用激光散斑法和云纹法测量含裂纹薄板的裂纹张开位移

平面应力的弹塑性断裂理论的研究一直受到广泛重视,正在深入发展,其中很多工作是通过研究裂纹张开位移和裂纹附近的应变场进行的。用光学方法对裂纹张开位移和裂纹周围的变形进行测量具有显著的优越性,不但测量精度高,而且能够把整个裂纹包括裂纹顶端的张开位移都同时测量出来,并得到裂纹周围的位移全场分布。近年来激光散斑法在实验应力分析中发展很快,已被用来测量裂纹张开位移和裂纹周围的应变场,其     

用裂纹张开位移全场拟合法求应力强度因子-边裂纹问题

从一组给定的裂纹张开位移(COD)资料求应力强度因子(SIF)的好方法应具有以下特征:(1)这个方法应最大限度地利用已知的COD信息;(2)数值计算只包含位移量;(3)后处理简单;(4)所得到的SIF的误差可由COD资料本身的误差来估计.该文将求内裂纹SIF的COD全场拟合法扩充应用到边裂纹问题,该方法具有上述优点.对几种典型的边裂纹用边界元法得到的COD资料,用这种方法得到了可靠性高、一致性好的SIF,其计算精度与所用的COD资料的平均精度具有相同的量级.     

用裂纹张开位移计算三点弯曲试样的动态应力强度因子

给出了一种由裂纹的动态张开位移计算三点弯曲试样的动态应力强度因子的简单方法。对于两种不同几何尺寸的试样,在三类不同载荷作用下给出了数植算例,并与完全的动态有限元方法的计算结果进行了比较。结果表明:两种方法的计算结果相当一致。最后,还给出了由测定三点弯曲试样的裂纹张开位移确定试样的动态应力强度因子,最终确定材料动态起裂韧性的方法。     

裂纹表面承受均布载荷时的应力强度因子及裂纹张开位移的边界配位法

本文针对裂纹表面承受载荷时的应力条件，提出了新的应力函数，对于各种裂纹模型、各种边界条件、各种边界形状、裂纹表面自由或承受均布载荷等均适用。并利用边界配位法，计算了裂纹表面承受均布载荷时的方型板内中心裂纹的应力强度因子（ＳＩＦ）及裂纹的张开位移（ＣＯＤ）。     

裂纹表面承受均布载荷时的应力强度因子及裂纹张开位移的边界配…

本文针对裂纹表面承受载荷时的应力条件，提出了新的应力函数，对于各种裂纹模型，各种边界条件，各种边界形状，裂纹表面自由或承受均布载荷等均适用。并利用边界配位法，计算了裂纹表面承受均布载荷的方型板内中心裂纹的应力强度因子及裂纹的张开位移。     

Reissner型板裂纹尖端应力应变场及应力强度因子计算

本文采用考虑横向剪应变的Reissner理论,给出了含裂纹平板在弯曲情况下裂纹尖端应力应变场的一般解。作为算例,应用此展开式对于在对称和反对称情况下的有限尺寸板进行了应力强度因子计算并给出相应的曲线。     

方孔对裂纹尖端应力强度因子的影响

方孔对裂纹的影响,在理论和应用上都是很重要的。但由于数学上的困难,迄今还未解决。本文在作者前一工作的基础上,讨论图1所示无限弹性平面上方孔(边长为     

用激光全息干涉法测量三维裂纹应力强度因子K

本文提出一种新的测量Ⅰ型裂纹应力强度因子K_I的方法。该方法首先利用Ⅰ型裂纹的对称性,通过力学的等价性来模拟裂纹,这样可以省去其它实验方法中须在试件上开出人工裂纹这一麻烦的步骤。其次,该方法利用了激光全息干涉技术来测量模拟裂纹的裂纹面的张开位移、由于激光干涉术有很高的灵敏度,因此可以提高测量应力强度因子 K_I 的精度。本文最后是利用裂纹面的干涉条纹,即裂纹面的张开位移的等高线图来得到Ⅰ型裂纹应力强度因子 K_I 的,在数据处理中,本文是依据 K_I 的位移定义式并运用多项式插值公式来得到 K_I 的。当然在数据处理中也可类似于光弹性方法用斜率法来得到 K_I。本文不仅论述了新的测试方法的各个环节的基本原理,而且作了一些初步的实验验证,初步尝试的结果表明该方法具有简便实用的特点,且有较高的精度。文中也指出了该方法的局限性,这就是说它不适用于Ⅱ、Ⅲ型裂纹.对于大多数Ⅰ型裂纹都可以使用该方法来测定 K_I,包括内埋裂纹,边裂纹,载荷包括拉、弯或拉弯复合。作为一种新的实验方法,本文所做的一些工作仅仅是开了个头。和其他实验方法一样,其完善与成熟还有待于今后的工作。     

含轴向裂纹柱壳裂纹尖端应力应变场及应力强度因子计算

本文从Reissner圆柱壳理论出发,应用摄动法获得了含轴向裂纹圆柱壳裂纹尖端应力应变场(包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型),并进一步应用Local-Global方法对不同尺寸块壳的应力强度因子进行了计算分析,同时对工程中常用的鼓胀系数进行了计算和分析讨论。计算结果表明,对于a/h较大的情况,经典公式是适用的,若a/h不太大时,经典理论将带来较大误差,本文给出了考虑剪切刚度影响的鼓胀系数的一些数值范围。     

应用激光散斑技术研究稳定扩展过程中的裂纹张开位移

本文应用激光散斑照相放大技术和夹层散斑技术,测量了稳定扩展过程中的裂端张开位移和裂端前方纵向应变的变化,并提供了部分实验结果. 1.实验测试技术和数据处理 实验采用了散斑照相放大光路,放大10倍,并用夹层散斑法记录散斑场.试件有两种,一种是0.2毫米厚的铝箔试件(E=8500kg/mm~2,σ_(0.2)=14.2kg/mm~2,σ_b=15.4kg/mm~2),双边裂纹,尺寸见图1.两条裂纹长短不等,测量长裂纹裂端的变形.为了观察远场应变随裂纹缓慢扩展的变化,在试件上贴了一个2×3毫米的应变片,实验中用应变仪进行测量.第二种试件是0.1毫米厚的紫铜箔试件,单边裂纹,尺寸见图2.     

测定裂纹尖端形状和张开位移的实验研究

本文提出了用焦散线法、伪焦散线法和计算机技术相结合测定裂纹尖端形状和张开位移的方法，推导出张开型裂纹尖端形状方程，为确定原始裂纹尖端的张开位移，提供了一种全新的光学测量方法．     

确定裂纹尖端形状及张开位移的焦散线—伪焦散线法实验研究

本文根据反射式焦散线－伪焦散线法和弹塑性断裂力学的基本原理，推导出裂纹尖端形状方程，为测量裂纹尖端的张开位移，提供一种全新的实验方法，本文还引用实例来进行验证．     

计算反平面裂纹应力强度因子K_Ⅲ的位移间断法

本文采用Fourier变换,推导了纵向剪切问题间断位移、周期间断位移以及半平面间断位移的理论解,并由此建立了一组求解含裂纹与孔洞问题的线性方程。几个较为复杂的数值算例证明了本方法具有较高的精度和好的收敛性。     

多层材料结构的界面裂纹尖端复应力强度因子

本文建立了一种多层材料复合结构的界面裂纹问题分析模型。当两种材料之间插入第三种薄层弹性材料，裂纹位于第三种材料与第一或第二种弹性材料的界面上，且插页材料３＾＃的厚度相对于裂纹尺寸或平面内其他尺寸很小时，可以得到该问题裂纹尖端的复应力强度因子通式。本文用有限元法对结果进行了数值验证，并进行了有关问题的讨论。     

多层材料结构的界面裂纹尖端复应力强度因子

本文建立了一种多层材料复合结构的界面裂纹问题分析模型。当两种材料之间插入第三种薄层弹性材料,裂纹位于第三种材料与第一或第二种弹性材料的界面上,且插页材料3~#的厚度相对于裂纹尺寸或平面内其他尺寸很小时,可以得到该问题裂纹尖端的复应力强度因子通式。本文用有限元法对结果进行了数值验证,并进行了有关问题的讨论。     

一种新的计算各向异性材料裂纹尖端应力强度因子杂交元法

利用有限元特征分析法研究了平面各向异性材料裂纹端部的奇性应力指数以及应力场和位移场的角分布函数,以此构造了一个新的裂纹尖端单元。文中利用该单元建立了研究裂纹尖端奇性场的杂交应力模型,并结合Hellinger-Reissner变分原理导出应力杂交元方程,建立了求解平面各向异性材料裂纹尖端问题的杂交元计算模型。与四节点单元相结合,由此提出了一种新的求解应力强度因子的杂交元法。最后给出了在平面应力和平面应变下求解裂纹尖端奇性场的算例。算例表明,本文所述方法不仅精度高,而且适应性强。     

含表面半椭圆裂纹板裂纹尖端应力强度因子的三维光弹分析

本文用三维光弹法得到了含表面半椭圆裂纹板拉伸载荷下应力强度因子 K_Ⅰ沿整个裂纹前缘的分布及由不同裂纹深度引起的有限厚度效应,得到的实验结果与理论结果进行了比较和分析,并对角点上的奇异性进行了定性分析.     

用Moire条纹倍增法测量裂纹尖端应变场

在这篇文章中,用500条线/英寸正交Moire栅作试件栅,用Moire条纹倍增方法,在光学滤波系统中,经过一级倍增分别得到相当1000条线/英寸Moire条纹裂纹尖端附近u,v全场等值线;得到铝合金薄板(LYl2-CZ)斜裂纹在单向拉伸载荷作用(裂纹相当受拉、剪复合型载荷)裂纹起裂前后应变场分布;裂纹张开位移COD等结果。