小角裂纹应力强度因子的权函数解

本文把作者近年来发展的三维权函数法推广应用于平板角裂纹问题,计算了含小角裂纹的平板受远方拉伸及弯曲载荷下的应力强度因子,所提供的解答覆盖了疲劳断裂的研究及工程应用中所关心的小角裂纹的范围。本文的解与文献中的有限元结果进行了广泛的比较,两者之间有极好的一致性。     

圆柱壳体的曲率半径对表面裂纹应力强度因子的影响

本文探讨了含周向内、外半椭圆表面裂纹圆柱壳体的曲率半径对其应力强度因子K_1的影响.主要内容包括三个部分:1.用光弹性法测定了含周向半椭圆表面裂纹圆柱壳的应力强度因子.2.用焦散线法测定了含周向半椭圆表面裂纹圆柱壳体的应力强度因子.3.拟合出了曲率修正因子F_c的近似计算公式.文章给出的结果与已有的理论结果吻合.曲率修正因子F_c的近似计算公式在给定的范围内能够满足工程上的需要.     

应力梯度不均匀时平板表面裂纹的应力强度因子

本文采用考虑裂纹面上具有任意分布载荷的线弹簧模型,在Kirchhoff板弯曲理论的假设下,将含半椭圆型表面裂纹的平板问题化为一组耦合的积分方程组进行求解,对均匀拉伸和纯弯曲两种载荷作用下的应力强度因子数值解,同经典线弹簧模型和有限元解进行了比较,并给出了经典线弹簧模型不能得到的、裂纹面上承受幂次不均匀应力分布时应力强度因子的数值解.     

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。     

三维空间中共面周期裂纹阵的静态应力强度因子

本文研究了三维空间中共面周期裂纹阵的静态摩力强度因子。首先提出了问题的格林函数,然后求得以裂纹张开位移为未知量的积分方程组。对于矩形的Ⅰ型裂纹,进行了数值计算。在几种情况下与其它解进行了比较,结果是令人满意的。     

圆筒内壁轴向裂纹的权函数和应力强度因子

圆简内壁轴向裂纹的应力强度因子是对压力容器、管道和旋转体等重要部件进行断裂分析的关键参量.以往求解这类问题的方法,主要是修正的保角变换一配位法和奇异积分方程法.这些方法一般都要作复杂的推导和计算,工作量大,而且对于多变的受载情况的适应能力差.权函数法为解决上述困难提供了一个较为理想的手段,但早期的权函数解一般都不是以解析形式出现的,因此难以推广使用.本文根据作者在文[4]中     

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。     

使用焦散线法与光弹法测定三维裂纹混合型应力强度因子

本文介绍了将焦散线法与应力冻结，“解冻”技术相结合，使焦散线法用于测量三维体内部裂纹前缘应力强度因子的实验方法，并针对复杂应力状态下三维裂纹前缘的不同应变奇异场，合理地综合运用焦散线法与三维光弹法，实际测量与分离了三维裂纹前缘混合型应力强度因子。     

近置多裂纹相互作用的渐近分析方法

考虑到近置裂纹的强相互作用,提出了一种多裂纹相互作用的渐近分析方法. 经典Kachanov 方法将裂纹表面伪面力分解为两部分：均匀分布部分和非均匀部分,并假设裂纹的相互作用 仅由均匀部分引起,而忽略非均匀部分的影响. 该假设大大简化了分析过程,而且当裂纹间 距不是很小时,有很好的精度. 但当裂纹非常靠近或者沿主荷载方向重叠时,由于裂纹尖端 进入了其它裂纹的应力强化区或者应力屏蔽区,强相互作用使得该假设不再合理,从而带来 较大的误差. 为了提高分析近置多裂纹问题的精度,将裂纹表面伪面力分解为抛物线型分布 部分及高阶部分,考虑抛物线型分布张力对其他裂纹的影响,同样忽略高阶部分的影响. 通 过对三共线裂纹及两平行偏置裂纹两个实例的分析,验证了对于近置裂纹,新渐近方法具有 良好的精度.     

基于应力比值法的V形切口应力强度因子分析

本文基于有限元分析技术建立了一种应力比值方法,用于计算V形切口的应力强度因子。该方法不需要在V形切口尖端采用反映应力奇异性的奇异单元。求解时,首先给定参考问题的广义应力强度因子,然后利用待求问题的应力值与参考问题的应力值之间的比值来求解待求问题的广义应力强度因子。算例采用切口尖端应力方法分析了平板的V形切口问题。计算结果表明,该方法计算精度较高,能够方便地用于求解相关的工程问题。     

确定应力强度因子的光弹性法与焦散线法

以光弹性法及焦散线法的基本原理为基础,对两种方法在确定应力强度因子方面进行了比较。发现对于纯I型裂纹问题,光弹性法的精度低于焦散线法的精度;对于I－Ⅱ混合型裂纹问题,就张开型应力强度因子而言,光弹性法的精度低于焦散线法的精度,而就滑移型应力强度因子而言,光弹性法的精度高于焦散线法的精度。     

厚壁圆筒内壁半椭圆形多裂缝应力强度因子的研究

通过受内压壁圆筒内表面环向均布与非均布多个纵向半椭圆形裂缝大量的三维光弹性实验,测量了其应力场和“应力强度因子”（ＳＩＦ）,得到了它们的变化规律,研究了使ＳＩＦ变化的“载荷松弛”现象的机理,发现了在有裂缝的应力场中“附加弯矩”的出现是“载荷松弛”现象的本质,建立了无因次“附加弯矩”和“载荷松因子”（ＬＲＦ）的表达式,利用ＬＲＦ概念和实验结果以及有关学者的结果建立了相对分布两面描绘了它们的变化规律,     

带凸缘弯曲梁应力集中区内表面裂纹应力强度因子的研究

用三维光弹性冻结应力实验技术与修正的多点超定法相结合研究了带凸缘弯曲梁应力集中区内表面裂纹的应力强度因子。分析了不同过渡圆弧的应力集中对两种表面裂纹(半圆形表面裂纹与前缘直线表面裂纹)的影响。用实验方法得到了应力强度因子放大系数的数值.结果表明,应力集中对浅裂纹的影响是更大的,是不可忽视的,但放大系数随表面裂纹的几何形状变化很小。这些对管节点的断裂力学评估提供了有价值的实验依据.     

凹槽梁试样的动态应力强度因子

对凹槽梁试样动态应力强度因子现有的几种计算方法进行了分析对比。在此基础上,考虑冲击速度、试样的转动惯性和剪切变形对动态应力强度因子的影响,求解得到了一个新的动态应力强度因子的表达式。     

有限尺寸下双材料界面附近裂纹位置对裂纹尖端的影响

随着复合材料的应用和发展,不同材料组成的界面结构越来越受到人们的重视.界面层两侧材料的性能相异会引起材料界面端奇异性,同时界面和界面附近存在裂纹会引起裂尖处的应力奇异性.因此双材料界面附近的力学分析是比较复杂的.论文建立双材料直角界面模型,在材料界面附近预设初始裂纹,计算了有限材料尺寸对界面应力场及其附近裂纹应力强度因子的影响.运用弹性力学中的Goursat公式求得直角界面端在有限尺寸下的应力场以及其应力强度系数.通过叠加原理和格林函数法进一步得到在直角界面端附近的裂纹尖端应力强度因子.计算结果表明,在适当范围内改变材料内裂纹与界面之间的距离,界面附近裂纹尖端的应力强度因子随着裂纹与界面距离的增加而减少,并且逐渐趋于稳定.分析结果可以为预测双材料结构复合材料界面失效位置提供参考.     

三点弯曲试样动态应力强度因子计算研究

利用Hopkinson压杆对三点弯曲试样进行冲击加载,采集了垂直裂纹面距裂尖2mm和与裂纹面成60°距裂尖5mm处的应变信号。根据裂尖附近测试的应变信号计算试样的动态应力强度因子,并与有限元计算结果进行比较,结果表明由于裂尖有一段疲劳裂纹区,通过裂尖附近应变信号来计算动态应力强度因子时,如果裂尖位置确定不准及粘贴应变片位置不够准确对计算结果将带来很大影响。因此利用应变片法计算动态应力强度因子时,为了获得更准确的计算结果,在实验后应对试件裂纹面进行分析测量,重新确定裂尖位置,必要时需对应变片至裂尖距离进行修正后再计算动态应力强度因子值。     

三点弯曲试样应力强度的动态响应

采用振动理论分析了三点弯曲试样的动态响应,得到了一个计及冲击速度影响的动态应力强度因子计算公式。当不考虑冲击速度影响时,本文给出的计算模型可退化成经典的K.Kishimoto模型。数值计算的结果表明,无论是在阶跃载荷作用下,还是在周期载荷作用下,冲击速度对三点弯曲试样应力强度因子的动态响应都有明显的影响。