共线裂纹体尺寸对应力强度因子的影响

本文在文献[1]的基础之上,用文献[2]中提出的奇异准谐调元,进一步对二维裂纹体几何尺寸对一对共线裂纹应力强度因子的影响进行了大量的数值计算和研究,给出了计算表格、拟合曲线以及经验公式,定量地分析了裂纹体几何尺寸对共线裂纹应力强度因子的影响。为工程中的裂纹体的脆性断裂分析与评定,提供了必要的计算依据。     

圆孔附近裂纹应力强度因子的一种简便求法

1.前言交替法的基本原理在文[6]中有详细阐述。从原理上讲,线弹性多连域问题都可用交替法求解,但在实际应用中,交替法的应用范围受到二个因素的限制:一是构成多连域的单连域是否可方便地求解,二是收敛速度。交替法在求裂纹问题中也得到应用,如文[5]用交替法求出了圆盘中的径向单裂纹应力强度因子的精确解。本文将利用一种交替法求圆孔附近的裂纹应力强度因子精确解。求解此问题必须首先知道含一裂纹的无限平面的基本解和含一圆孔的无限平面的基本解,这二个基本解都可利用文[1]求得,因此,用交替法求解圆孔附近的裂纹问题是方便的,其应用范围主要受收敛性的限制。     

Reissner型板中应力强度因子的近似方程和近似解法

本文在文献[1],[2]的基础上对Reissner型板进行分析,发现与经典板理论类似的近似方程用于求解Reissner型板的断裂问题是有效的,并用能量法解得受弯边裂纹和中心裂纹板的应力强度因子。将结果与文献[3]比较表明,用本文的近似方法求解应力强度因子方法简便且精度较高。     

圆柱壳孔边裂纹应力强度因子的计算和分析

从Reissner壳体理论出发,将“局部-整体分析法”应用于圆柱壳孔边裂纹问题,比较精确地计算了圆柱壳孔边轴向裂纹和环向裂纹的应力强度因子,获得了应力强度因子随壳体几何尺寸、开孔大小及剪切刚度变化的规律。以作者在文[7,8]中的有限元分析结果为基础,推广Petroski-Achenbach方法,建立圆柱壳孔边裂纹问题的权函数,分析计算了圆柱壳孔边裂纹问题,获得了较好的结果,最后给出了便于工程应用的较精确的计算鼓胀系数的近似公式。     

有穿透裂纹的圆柱体弯曲应力及应力强度因子

大型转子在制造过程中不可能不出现裂纹、夹杂等缺陷。因此带有缺陷的大型转子的应力分析及其在各种应力情况下应力强度因子的研究,有十分重要的意义。文献[1,2]运用保角映射和Schwarz、Villat积分公式,分别讨论过沿着同一直径的一、二个裂纹的圆柱体的弯曲。文献[3]讨论过有裂纹的圆柱体弯曲应力强度因子。本文则运用解析开拓和的方法,采用保角映射,对内部出现在     

对“断裂力学中Westergaard应力函数小议”的意见

文[1]认为:“无穷远”边界条件的存在,Weste-rgaard 应力函数解出现了不确定性.并在应力函数中引进了任意常数m,求得了应力强度因子的不定解.本文要否定文[1]的观点.文[1]考察了双向均匀拉伸下的Griffith 裂纹(图1),取Westergaard 应力函数为     

变幅载荷下三维裂纹体的疲劳寿命估算方法探讨

1.引言变幅载荷下三维裂纹扩展的疲劳寿命估算是十分麻烦的.而三维裂纹体的应力强度因子计算的复杂性,使估算工作更加困难.为了适应三维裂纹体的工程分析,本文采用了权函数.G.C.Sih;J R.Rice.P.M.Besuner和,T.A.Cruse等把权函数用于工程断裂分析中.由于他们采用的权函数只能对内埋或半椭圆表面裂纹的长、短轴方向进行分析,不能求解三维裂纹前沿任意点处的应力强度因子,故无法对三维裂纹进行较合理的疲劳分析.本文采用文[9]形式的权函数求解应力强度因子,并引入当量裂纹长度的概念,导出裂纹扩展过程中△K_I～△c的近似关系,进而采用广义Willenborg模型估算工程构件中表面裂纹在变幅载荷下的剩余疲劳寿命. 2.基本原理和方法     

对“断裂力学中Westergaard应力函数小议”的意见

<正> 文[1]认为:“无穷远”边界条件的存在,Weste-rgaard 应力函数解出现了不确定性.并在应力函数中引进了任意常数m,求得了应力强度因子的不定解.本文要否定文[1]的观点.文[1]考察了双向均匀拉伸下的Griffith 裂纹(图1),取Westergaard 应力函数为     

中心穿透裂纹有限板的一个基本解

本文研究了边界配位法的收敛条件.选型的应力函数,用基于平方逼近理论的边界配位法,计算了图1所示有限板裂纹端的应力强度因子.讨论了近似解相对于准确解的精确度和上述收敛条件的可靠性. 1.图1(a)所示平板裂纹端的应力强度因子中心裂纹有限板几何和受载如图1(a)所示,裂纹长度为2a,该问题可视为图1(b)和(c)的迭加,有     

考虑一般载荷及裂纹表面相互作用时计算K_Ⅰ的虚裂纹扩展法

文献[1,2]关于载荷随裂纹虚拟扩展而变化,即有体力或裂纹表面力作用时的论述是错误的,并且没有考虑裂纹表面有相互作用的情况。本文建立了考虑一般载荷以及裂纹表面相互作用时计算弹性应力强度因子K_1的虚裂纹扩展法。这里把非裂纹表面力、体力及裂纹表面力同时作用称为一般载荷。按此方法,只需对平面问题的位移型有限元素应力分析程序稍作修改,即可计     

应用通用权函数法计算热机载荷作用下三维界面裂纹的应力强度因子

热机载荷共同作用下双材料、复合材料中的裂纹扩展往往发生在界面处,并且工程中实际遇到的裂纹大多数是三维裂纹,传统的求解热冲击及机械载荷共同作用下界面裂纹应力强度因子的数值方法如有限元、边界元法计算量大,计算效率低。由于通用权函数仅仅与裂纹体的几何形状有关,与载荷、时间无关,求解应力强度因子时避免了反复的应力分析,计算效率大大提高, 通用权函数法非常适合计算复杂冲击载荷下应力强度因子分布的过渡过程。根据Betti互易原理,本文推导出了三维界面裂纹问题通用权函数法的普遍表达式,并给出了热机载荷共同作用下三维界面I型、Ⅱ型和Ⅲ型裂纹问题通用权函数法的有限元格式. 通过实例计算比较,表明此方法得到的结果可以达到满意的工程应用精度。     

含裂纹与缺陷的板条加筋结构的应力强度因子

本文研究两类不同介质、不同厚度、等宽度无限长的板条,其中一类板条含一条水平中心裂纹,另一类板条含一个中心椭圆孔,周期间隔地用筋条连接的结构在单向拉伸下裂纹尖端的应力强度因子计算问题。采用复势的罗朗展开、Fourier变换以及摄动方法,最后以幂级数形式给出裂纹尖端的应力强度因子计算公式。对一些实例给出数值计算图表,这些结果扩充了“应力强度因子手册”的工作。     

含直对称裂纹的一维六方压电准晶对SH波的散射

利用积分变换技术,结合Copson方法,研究了含直线型对称裂纹的一维六方压电准晶对SH波的散射问题。通过求解对偶积分方程,得到声子场、相位子场应力、位移及电场电位移分量的解析解。定义了裂纹尖端应力强度因子及电位移强度因子,给出了电非渗透性条件下应力强度因子及电位移强度因子的解析解。此研究结果对压电准晶材料的工程应用有一定的理论价值。     

界面裂纹问题中的通用权函数法

热载荷和机械载荷共同作用下复合材料中的裂纹扩展往往发生在界面处.传统求解热冲击及机械载荷共同作用下界面裂纹尖端的应力强度因子的数值方法(如有限元、边界元法等),计算工作量大、效率低.通用权函数与时间无关,运用通用权函数法可以免除对每个时刻的应力分析,计算效率可得到很大提高.本文将通用权函数法推广到求解热载荷和机械载荷共同作用下界面裂纹尖端的应力强度因子过渡过程的问题中,推导出求解平面双材料界面裂纹问题应力强度因子的通用权函数法计算格式.基于此格式,计算热载荷和机械载荷共同作用下界面裂纹尖端的应力强度因子.通过实例计算比较,表明此方法得到的结果可以达到与相互作用积分法相当的工程应用精度.最后,应用此方法研究了热障涂层受热冲击及表面力共同作用时裂纹长度以及涂层厚度对应力强度因子的影响.结果表明:在一定边界条件下,当热障涂层中存在边缘裂纹时,随着涂层厚度的增加,更容易导致裂纹的扩展和涂层的剥落.     

含直对称裂纹的一维六方压电准晶对SH波的散射Scattering of SH wave by a linear symmetric crack at one-dimensional piezoelectric hexagonal quasicrystals

利用积分变换技术,结合Copson方法,研究了含直线型对称裂纹的一维六方压电准晶对SH波的散射问题。通过求解对偶积分方程,得到声子场、相位子场应力、位移及电场电位移分量的解析解。定义了裂纹尖端应力强度因子及电位移强度因子,给出了电非渗透性条件下应力强度因子及电位移强度因子的解析解。此研究结果对压电准晶材料的工程应用有一定的理论价值。     

断裂力学在圆柱螺旋弹簧设计计算中的应用

圆柱螺旋弹簧(特别是热卷大弹簧)由于各种原因,不可避免会产生一些表面裂纹等缺陷,将断裂力学应用于弹簧的设计计算中是一个值得重视的研究方向[1] 弹簧钢是较好的弹性材料,可运用应力强度因子判据(即K判据),当裂纹顶端应力强度因子K_I≥K_(IC)(断裂韧度)时,裂纹便失稳扩展.     

一种计算应力强度因子的奇异元

1 引言众所周知,裂纹尖端是一个应力奇异点,用有限元法计算裂纹尖端的应力强度因子迄今已有多种方法,但这些方法在不同程度上都存在着某些缺陷.文献[1]对国内外研究者在这方面的工作进行了介绍和评述,作者指出:“最有意义的工作是利用等参元获得有适合要求的奇异性的形函数的这一类方法”.为此,本文提出一种计算平面裂纹线弹性应力强     

有限弹性板共线裂纹群的应力强度因子

本文利用复变函数方法,研究有限弹性板一直线裂纹群的问题,根据边界上的应力或者位移,通过边界配置法来决定复应力函数中的未知系数,这样,复应力函数即被确定,从而也就获得了应力强度因子。最后,求得裂纹数N=2～20的应力强度因子(见图5和图6)。本文把N=2的结果同寺田等人[4]的结果进行了比较,两者相差在6％以内。     

在非对称加载下不同弹性材料园形界面的裂纹问题

本文运用推广的Schwarz原理,求解了在非对称加载下不同弹性材料园形界面的裂纹问题,得到了封闭形式的解答和应力强度因子K_1、K_2的表达式,并算出了一系列数值结果。两种材料相同时,本文结果与文[4]完全吻合。     

含中心裂纹正交各向异性有限大板的反平面剪切问题

本文采用边界配置方法计算了含中心裂纹正交各向异性有限大板问题的应力强度因子。在其特例——材料各向同性情形,本文结果与[2]采用Fourier变换方法所得结果一致;同时,本文给出了不同材料参数和裂纹长度情形的计算结果。