用散光光弹性测量Ⅰ型应力强度因子

利用散光法确定Ⅰ型应力强度因子的可行性已在一根带边裂纹的梁承受纯弯曲的情况下得到证实。可以用光弹性条纹数据米获得裂缝尖端周围奇异区内的条纹梯度的表达式。Ⅰ型应力强度因子是通过把条纹梯度与奇异区内的局部应力联系起米,然后将这些结果外推到裂缝尖端而给予确定。实验结果和解析结果表示了良好的一致性,故建议将此法应用于三维断裂力学问题。 字符: σ_(xx),σ_(yy),σ_(zz)=笛卡尔坐标中的应力分量。 σ_0=远场应力在奇异区内的效应。 x,y,z=在图1中定义的笛卡尔坐标。 γ,θ=裂纹尖端处的极坐标。 K_Ⅰ=Ⅰ型应力强度因子。 K_(Ⅰth)=Ⅰ型应力强度因子的理论值。 f_σ=散光法应力条纹系数。 (dN)/(dx)=散光条纹梯度。     

用光弹性方法求解应力强度因子K_Ⅲ

本文提出了用光弹数据确定应力强度因子K_Ⅲ的原理和方法,进行了带径向贯穿裂纹的纯扭轴的典型实验,得到K_Ⅲ实验值与精确计算解偏差在8％以内.     

K_Ⅰ,K_Ⅱ复合型三点弯曲试件应力强度因子的计算

线弹性断裂力学已发展成为工程设计的重要手段。但目前普遍采用的K_1=K(?)准则,仅适用于Ⅰ型(张开型)裂纹,而在实际工程结构中的裂纹,K_Ⅰ,K_Ⅱ,K_Ⅲ可能同时存在,欲预测结构中裂纹的失稳扩展,必须研究复合型断裂准则,并进行相应的实验。     

光弹性五参数法确定Ⅰ-Ⅱ混合型裂纹应力强度因子

在考虑远场非奇异应力σax、σoy、τ0影响的基础上,建立了Ⅰ-Ⅱ混合型裂纹应力强度因子与等差线条纹上点的极坐标间的非线性方程,为通过该方程确定应力强度因子,将θ=0及θ=π/2两极轴与三等差线条纹交点的坐标先后代入方程,并利用差分法得到了一种光弹性法确定Ⅰ-Ⅱ混合型裂纹应力强度因子的五参数法。作为实例,本文测定了环氧树脂及聚碳酸酯在不同载荷、不同裂纹条件下的应力强度因子,并将所得结果与相应的理论计算值及三参数法的结果进行了比较,发现本文提出的五参数法确定Ⅰ-Ⅱ混合型裂纹应力强度因子的方法,充分反映了远场非奇异应力的影响,所得结果精度较高。     

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。     

光弹性确定混合型应力强度因子的全场级数法

在K_Ⅰ和K_Ⅱ一起出现的情况下,裂纹尖端附近的光弹条纹环不总是对称的。本文把泰勒级数校正法用于混合型问题。这里确定应力强度因子的数据同时从始于裂纹尖端且与条纹环相交的几条射线上测取,并且使用最小二乘法来减少误差。     

正交异性板Griffith裂纹应力强度因子K_Ⅰ~*K_Ⅱ~*的计算

首先证明用于计算正交异性板裂纹的 K_Ⅰ~*、K_Ⅱ~*因子的叠加原理.设 K_Ⅰ~*、K_Ⅱ~*是有裂纹的正交异性板中由面力(?)、(?)和体力 x、y 引起,则此板的应力σ_x、σ_y、τ_(xy)和 K_Ⅰ~*、K_Ⅱ~*必满足下列一 ...     

光弹性确定应力强度因子的加权最小二乘法

本文将权矩阵作用于最小二乘法,以此作为从全场条纹图案确定混合型应力强度因子的解法。裂纹尖端附近光弹条纹环对于SIF估算值精确性的影响不是同一水平,如利用一个权矩阵,可以改进光弹性法的实验结果。     

一种光弹性法确定应力强度因子的简便方法

在考虑远场非奇异应力σａｘ影响的基础上,建立了Ⅰ－Ⅱ混合型裂纹问题应力强度因子Ｋ１、ＫⅡ与等差线条纹图上点的极坐标间的非线性方程,为确定ＫⅠ、ＫⅡ及σａ,本文将θ＝０及θ＝π／２两级轴与两级不同条纹交点的坐标代入方程,从而得到了一种光强弹性法确定Ⅰ－Ⅱ混合型裂纹问题应力强度因子的简便方法。作为实例,本文一了环树脂及聚碳酸脂材料在不同载荷、不同裂纹条件下的应力强度因子,并将所得结果与相应的理论计算值     

应力强度因子K_1“近场”解析

本文对Ⅰ型裂纹体裂纹前沿应力分布规律进行探讨,获得应力强度因子K_1的全场性“近场”解析。该分析可以为K_1的实验确定提供分析基础,为近似数值计算法提供力学模型。从而克服了因裂纹尖端“钝化”及其应力场奇异性所导致求解K_1的困难。且给出误差分析。致使结果的精度和可靠性得到保证。     

用光弹性法测定复合应力强度因子

工程结构裂纹尖端应力强度因子(SIF)由于形状、荷载的复杂性及边界条件的不确定性,难以用解析法得到,数值计算也有困难,而光弹性法弥补了上述方法的不足。本文用环氧树脂制作圆轴模型,采用机加工的方法制作圆轴模型裂纹,然后将加载模型进行应力冻结,通过光弹性实验研究分析了圆轴裂纹尖端应力分布。由于带环形裂纹的圆轴在弯扭组合变形时,离中性轴最远的裂纹尖端处于复合裂纹状态,而三维光弹性应力冻结法是测定复杂三维问题复合裂纹的有效方法。本文用双参数法测定I型应力强度因子,用切片逐次削去法测定Ⅲ型应力强度因子,实验误差较小。     

热弹性应力测定法

热弹性应力测定法即红外线应力测定法,这是一种最近几年才发展起来的并进入实用阶段的新式应力测定方法。早在1853年,W.Thomson就在理论上证明:承受荷载作用的固体体积的微量变化将引起微小的温度变化。1956年Biot分析了这...     

正交异性板Griffith裂纹应力强度因子K_Ⅰ~K_Ⅱ~的计算

首先证明用于计算正交异性板裂纹的 K_Ⅰ~*、K_Ⅱ~*因子的叠加原理.设 K_Ⅰ~*、K_Ⅱ~*是有裂纹的正交异性板中由面力(?)、(?)和体力 x、y 引起,则此板的应力σ_x、σ_y、τ_(xy)和 K_Ⅰ~*、K_Ⅱ~*必满足下列一     

矩形板单边裂纹上受力的应力强度因子K_Ⅰ及其收敛性探讨

本文以Williams应力函数,用平均逼近(最小二乘)的边界配置法计算了矩形板单边裂纹上受力的应力强度因子K_1. 文中根据函数一致逼近理论提出了解的有效性标准. 文中解释了插值逼近不收敛的原因是“振荡现象”.可以证明平均逼近总是收敛的,但不能保证收敛于准确解,这表明Williams函数组是不完备的.     

四点剪切试样的应力强度因子K_Ⅱ

测试材料的K_(HC),对于研究复合型断裂准则和进行安全设计都有重要意义.四点剪切试样(图1)是测定K_(HC)的较简单的一种试样.为使裂纹面上的弯距为零,应有     

复合型裂纹应力场的研究及其应力强度因子的全息光弹性测定

本文应用复变函数解法,等出复合型中心裂纹板弹性应力场的精确解及主应力和与主应力差的精确表达式。通过与各自的奇异表达式比较,得到了主应力和与主应力差的远近场关系图谱。利用这些图谱以及全息光弹性试验所获得的远场等和线与等差线条纹,就能确定裂纹尖端的应力强度因子 K_Ⅰ,K_Ⅱ。实例表明:本法概念清晰、演算简便、精度较高。     

温度场下厚壁圆筒多裂纹的应力强度因子K_1

本文用J积分法研究厚壁圆筒的热应力多裂纹问题,并与位移法、应力法比较,其结果是满意的.作者编制的程序还可用于机械力和温度场下其他平面问题中的应力强度因子的计算.     

用光弹性法测双层复合板的应力强度因子

本文用光弹性法分析了双层复合材料结构的裂纹问题，研究了两种不同材料的存在对应力强度因子的影响，以及讨论了由于裂纹不断加深，应力强度因子的变化规律，并与计算的结果作了比较，在裂纹不接近界面情况下，两者结果吻合的较好。     

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。