计算K_I时裂纹尖端塑性区修正的讨论

本文讨论在小范围屈服条件下，裂纹尖端塑性区修正问题，指出用等效裂纹计算ＫＩ的不足之处及其改进方式．     

计算K_I时裂纹尖端塑性区修正的讨论

本文讨论在小范围屈服条件下,裂纹尖端塑性区修正问题,指出用等效裂纹计算ＫＩ的不足之处及其改进方式．     

Ⅰ-Ⅱ复合型唇形裂纹尖端塑性区分析

本文采用保角变换方法,建立了拉伸载荷下Ⅰ/Ⅱ复合型唇形裂纹的扩展模型,基于Irwin小屈服等效假设,建立了拉伸载荷下Ⅰ-Ⅱ复合型唇形裂纹尖端塑性扩展区模型,得到了唇形裂纹尖端塑性区Ⅰ型和Ⅱ型应力强度因子的表达式、基于该模型,进一步得到了唇形裂纹尖端延长线上的应力分布,并建立拉伸仿真模型,将唇形裂纹尖端应力分布理论解与弹塑性仿真解以及线弹性仿真解进行对比,研究结果表明:基于Irwin小屈服等效假设修正后的唇形裂纹尺寸会变大,唇形裂纹等效应力强度因子变大;唇形裂纹的形状参数的改变会对塑性区产生影响,相同宽长比情况下,半长越大,塑性区尺寸越大,相同半长情况下,宽长比越大,塑性区尺寸越小,且伴随唇形裂纹倾斜角越大,塑性区尺寸也会相应增加;基于Irwin小屈服等效假设的唇形裂纹尖端塑性修正理论与塑性有限元仿真具有较好的一致性,伴随唇形裂纹倾斜角增加,裂纹尖端的应力水平降低,一方面,这是由于裂纹扩展形式由I型向I-Ⅱ复合型的转变造成的影响,另一方面,对于大倾斜角情况下,唇形裂纹腹部出现应力屈服现象,对唇形裂纹裂纹尖端的应力集中产生分担的影响,造成裂纹尖端应力水平的降低.     

热辐射应力图像分析确定裂纹尖端塑性区

本文借助于热辐应力图像分析技术记录了铝质紧养伤拉伸试件的热辐射应力图像。根据裂尖周围温度变化曲线的分布规律确定其特征区的,从而得以裂尖塑性区的开头曲线,并与理论值比较,符合良好。对裂纹扩展面进行ＳＥＭ分析,得出该试件的断裂特性,对于进行细观损伤研究有重要的意义。     

裂纹尖端疲劳塑性区研究

循环塑性区大小是疲劳断裂研究中非常重要的一个参数.本文运用数值方法,考察了不同塑性本构模型、有限单元尺寸、几何非线性、载荷比等参数对于裂纹尖端疲劳塑性区大小的影响.结果发现除塑性本构模型外其他参数对于裂纹尖端疲劳塑性区大小影响不大.同时对Ⅰ、Ⅱ型混合裂纹在多轴非比例载荷下给出了由Jiang和Kurath定义的疲劳塑性区...     

理想塑性介质中平面应力 静止裂纹的尖端弹塑性场

本文详细分析了理想塑性介质中平面应力I型静止裂纹的尖端弹塑性场,结果表明:裂纹尖端应力场内可以不包含应力间断线,但含有弹性区,作为这个一般解的特殊情况,当弹性区被两侧的塑性区挤压消失而尖端场成为满塑性区时,便得到Hutchinson(1968)给出的解,此外,文中还给出了另一种均匀应力区位于裂纹前方的解,这是[1]未曾得到的。     

裂纹尖端附近三维效应区的有限元分析

基于Kane-Mindlin关于弹性平板面内问题位移的运动学假设,本文首次推导了一种考虑板厚效应的平板面内问题的有限元格式。将Kane-Mindl.n假设推广到弹塑性问题,推导了相应的有限元方程.对双边及中心裂纹拉伸试件的计算结果表明,裂纹尖端附近的弹性三维效应区尺寸和板厚相当.对线性硬化弹塑性材料,当切线模量E_t和弹性模量E之比E_t/E大于0.2时,三维效应区在两倍板厚以内.     

考虑应力松驰复合型裂纹顶端塑性区分析

Ｓｈｉｈ［１］应用奇异单元，获得了不考虑应力松驰小范围屈服条件下复合型裂纹尖端塑性区形状。Ｚ．Ｚ．Ｚｕ等［２］采用Ｒｉｃｅ［５］给出的裂纹尖端应力关系式，利用有限元分析获得了不考虑应力松驰下复合型裂纹尖端塑性区，本文基于静力学中内力与外力平衡条件，用线弹性的全场解代替局部解，给出了考虑应力松驰下复合型裂纹尖端塑性区边界方程，获得了考虑应力松驰下的任意方向的塑性区尺寸及塑性区形状     

裂尖曲率对裂纹前缘塑性区的影响

考虑尖端为圆弧形的钝头裂纹模型，在外围取线弹性无裂纹体的解，应用线场分析方法。形成一套估计钝头裂纹前缘塑性区尺寸的方法。对含径向裂纹和圆弧形裂尖的圆盘受均匀张力作用情况，给出了塑性区的裂纹前缘尺寸与裂纹尖端曲率的关系。得到的结论是，塑性区的裂纹前缘尺寸与裂纹尖端曲率有关；对于给定的塑性区的裂纹前缘尺寸，载荷反比于外缘尺寸的平方。前一结论说明了塑性区的裂前尺寸作为裂纹失稳扩展判断的局限性；后一结论说明了裂纹体强度失效的尺寸效应规律：抗断强度与总体线尺寸的平方成反比。     

扩展裂纹尖端的塑性热耗散与温度场

材料的不可逆变形功以热的形式耗散，形成温度场，本文考虑Ⅰ型裂纹尖端过程区塑性变形功的热耗散，视裂尖塑性过程区为内热源，通过合理地构造一个热源密度函数，结合裂尖塑性区的近似模型，给出了裂纹定常扩展过程中的裂尖温度场。     

PLASTIC ZONE OF SEMI-INFINITE CRACK IN PLANAR KAGOME AND TRIANGULAR LATTICES

The fracture investigations of the planar lattices made of ductile cell walls are currently limited to bending-dominated hexagonal honeycomb. In this paper, the plastic zones of stretching-dominated lattices, including Kagome and triangular lattices, are estimated by analyzing their effective yield loci. The normalized in-plane yield loci of these two lattices are almost identical convex curves enclosed by 4 straight lines, which is almost independent of the relative density but is highly sensitive to the principal stress directions. Therefore, the plastic zones around the crack tip of Kagome and triangular are estimated to be quite different to those of the continuum solid and also hexagonal lattice. The plastic zones predictions by convex yield surfaces of both lattices are validated by FE calculations, although the shear lag region caused by non-local bending effect in the Kagome lattice enlarges the plastic zone in cases of small ratio of rp/l.     

静止裂纹顶端塑性区内应力场

本文对不可压缩的理想塑性材料裂纹顶端塑性区内的应力场进行了数学分析,证明了当塑性区包围着裂纹顶端而应力函数可用分离变匱型的级数展开且该级数展开的首项与第一类渐近解相同时,第一类渐近解即是塑性区内应力场的精确解。本文又提出了第二类渐近解,说明应力场的渐近解不是唯一的。     

位错、裂纹与断裂

本文评述近些年来在位错、裂纹与断裂方面的研究进展.内容主要包括:①以屈服强度温度依赖性为例,讨论力学性能的结构敏感性,使其对位错芯结构与塑性之间的关系有一定的认识;②纯弹性断裂总是极少的,因之在加载应力作用下,裂纹顶端总是存在着或大或小的塑性区,存在着裂纹与位错的交互作用.这里以我们自己的工作为主,重点讨论裂端位错过程的研究结果.     

ADAPTIVE GRID REFINEMENT USING CELL-LEVEL AND GLOBAL IMBALANCES

A methodology for local solution-adaptive mesh refinement in computational fluid dynamics (CFD) using cell-level and global kinetic energy balances is formulated and tested. Results are presented for two two-dimensional steady incompressible laminar benchmark problems: a lid-driven cavity (Reynolds number Re=1000) and a backward-facing step (Re=400). It is demonstrated that local kinetic energy imbalance correlates with local solution accuracy, that normalized global imbalance is an appropriate criterion for halting mesh refinement and that a specified level of accuracy is realized at lower computational effort using local refinement compared with a uniform finer mesh. © 1997 by John Wiley and Sons, Ltd.     

自适应多重网格有限元网格生成器研制

基于协调三角形剖分算法、分子表数据结构和Ｚｉｅｎｋｉｅｗｉｃｚ－Ｚｈｕ误差估计方法,本文研制出适用于自适应多重网格有限元的网格生成器。该网格生成器可对复杂的区域进行自适应加密。当荷载作用边界随时间变化及在动力荷载作用下,网格生成器可退化与再加密网格。     

三维裂纹扩展的自适应虚拟节点法

在有限元方法的框架下针对三维裂纹扩展问题发展了 自适应虚拟节点法.该方法采用无需裂尖加强函数(和相应的额外自由度)的虚拟节点技术描述裂纹处的间断,并采用单元局部水平集方法对三维裂纹面进行几何描述和追踪.为加速计算,提出了随裂纹面扩展的 自适应网格加密方法.局部细化网格产生的悬空节点由简便的约束近似技术处理,无需引入额外自由度或特殊单元.发展的自适应虚拟节点法便于数值实现,具有与标准有限元方法相当的鲁棒性.数值结果表明,该方法可有效模拟三维裂纹扩展过程,且能方便地应用于复杂工程结构的多裂纹扩展问题.