含裂纹板壳及三维裂纹体断裂问题研究进展

Ⅰ.前言由于灾难性工程断裂事故时有发生,工程结构安全性评定引起人们的极大关注。1982年美国Battelle实验室在关于断裂损失的首次综合考察中提出,材料的断裂以及为防止这类破坏所作的努力,使美国工业每年耗费达1190亿美元,相当于国家总产值的4%。但在不增加断裂危险情况下,加强检查、维护和修理,约有29%的断裂耗费可以避免。利用断裂力学的研究成果改进材料制造工艺和加强焊接过程的质量控制,可使每年耗费再减少24%。因      

含裂纹体蠕变断裂理论及其应用研究

评介了蠕变断裂力学研究概况．着重论述含裂纹材料与结构的蠕变断裂、蠕变损伤、蠕变疲劳裂纹扩展和寿命预估等方面研究的近期进展．从中介绍蠕变断裂力学的研究途径、方法及其广阔的工程应用前景      

三维计算断裂力学

断裂力学理论从1921年Griffith研究玻璃的脆性断裂问题开始,经历了从线弹性体系到弹塑性以及蠕变理论体系、从单参数到多参数体系和从理想的二维平面理论到实际三维含裂纹结构的三维断裂理论的发展历程。针对应力强度因子K和J积分以及C(t)积分的计算方法从理想化模型的理论计算发展到实际复杂工程结构裂纹体计算的各种商业软件平台以及专业的断裂理论分析平台。尤其是随着计算机技术的发展,对三维含裂结构的静态和扩展裂纹的计算模拟已经能够融入计算机辅助设计。结合本研究组近30年来在三维疲劳断裂理论和应用研究方面的体会,简述了三维计算断裂力学从裂纹体应力应变分析和断裂参数计算到三维蠕变断裂和疲劳裂纹扩展模拟的国内外进展,并对涉及的计算方法,包括原子尺度和跨尺度的计算模拟,以及目前面临的挑战性问题作了简要介绍和分析。     

双材料梁界面力学及其应用:综述

双材料结构在工程中得到了广泛应用,如薄膜涂层、压电材料、复合材料层合板和夹层板、粘结接头、FRP加固混凝土结构等;然而,这些结构的破坏通常是从界面及其附近开始的.通常利用损伤力学的方法(材料强度的方法)来预测裂纹的萌生,利用断裂力学的方法来预测裂纹的扩展;因此,开展双材料结构的界面应力分析和具分层双材料结构的断裂以及相关分析是至关重要的.首先介绍双材料梁粘结界面应力分析的基本模型,从而为预测裂纹的萌生提供了有力工具.然后综述双材料梁界面断裂力学分析的基本方法,并详细介绍解析解求解的裂纹尖端法及其相关模型,重点强调裂纹尖端变形对分析结果的影响.最后介绍界面分层对双材料结构其它力学特性的影响,例如屈曲和振动特性.     

断裂力学的历史发展与思考

在梳理断裂力学在国际和我国发展的基础上, 研讨断裂力学学科面对的矛盾和研究的方法. 在简述了断裂与断裂力学的基础上, 回顾了国内外断裂力学发展的历史过程. 指出我国断裂力学的发展是从断裂力学的应用发端, 进而在断裂力学理论上作出不少重要的成果, 在国际断裂力学界已占有了一席之地. 简要分析了中国断裂力学发展的特点. 断裂力学成为学科也只有六七十年的历史, 在断裂与完整性、损伤与愈合、增韧与增强、弥散与局部化、破坏与原因、确定性与随机的诸多矛盾及其统一协同的问题中, 探究以安全和谐为目的断裂力学研究的价值. 并在这样的视角下, 前瞻断裂力学的发展.     

平板弯曲断裂问题研究的进展

随着现代技术的飞跃发展,高强度钢、焊接工艺的大量使用,一系列灾难性的工程断裂事故相继发生,引起人们的广泛重视.为了查明事故的原因,很多科学工作者在研究带裂纹的结构强度和裂纹扩展规律方面做了大量工作,开创了断裂力学这门新兴学科,并迅速发展成为固体力学的重要分支。平板结构是工程中常用的一种结构型式,特别是在航空、化工部门更是一种重要的承载      

双材料界面断裂力学模型与实验方法

纤维增强聚合物(FRP)质轻、高强, 可提高结构的刚度、强度、抗震性能和耐久性, 近年来在结构加固及工程改造中得到广泛应用. FRP与传统复合材料之间形成双材料黏结界面, 界面断裂特性是决定双材料结构性能的关键因素. 对双材料界面裂纹尖端应力场理论、界面裂纹模型、黏结界面I型、II型及混合型断裂试验及理论研究现状进行综合评述和分析. 界面模型主要有经典梁/板理论和刚性节点模型、考虑剪切变形的双亚层理论和半刚性节点模型、基于双亚层理论的柔性节点模型、考虑剪切变形的多层亚层理论和多亚层柔性节点模型、弹性地基梁模型以及黏聚模型. 还介绍了双材料界面断裂力学在FRP-混凝土研究中的应用.      

第五届国际断裂会议简况

第五届国际断裂会议已于1981年3月30日至4月3日在法国Cannes 城举行.共有32个国家约650名代表参加.会上宣读了特邀论文与分组论文约300篇,分为八个专题:断裂力学应用;裂纹尖端奇异性分析与计算;物理断裂过程--结构特点;弹塑性断裂准则;疲劳;环境对断裂韧性的影响;试验技术;高分子与组合材料.另有关于断裂力学进展与关于断裂与教育的两次圆桌会议.     

COD测试中转动因子的确定

一、引言 线弹性断裂力学在工程中得到了广泛的应用,已成为工程结构防止脆断的一个重要工具。但是,对于大部分韧度好而强度不是很高的工程材料,测定平面应变断裂韧度需要很大的试样,这是很困难的,有时甚至是不可能的。因此迫切需要发展用小试样测定平     

弹性与断裂力学复变方法研究进展——纪念弹性与断裂力学复变函数法提出100周年

1909年,俄国数学力学家哥洛索夫首先将复变函数方法应用于二维弹性力学问题,揭开了弹性力学复变方法研究的序幕.100年来,复变方法在求解弹性与断裂力学问题中取得了很大发展,特别在断裂力学中的应用尤为成功.2009年恰逢弹性力学复变方法提出100周年,该文试图总结100年来复变方法在经典断裂力学、复合材料断裂力学、新型材料断裂力学以及三维空间断裂问题中的发展与应用,以作纪念.     

复合材料断裂力学研究现状与趋势

本文扼要地评述了复合材料断裂力学,重点是唯象断裂力学理论、模型与准则.讨论了各类断裂准则对复合材料的适用性.对复合材料断裂力学的发展现状与存在问题作了若干评论.最后对这一学科的发展趋势提出几点浅见.      

近场动力学在断裂力学领域的研究进展

近场动力学采用非局部积分计算节点内力, 利用统一数学框架描述空间连续与非连续, 避免了非连续区局部空间导数引起的应力奇异, 数值上具有无网格属性, 可自然模拟材料结构的断裂问题. 本文概述了近场动力学的弹性本构力模型, 系统介绍了近场动力学临界伸长率、临界能量密度以及材料强度相关的键失效准则. 详细介绍了近场动力学在断裂力学领域的研究进展, 包括断裂参数能量释放率与应力强度因子的求解、J积分、混合型裂纹、弹塑性断裂、黏聚力模型、动态断裂、材料界面断裂以及疲劳裂纹扩展等. 最后讨论了断裂问题近场动力学研究的发展方向.      

非平衡统计断裂力学基础

非平衡统计断裂力学是用非平衡统计概念和方法结合微裂纹(或微空洞)演化动力学从微观机理推导出宏观力学量的断裂理论.它以微裂纹演化方程为核心,结合从微观机理求得的微裂纹长大速率和成核率以及最小强度原理,统一导出微裂纹分布函数、断裂概率、可靠性、失效率、损伤断裂动力学方程、强度、韧度和寿命等各种与断裂有关的力学量的统计分布函数、统计平均值和统计涨落.本文理论可广泛适用于金属和结构陶瓷的脆性、疲劳、延时和环境断裂等多种断裂类型.本文通过金属的脆性、疲劳和延时断裂,扼要综述了上述主要思想、方法和结果.      

第六届全国断裂学术会议将于1990年四季度召开

由中国力学学会、中国机械工程学会、中国航空学会,中国金属学会联合召开的第六届全国断裂学术会议定于1990年四季度召开.一、征文内容1.断裂力学(1)弹塑性断裂力学(2)断裂力学中的数值方法     

材料断裂力学性能的多场耦合测试与实验教学探讨

金属材料的断裂测试实验是全面了解材料力学性能的重要一环，目前实验教学中广泛采用的方法是通过测定断裂后试样断口的特征裂纹长度来获得断裂韧度，但缺乏对裂纹演化全过程的直接观测，限制了学生对断裂指标判据、破坏形式和断裂机理的深入理解。为了使学生更加直观、全面地掌握断裂力学实验、理解断裂力学行为，本文提出一种多场耦合同步测试材料断裂行为的教学模式：通过高频高精度红外与高速显微数字图像相关技术，对裂尖温度场与应变场进行实时检测，从而实现对裂纹长度的同步测定、裂尖塑性区的可视化表征以及断裂特征的捕捉和分析；结合经典断裂力学理论，对不同条件的断裂韧度教学实验进行了探索和改进。初步教学实践表明，该课程丰富的实验内容和新颖的观测现象可以加深学生对断裂力学理论的理解，从而拓展学生解决实际科学问题的思路。     

《脆性断裂力学》

由切列潘诺夫著的《脆性断裂力学》已由黄克智先生等根据1974年俄文版、1977年增订的英文版翻译,科学出版社于1990年出版.这是一本断裂力学的力作.着重研究脆性或准脆性材料中裂纹的扩展以及变形过程的最后阶段材料的强度理论.对脆性断裂力学的基本概念、方法及其推广作了精到的阐述.对理论成果在工程应用中的重要问题,诸如复合材料的断裂,     

第六届全国断裂学术会议将于1990年四季度召开

<正> 由中国力学学会、中国机械工程学会、中国航空学会,中国金属学会联合召开的第六届全国断裂学术会议定于1990年四季度召开.一、征文内容1.断裂力学(1)弹塑性断裂力学(2)断裂力学中的数值方法     

三点弯曲断裂韧度试样的应力强度因子K_I

近十几年来断裂力学有了很快的发展,断裂韧度已成为结构材料的重要性能,它对评价质量、合理选材和安全设计都有相当大的意义。为了把断裂力学的原理用于实际,以     

裂纹体分析的权函数理论与应用: 回顾和展望

断裂力学是工程材料和结构的疲劳与断裂分析、损伤容限设计和结构完整性评定的理论基础. 应力强度因子作为线弹性裂纹尖端奇异场的单一表征参量和裂纹扩展驱动力, 在裂纹体的断裂力学分析中发挥着关键作用. 权函数法为复杂受载裂纹体的应力强度因子求解计算提供了强有力的解析工具, 不但具有远高于各类数值解法的计算效率, 而且精度可靠, 使用方便. 本文结合笔者团队在权函数法方面的长期研究工作, 对该方法自20世纪70年代初提出至今半个世纪以来, 国际断裂界在二维和三维权函数理论与应用方面的主要研究进展作了回顾和评述, 并对其未来发展提出了展望. 主要内容涵盖: 当前国际断裂界广泛应用的3种二维裂纹解析权函数法简介和以格林函数为基准的验证评价; 三维裂纹问题的片条合成权函数法和点载荷权函数法; 权函数法在复杂受载裂纹体的应力强度因子和裂纹张开位移等关键力学参量计算、内聚力/桥连等裂纹模型分析、共线多裂纹权函数理论及其在剩余强度预测等方面的应用, 以及复杂裂纹几何的工程化权函数分析和权函数法的反向应用问题.      

聚能爆破在岩石控制爆破技术中的应用研究

聚能爆破技术是岩石控制爆破技术中有待开发的领域.根据爆炸力学、岩石断裂力学理论,从当前控制爆破面临的问题入手,对线性聚能药包(Linear shaped charge)在岩石定向断裂爆破中裂纹的产生及扩展进行了研究,并利用自制线性聚能药包在巷道掘进中进行了工程试验.试验结果表明由聚能药包岩石定向断裂爆破有明显的定向作用,裂纹的定向断裂控制效果理想,经济和社会效益明显.