2024年第3期68卷 133-140,162页

作者：赵秋唐琨李英豪林铮哲陈鹏福州大学土木工程学院福州350116

为探明钢桥面板对接焊缝焊趾区域共面及异面表面多缺陷在裂纹扩展过程中的形态变化及相互作用机制,以钢桥面板U肋下翼缘对接焊缝简化后的基本焊接构造为研究对象,探明对接焊缝焊接区域的应力强度因子KI分布,并在验证ABAQUS与FRANC3D数... 详细信息

为探明钢桥面板对接焊缝焊趾区域共面及异面表面多缺陷在裂纹扩展过程中的形态变化及相互作用机制,以钢桥面板U肋下翼缘对接焊缝简化后的基本焊接构造为研究对象,探明对接焊缝焊接区域的应力强度因子KI分布,并在验证ABAQUS与FRANC3D数值模拟方法可靠性的基础上,对焊趾区域植入的共面或异面多裂纹进行多裂纹扩展分析。研究结果表明:含余高对接焊缝在轴拉荷载作用下,焊趾线附近存在应力强度因子KI的峰值点;相邻共面裂纹在扩展至临界深度的过程中存在裂纹融合前、裂纹融合时及裂纹融合后3个典型的扩展阶段,不同阶段裂纹前沿形态及扩展速率da/dN变化可通过等效应力强度因子幅值ΔK_(eff)的分布来体现;共面裂纹融合前,单裂纹靠近另一裂纹长轴端点的裂纹相互作用比例因子随净间距s1与裂纹深度a比值呈幂次负相关性;对接焊缝异面裂纹中焊趾处裂纹对热影响区裂纹存在抑制作用,并随着裂纹尺寸差异的累计增加,焊趾处裂纹对热影响区的抑制作用呈线性扩大,最终使得热影响区裂纹ΔK_(eff)低于门槛值ΔKth而失去活性停止扩展,上述抑制作用随异面净间距s2的增加而减弱。

关键词：钢桥桥面板对接焊缝多缺陷断裂力学等效应力强度因子

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次表面微裂纹对偏折主裂纹扩展行为的分布位错理论研究

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固体力学学报 2024年第1期45卷 111-122页

作者：张启洞陈诚王强胜闫华东中国兵器工业试验测试研究院华阴714200 四川建筑职业技术学院德阳618000

为研究在拉伸载荷作用下包含一条埋置偏折裂纹和一条任意位置微裂纹的半无限大平面问题.论文基于连续分布位错法,建立相应的位错密度积分方程,并采用GAUESS-CHEBSHEV数值积分法得到其力学参量.通过有限元法对理论结果进行了验证.埋置深... 详细信息

为研究在拉伸载荷作用下包含一条埋置偏折裂纹和一条任意位置微裂纹的半无限大平面问题.论文基于连续分布位错法,建立相应的位错密度积分方程,并采用GAUESS-CHEBSHEV数值积分法得到其力学参量.通过有限元法对理论结果进行了验证.埋置深度、微裂纹中心到主裂纹尖端的距离将对主裂纹尖端的应力强度因子产生影响;结果表明相比于无微裂纹的情况,在某些方位处微裂纹对主裂纹尖端的扩展起到促进作用,而在其他方位的微裂纹对主裂纹尖端的扩展起到抑制作用;主裂纹尖端的扩展方向和等效应力强度因子相比于倾斜微裂纹而言受水平微裂纹的影响更大.

关键词：偏折主裂纹微裂纹埋置深度扩展方向等效应力强度因子

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CFRP修复钢I/II混合型裂纹扩展研究进展及展望

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工程力学 2024年

作者：高立邓宗才北京工业大学城市与工程防灾减灾省部共建教育部重点实验室宿迁学院建筑工程学院

钢结构在循环荷载作用下往往会发生疲劳破坏。由于结构的复杂性和荷载形式的复合性，往往会使钢结构产生I/II混合型裂纹，且疲劳裂纹修复一直是钢结构疲劳研究的热点。碳纤维增强聚合物复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer， CFRP... 详细信息

钢结构在循环荷载作用下往往会发生疲劳破坏。由于结构的复杂性和荷载形式的复合性，往往会使钢结构产生I/II混合型裂纹，且疲劳裂纹修复一直是钢结构疲劳研究的热点。碳纤维增强聚合物复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer， CFRP)在修复钢结构中有诸多优势和良好的应用前景，目前的研究主要集中于I型裂纹的修复，但对于I/II混合型裂纹扩展及其修复的研究比较少。为此，首先从疲劳裂纹扩展、裂纹扩展速率和等效应力强度因子的计算方法方面报道了混合模态下钢材的裂纹扩展研究现状。其次，重点阐述了CFRP修复混合型裂纹扩展现状，分析了CFRP基础材性、CFRP-钢界面粘结性能和不同裂纹角度等因素对混合裂纹修复的性能影响。最后，基于目前的研究现状对CFRP修复钢结构在疲劳荷载作用下混合型裂纹扩展的应用前景和研究重点进行了展望。

关键词：结构工程混合裂纹 CFRP 裂纹扩展速率等效应力强度因子界面性能

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损伤钻杆断裂的有限元仿真分析

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机械设计与制造 2023年第5期387卷 69-72,76页

作者：张坤周井玲许波兵南通大学机械工程学院江苏南通226019 江苏如通石油机械股份有限公司江苏南通226499

钻杆在作业过程中,需要通过卡瓦夹持,才能顺利作业,但卡瓦在钻杆表面会留下作业损伤。为了防止损伤导致的钻杆断裂,影响结构安全性,以某深井作业钻杆实际工况为例,创建含横向半椭圆形表面裂纹的钻杆有限元模型,数值研究拉扭复合载荷下,... 详细信息

钻杆在作业过程中,需要通过卡瓦夹持,才能顺利作业,但卡瓦在钻杆表面会留下作业损伤。为了防止损伤导致的钻杆断裂,影响结构安全性,以某深井作业钻杆实际工况为例,创建含横向半椭圆形表面裂纹的钻杆有限元模型,数值研究拉扭复合载荷下,3种类型的形状因子沿裂纹前缘的变化规律;通过多项式拟合得到形状因子表达式中对应的系数,进而推导出等效应力强度因子的表达式。仿真计算结果表明,在(0.6~0.8)之间存在一临界形状比,裂纹最深点和边界相邻点处的等效应力强度因子值在此处相等。拟合得到的等效应力强度因子表达式,为进一步研究损伤钻杆表面裂纹扩展和寿命预测提供参考。

关键词：钻杆表面裂纹临界形状比等效应力强度因子断裂

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一种沥青混凝土中低温断裂性能统一评价方法

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中南大学学报（自然科学版） 2021年第7期52卷 2386-2393页

作者：宋卫民徐子浩吴昊徐飞詹易群中南大学土木工程学院湖南长沙410075

为了采用统一的参数评价沥青混凝土在中低温条件下的断裂韧性,使用一种基于能量法的等效应力强度因子(K_(IC)^(*))来评价沥青混凝土在中低温条件下的抗断裂能力。采用开口半圆断裂试验(SCB)测试3种不同再生沥青骨料(RAP)掺量(0,25%和50%... 详细信息

为了采用统一的参数评价沥青混凝土在中低温条件下的断裂韧性,使用一种基于能量法的等效应力强度因子(K_(IC)^(*))来评价沥青混凝土在中低温条件下的抗断裂能力。采用开口半圆断裂试验(SCB)测试3种不同再生沥青骨料(RAP)掺量(0,25%和50%)的沥青混合料在-10℃的应力强度因子(KIC)和断裂能(G_(F))以及25℃积分的J积分和等效应力强度因子(K_(IC)^(*))。研究结果表明:-10℃时,掺质量分数为25%的RAP的沥青混凝土应力强度因子达到最大,但断裂能随着RAP掺量的增加逐渐降低;25℃时,随着RAP掺量增加,J积分显著增大,添加RAP可以在一定程度上提高沥青混凝土的中温断裂性能;25℃时,K_(IC)^(*)随着RAP掺量增加而逐渐增大,说明等效应力强度因子判据可以用于评价沥青混凝土的中温断裂韧性。

关键词：中低温断裂韧性等效应力强度因子断裂能再生沥青骨料

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UPVC材料Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹疲劳扩展研究

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塑料工业 2022年第S01期50卷 111-115页

作者：岳仕航杨邦成吴鹏飞刘羽男刘建昆明理工大学建筑工程学院昆明650500

为探求UPVC材料复合疲劳裂纹扩展性能,获得复合疲劳裂纹速率等关键数据,对含单边裂纹的UPVC板材在0°及30°、45°、60°复合加载角度下进行Ⅰ-Ⅱ复合疲劳试验,发现复合疲劳寿命随着角度的增加而增加,加载角度越大寿命... 详细信息

为探求UPVC材料复合疲劳裂纹扩展性能,获得复合疲劳裂纹速率等关键数据,对含单边裂纹的UPVC板材在0°及30°、45°、60°复合加载角度下进行Ⅰ-Ⅱ复合疲劳试验,发现复合疲劳寿命随着角度的增加而增加,加载角度越大寿命越长,纯I型寿命最短;利用数值计算得到了UPVC材料疲劳裂纹扩展过程中的等效应力强度因子幅值ΔK^(*),绘制了复合型疲劳裂纹扩展速率d a/d N-ΔK^(*)曲线,验证了采用的有限元方法的可靠性;给出了复合疲劳裂纹扩展速率d a/d N与ΔK^(*)的定量关系,可供工程中UPVC材料的结构抗疲劳计算与健康诊断参考。

关键词： UPVC材料复合疲劳等效应力强度因子复合疲劳裂纹扩展速率

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次表面偏折裂纹的力学行为研究

次表面偏折裂纹的力学行为研究

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作者：张雪朋西南交通大学

学位级别：硕士

大多数情况下,材料的断裂是由于材料内部产生裂纹进而发生扩展导致的,材料的断裂是一种非常危险的失效方式。在外力作用下材料会产生裂纹并扩展,裂纹在扩展过程中受到载荷及自身材料微观结构的影响会逐渐偏离原来的扩展方向形成偏折裂纹... 详细信息

大多数情况下,材料的断裂是由于材料内部产生裂纹进而发生扩展导致的,材料的断裂是一种非常危险的失效方式。在外力作用下材料会产生裂纹并扩展,裂纹在扩展过程中受到载荷及自身材料微观结构的影响会逐渐偏离原来的扩展方向形成偏折裂纹,使得材料发生剥离、失效和断裂。裂纹的扩展会由于材料的不同,其扩展方向和路径等问题也会产生较大的差异。针对于裂纹扩展问题,仍有很多的问题尚不清楚,如裂纹扩展形成的偏折裂纹,裂纹锯齿状的扩展等,仍有相关力学机理有待完善。针对于偏折裂纹的扩展问题,开展如下工作:(1)对于脆性材料,不考虑裂纹尖端的塑性影响,采用分布位错法求解在二维平面内受到拉伸、剪切共同作用下次表面的埋置偏折裂纹的扩展问题。得到了直裂纹端、偏折裂纹端的应力强度因子及扩展角度的变化曲线,分析了不同长度比、载荷比及埋置深度对裂纹扩展的影响。结果表明:裂纹尖端应力强度因子随裂纹埋置深度的增大而减小,随偏折段裂纹的长度以及裂纹所受载荷的增大而增大;裂纹更倾向于向表面发生扩展形成表面裂纹;对于偏折段裂纹的扩展方向,受埋置深度的影响很小,但会随所受载荷及偏折段长度的增大而逐渐增大;且裂纹两端的扩展方向为顺时针方向。(2)在线弹性范围内,采用分布位错法求解了微裂纹对偏折裂纹的影响。得到了受拉伸载荷作用下,整体模型的应力场和微裂纹的应力场等。并分别得到直裂纹端、偏折裂纹端的应力强度因子、扩展方向及等效应力强度因子的变化曲线,通过对比分析了微裂纹所在位置、方位角、倾斜角等对偏折裂纹尖端应力强度因子的增强和屏蔽效果。结果表明:受到微裂纹的影响,偏折主裂纹尖端的应力强度因子随微裂纹与偏折主裂纹尖端之间距离的增大而减小;微裂纹处在偏折主裂纹下方时,微裂纹对偏折主裂纹尖端的扩展起到促进作用,反之则起到抑制作用;其扩展方向为顺时针;当微裂纹处于水平位置时,裂纹偏折段的扩展方向、等效应力强度因子等达到极值。(3)对于韧性材料,在考虑双线性弹塑性的应力-应变关系的前提下,采用分布位错法研究了埋置偏折裂纹尖端的塑性行为。裂纹尖端处,具有较大的应力集中,故该处会产生较大的塑性变形。建立了拉伸载荷作用下的半无限大平面内次表面偏折裂纹的理论模型。首先通过连续分布的位错来替代裂纹尖端的塑性变形,引入裂纹两端的位错带来替代裂纹尖端的塑性变形,将位错带视为一条裂纹。该裂纹可以比较清晰的预测其张开位移及塑性区尺寸,通过探究不同埋置深度、无位错区大小等因素来探究裂纹尖端处的塑性变形。研究结果表明:裂纹端点处的张开位移随载荷的增大而增大;且随埋置深度的增大而减小;受到自由表面的影响,直裂纹段的张开位移和塑性区大小均大于偏折段的对应值。

关键词：偏折裂纹应力强度因子扩展方向微裂纹等效应力强度因子张开位移无位错区

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基于紧凑拉伸剪切结构的复合型疲劳裂纹扩展研究

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应用力学学报 2020年第1期37卷 85-90,I0006页

作者：苏少普曹淑森廖江海董登科中国飞机强度研究所

针对含I-II型复合裂纹的紧凑拉伸剪切(CTS)试样,研究了不同加载角度下的裂纹扩展路径及裂纹扩展寿命,通过实验数据给出了适宜于CTS试样的等效应力强度因子关系式,并基于此提出了一种新的I-II型复合裂纹扩展模型。研究表明,CTS试样的裂... 详细信息

针对含I-II型复合裂纹的紧凑拉伸剪切(CTS)试样,研究了不同加载角度下的裂纹扩展路径及裂纹扩展寿命,通过实验数据给出了适宜于CTS试样的等效应力强度因子关系式,并基于此提出了一种新的I-II型复合裂纹扩展模型。研究表明,CTS试样的裂纹沿与加载方向近垂直的方向扩展,基于Tanaka公式的等效应力强度因子更适合于本文CTS试件的裂纹扩展寿命评估。当加载角度处于0°~45°之间时,提出的复合型裂纹扩展模型预测误差控制在5.49%之内,验证了分析模型的可行性和准确性。

关键词：复合型裂纹紧凑拉伸试件裂纹扩展模型等效应力强度因子

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含裂纹的曲轴-轴承系统动力学、摩擦学和断裂力学耦合分析

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内燃机工程 2013年第2期34卷 35-41页

作者：何芝仙干洪韩后祥安徽工程大学建筑工程学院芜湖241000

以动力学分析软件ADAMS和有限元分析软件ANSSYS为工具,与自编润滑分析程序相结合,研究具有裂纹的曲轴-轴承系统动力学、摩擦学和断裂力学耦合问题。裂纹扩展深度是曲轴动力学响应的慢变参数,采用插值法对耦合问题进行解耦,并提出了"... 详细信息

以动力学分析软件ADAMS和有限元分析软件ANSSYS为工具,与自编润滑分析程序相结合,研究具有裂纹的曲轴-轴承系统动力学、摩擦学和断裂力学耦合问题。裂纹扩展深度是曲轴动力学响应的慢变参数,采用插值法对耦合问题进行解耦,并提出了"等效直径法"建立具有裂纹的弹性曲轴有限元模型,从而解决利用ADAMS软件求解具有裂纹的弹性曲轴-轴承系统动力学和摩擦学耦合问题。研究结果表明:随着裂纹深度的增加,裂纹附近主轴承的最大油膜压力和最小油膜厚度减小,轴颈中心径向振动响应振幅增大,曲轴裂纹的等效应力强度因子最大值也随之增大。

关键词：内燃机裂纹曲轴-轴承系统插值法等效直径等效应力强度因子

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路面纵向裂纹的荷载效应的正交试验研究

路面纵向裂纹的荷载效应的正交试验研究

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第十四届全国非线性振动暨第十一届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：路永婕杨绍普石家庄铁道大学机械工程学院

路面纵向裂纹是路面上常见的伤损形式之一。本文建立了三维路面纵向裂纹有限元模型,利用十字正交试验方法,引入等效应力强度因子为评价指标,研究了荷载参数对路面纵向裂纹断裂特性影响规律。仿真试验发现:荷载参数对路面纵向裂纹的等效... 详细信息

路面纵向裂纹是路面上常见的伤损形式之一。本文建立了三维路面纵向裂纹有限元模型,利用十字正交试验方法,引入等效应力强度因子为评价指标,研究了荷载参数对路面纵向裂纹断裂特性影响规律。仿真试验发现:荷载参数对路面纵向裂纹的等效应力强度因素呈非线性关系;荷载参数中荷载作用点与裂纹口中

关键词：纵向裂纹等效应力强度因子荷载正交试验扩展类型

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