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焊趾表面裂纹的形态发展曲线与疲劳寿命预测 总被引:4,自引:0,他引:4
以作者建立的焊地椭圆表面裂纹应力强度因子数据库以及复杂应力场中焊践半随圆表面裂纹前缘应力强度因子分布计算的基本模式法为基础上,给出了复杂应力场中焊践表面表纹在疲劳扩展过程中形态变化规律及寿命的工程分析方法。 相似文献
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由于现有断裂准则未能考虑表面裂纹前沿各点实际断裂阻力的变化,所作的表面裂纹准静态扩展模拟计算不能委好地预测几何形貌的真实变化规律。本文提出了一个考虑应力状态不同对实际断裂阻力影响的变阻力断裂准则;并以该准则作为表面裂纹前沿局部断裂扩展的判据,通过三维有限元法进行表面裂纹准静态扩展的模拟计算。 相似文献
3.
CTS试件中复合型疲劳裂纹扩展 总被引:3,自引:0,他引:3
针对复合型循环载荷作用下的金属构件中的裂纹扩展问题进行了实验分析和理论建模. 首先
采用紧凑拉剪试件(CTS)和
Richard研制的复合型载荷加载装置,对承受复合型循环载荷的裂纹进行了实验研究.
实验选择了两种金属材料试件,分别承受3种形式的复合型循环载荷的作用,在裂纹尖端具
有相同的初始应力场强度的条件下考察复合型循环载荷对裂纹扩展规律的影响.
实验结果表明,疲劳裂纹的扩展速率与加载角度有关. 对于同样金属材料的试件,当裂尖处
初始应力场强度相等时,载荷越接近于II型,裂纹增长速率越快. 采用等效应力强度
因子(I型和II型应力强度因子的组合)、裂纹扩展速率及复合强度等参数,以实验数据为
基础,建立了一个疲劳裂纹扩展模型,用来预测裂纹在不同模式疲劳载荷作用下的扩展速率.
为验证其有效性,该模型被应用于钢制试件的数值模拟计算中. 实验结果与模拟计算曲线保
持一致,表明该模型可以用来估算带裂纹金属构件的寿命. 相似文献
4.
疲劳裂纹扩展门槛值的研究进展 总被引:6,自引:0,他引:6
Ⅰ.引言 大量的研究和疲劳裂纹扩展的试验表明,对于存在一定尺寸裂纹及缺陷的材料或构件,只有当裂纹尖端的应力强度因子达到或超过某一值时,裂纹才会在交变应力的作用下扩展。当裂纹尖端的应力强度因子小于这一值时,裂纹在交变应力作用下不发生扩展。这个应力强度因子值,就是界限应力强度因予幅值△K_(th),在疲劳研究中称为裂纹扩展的门槛值。 门槛值△K_(th)和疲劳裂纹扩展速率da/dN一样,是反映带裂纹或缺陷构件抗疲劳性能的 相似文献
5.
CT试样三维疲劳裂纹扩展数值模拟 总被引:1,自引:0,他引:1
在循环载荷下疲劳裂纹的裂纹形貌在稳定扩展区近似为半椭圆形状,因此通过Paris方法根据疲劳裂纹表面尖端点应力强度因子的变化幅值(△K)得到扩展速率与真实的裂纹速率会有误差.为了更好的研究疲劳裂纹的性质,本文通过分析紧凑拉伸(CT)试样的疲劳裂纹扩展后的三维形貌,采用Jiang-Sehitoglu循环塑性模型和疲劳准则以... 相似文献
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基于子模型法的带有表面裂纹钢丝应力强度因子研究 总被引:1,自引:1,他引:0
钢丝裂纹应力强度因子是进行钢丝疲劳断裂寿命评估、疲劳裂纹扩展分析和钢丝断裂强度评估等工作的重要参数。本文首先介绍了裂纹扩展分析软件FRANC3D,然后基于子模型法模拟研究了拉伸荷载作用下带有表面裂纹钢丝的应力强度因子,裂纹种类包括直线形裂纹和半圆形裂纹,最后拟合得到拉伸荷载作用下带表面裂纹钢丝的应力强度因子形状修正系数表达式,分析了利用该公式进行承载力评估时产生误差的原因。研究结果表明,利用子模型模拟分析拉伸荷载作用下带有表面裂纹的钢丝应力强度因子时计算精度高,计算速度快,对计算机硬件要求低;利用该方法得到的钢丝裂纹应力强度因子,在进行索承式桥梁吊索安全性能评估时,评估结果更精确。 相似文献
8.
通过聚碳酸酯紧凑拉伸试件的疲劳裂纹扩展速率试验和同时进行的光弹性实验,作者发现随着疲劳裂纹的扩展在裂纹尖端附近产生逐渐加强和扩大的残余应力场,揭示出了裂纹尖端附近的闭合效应的存在,它将使应力强度因子降低.因此,疲劳裂纹扩展过程中应力强度因子幅度△K 的理论值应该修正。本文提出了一种简便有效的修正方案. 相似文献
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M. S. Matbuly 《Meccanica》2009,44(5):547-554
The present work concerns with the multiple crack propagation along the interface of two bonded dissimilar strips. The crack
faces are subjected to anti-plane shear traction. Galilean transformation is employed to reduce the problem to a quasi-static
one. Then, using Fourier transforms and asymptotic analysis, the quasi-static problem is reduced to a pair of singular integral
equations. That are solved numerically, using Gauss-Chebyshev integration formulae. The values of the dynamic stress intensity
factors are obtained and compared with the previous similar works. Further, a parametric study is introduced to investigate
the effect of crack growth rate, geometric and elastic characteristics of the composite on the values of dynamic stress intensity
factors. 相似文献
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Timothy C. Kennedy Jan D. Achenbach 《International Journal of Solids and Structures》1974,10(5):519-530
The rapid extension of a penny-shaped crack under torsion is investigated. Both dynamic and quasi-static loading is considered. The wave motion is analyzed through a Green's function technique which leads to an integral equation for the stress field around the crack. Asymptotic expansions for the stress intensity and displacement rate intensity functions which are valid for a small time are obtained for the two types of loading. The propagation of the crack is analyzed through the balance of rates of energy criterion. 相似文献
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本文针对压剪裂纹的启裂及扩展问题,研究了脆性材料中裂纹面压应力变化对其扩展的影响规律.借助双轴加载试验机可自由调节两个轴位移和力的优势,设计了一种单边对称双裂纹压剪试样.试验中,施加裂纹面压应力至不同的预设值后,使剪应力单调增大直至裂纹启裂及扩展,得到不同预设压应力下压剪裂纹启裂及扩展规律. 随着预设压应力增大,启裂角增大,裂纹扩展路径与初始裂纹的偏角也增大.但随着压应力增大,启裂角增大至一定值后趋于稳定,实验发现,依据裂纹是否闭合,压应力对压剪裂纹扩展的作用大致可分为两个阶段:闭合前,压应力对裂纹启裂载荷及启裂角、扩展路径均有影响,预设压应力增大,裂纹启裂载荷增大、启裂角增大,扩展路径愈来愈偏离初始裂纹方向;闭合后,压应力虽然增大,启裂角和临界压剪应力比始终恒定,压应力对临界剪力和扩展路径存在一定影响.研究表明,裂纹启裂角与启裂时的压剪应力比存在一定的对应关系.启裂时的压剪应力比增大,启裂角增大,启裂时的压剪应力比恒定,启裂角不变. 相似文献
16.
IntroductionIn the fracture mechanics studies for piezoelectric materials,differently electricboundary conditions at the crack surfaces have been proposed by many researchers.Forexample,for the sake of analytical simplification,the assumption that the cra… 相似文献
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Dynamic behavior of two unequal parallel permeable interface cracks in a piezoelectric layer bonded to two half piezoelectric materials planes 总被引:1,自引:1,他引:0
IntroductionDuetotheintrinsicelectro_mechanicalcouplingbehavior,piezoelectricmaterialsareveryusefulinelectronicdevices.However,mostpiezoelectricmaterialsarebrittlesuchasceramicsandcrystals.Therefore ,piezoelectricmaterialshaveatendencytodevelopcriticalcracksduringthemanufacturingandthepolingprocesses.So ,itisimportanttostudytheelectro_elasticinteractionandfracturebehaviorsofpiezoelectricmaterials.Theincreasingattentiontothestudyofcrackproblemsinpiezoelectricmaterialshasledtoalotofsignificantw… 相似文献
18.
采用四步法计算了考虑循环载荷中压应力影响的正交异性钢桥面板的肋-面板焊缝表面裂纹扩展。第一步是基于正交异性钢桥面板的疲劳分析模型,计算肋-面板焊缝处的应力,第二步是通过肋-面板焊缝的三维局部模型,用Schwartz-Neumann交替法计算焊缝表面裂纹的应力强度因子分布,第三步是用二维断裂力学模型和增量塑性损伤模型,计算循环载荷中的压应力对裂纹扩展的影响,第四步是用第二步中的三维裂纹分析结果和第三步中的二维断裂力学模型得到的裂纹扩展公式,计算钢桥面板的肋-面板焊缝表面裂纹扩展。计算结果表明,对应于正交异性钢桥面板肋-面板焊缝处的循环应力,本文所用模型的裂纹尖端反向塑性区导致裂纹扩展率增加50%以上。研究结果为正交异性钢桥面板肋-面板焊缝裂纹的疲劳寿命分析提供了研究基础。 相似文献