高韧性管道动态断裂的气体减压模式和材料韧性研究

天然气管道上动态裂纹扩展包含气体、结构和断裂的相互作用．因此，分析射流场分布特性及其与管壁开裂变形的相互作用是数值模拟过程的关键问题．随着钢管韧性等级的迅速提升和气体压力的不断提高，原有的经验公式乃至算法多数不再适用，亟需通过理论、试验和数值模拟给出新的扩展与止裂判据，以控制裂纹在管道上扩展的速度和距离．本文通过一系列的韧性试验校正了现行的管材韧性判定办法，并对不同工况下的裂纹动态扩展以及超声速射流场进行了数值仿真，以建立一套工程适用的评价体系。     

POWER LAW NONLINEAR VISCOELASTIC CRACK-TIP FIELDS

The aim of this paper is to derive the power law type nonlinear viscoelastic crack-tip fields. For the requirement of later derivation, the HRR singular fields and the high-order asymptotic fields are first examined. That they are essentially the isotropic, incompressible, power law type nonlinear elastic crack-tip fields is illustrated. After a concise review of the elasticity recovery correspondence principle for solving the nonlinear viscoelastic problems, the correspondence principle for solving the crack problems of power law type nonlinear viscoelastic materials under the first type boundary condition is proposed. The solution of the crack-tip stress, strain fields for the power law type nonlinear viscoelastic materials, especially for the modified polypropylene, is obtained.     

动载下韧性撕裂在三种管线钢材中传播阻力的研究

阐述了用实验确定在常温及静载和动载条件下韧性撕裂在三种管线钢材中传播时的断裂比能值。实验中采用了销钉加载双面开槽的双悬脊梁(DCB)试件。应用能量平衡法对实验结果进行了分析。考察了加载速率和试件厚度对撕裂韧性的影响。结果表明,管线钢材对韧性撕裂传播的阻力在动载条件下增大,对较薄的试件及应变率敏感性较高的材料其增大更为明显。对于纯剪切断裂的传播来说,撕裂韧性一般随试件厚度的增大而增加。     

裂纹体弹性波散射问题研究概述

近30年来,随着地震探矿技术、定量无损检测技术、雷达和声呐技术的发展,以及对动态断裂及高速冲击下材料动态特性等问题的研究,弹性波散射理论的研究引起了国内外力学界及其他学科许多科学工作者的普遍关注。至今,人们在这一领域已进行了大量的研究工作,并得到了很大的发展,而所取得的成果又为应用技术的发展提供了理论依据,所以它已成为当前应用力学界一个较为活跃的前沿课题。本文将对近年来关于裂纹体弹性波散射问题的有关研究现状和基本方法作较为系统的介绍。     

裂纹尖端扩展位移场的云纹干涉实验分析

1.前言在裂纹的稳定扩展问题中,能否用J 作为控制扩展的参数是一个有争议的问题.文献[1]从理论上证明:在某些条件下,J 可用于分析和描述扩展.本文用实验的方法研究了扩展问题,对含中心裂纹的铝板试件,在扩展过程中的裂纹尖端位移场进行了分析,证明并讨论了裂纹尖端HRR 场及其变化,并在此基础上用HRR 理论拟合实测位移场求出了J以及J-△a 曲线.     

我国塑性本构关系研究的近况

本文概述了近十年来我国塑性本构关系研究的主要情况,包括微应变与有限变形下的一般性理论研究、微观与宏观相结合的本构理论讨论,实验研究和数值模拟的研究.     

结构增韧材料在裂纹扩展中的韧度增值

本文分析了由裂纹扩展过程中形成的耗能尾区和桥联段所产生的增韧效应。根据对扩展裂纹的能量积分的贡献,结构增韧材料在裂纹扩展中的韧度增值机制可分解为:尾区体膨胀塑性增韧;尾区剪切屈服带增韧;裂纹面夹杂第二相桥联;未贯穿裂纹的基体桥联。本文结合结构高分子材料和短纤维复合材料等材料体系进行了具体的增韧分析计算。     

考虑摩擦作用闭合裂纹应力强度因子计算的边界元分区算法

本文采用边界元分区算法研究考虑摩擦的闭合裂纹问题,简单裂纹系问题及非均匀介质中裂纹问题.在裂纹尖端采用了1/4面力奇异单元,并对相应的奇异积分给出了数值处理.对于复杂载荷下裂纹面计算给出了增量迭代算法,并采用方程减缩技术使迭代仅在裂纹上进行.计算实例表明方法是可行的.     

粘塑性材料成形过程的有限元分析

为了确定大型铝机轮等温锻造的变形力及揭示轮缘处形成折叠的原因,本文用刚一粘塑性有限元法对模拟件的成形过程进行了全面数值模拟。模拟计算和实验结果表明,有限元确定的等温锻造过程的变形力,可作为选择设备吨位的依据,根据刚-粘塑性有限元法所预测的金属流动规律,发现零件的形状很大程度上决定了轮缘处容易形成折叠。适当改进模具结构和改善润滑条件,有助于避免折叠缺陷的产生。     

样条有限条塑性铰法分析板梁的极限荷载

用样条有限条塑性铰法分析了板梁的极限荷载。首先对条单元以样条位移函数表达的总势能进行求导而推导了位移-荷载关系式。然后用塑性铰法推导了单元的塑性刚度矩阵。因此该方法兼具二者优点:样条有限条法的位移量少和塑性铰法形成塑性刚度矩阵的便利。它还可以考虑梁的初始缺陷,如残余应力和初弯曲。通过与相关的试验数据比较,证明该方法有效与可靠。