光弹性确定复合型应力强度因子K_Ⅰ和K_Ⅱ的误差分析

复合型应力强度因子Ｋ＿Ⅰ和Ｋ＿Ⅱ的光弹性测定值是Ｋ＿Ⅰ和Ｋ＿Ⅱ的近似值．本文提出了影响Ｋ＿Ⅰ和Ｋ＿Ⅱ精确值的误差有模型误差、观察误差、截断误差、及舍入误差，并对前二项误差做了详细分析，指出了确定误差的方法和计算公式，提出了减小误差的途径．     

光弹性确定应力强度因子K_Ⅰ、K_Ⅱ的射线法

对裂纹尖端每一级等差线条纹环取３种读数，采用射线法（级数展开）进行具体计算，在适当选择范围内，能更精确测定ＫⅠ、ＫⅡ值图２，表２，参２     

斜裂纹分支应力强度因子K_Ⅰ、K_Ⅱ的光弹法测定

一、前言在工程问题中,构件和缺陷(或裂纹)的几何形状,往往都是比较复杂的,要确定复杂形状构件中裂纹尖端的应力强度因子,在理论上有时是很困难的,甚至不大可能,这就不得不求助于一些近似的方法,如有限单元法和光弹性法。用光弹法测定裂纹尖端的应力强度因子k_1,从许多具有理论解的简单试样的试验结果看来,已经验证了光弹法的可靠性,並可达到工程上所要求的精度范围(10％以内)。从目前我们所接触到的国内外资料来看,对应力强度因子k_1的研究方面是比较成熟的,     

应力强度因子KⅡ的光弹性测定

作者采用了四点剪切加载方案,作了纯Ⅱ型裂纹K_I的测定.实验表明:光弹性法既能应用于测试Ⅰ型及混合型裂纹的应力强度因子,且能应用于纯Ⅱ型裂纹应力强度因子的测试,本文对Ⅱ型裂纹的断裂研究有一实的参考价值.     

光弹性确定K_Ⅰ和K_Ⅱ的截断误差

对Ⅰ－Ⅱ复合型裂纹尖端附近精确应力场的最大剪应力和近似应力场的最大剪应力之间的相对误差即截断误差做了分析，为光弹性测定ＫⅠ和ＫⅡ的误差提供了理论依据     

混合型应力强度因子K_Ⅰ、K_Ⅱ的有限元计算

本文通过偏置直裂纹三点弯曲试件的算例,讨论了自由边界对应力强度因子计算精度的影响。指出了使用虚裂纹扩展法时值得注意的裂纹扩展方向问题。并且对具有四分之一边中结点的二次等参元的奇异性问题作了研究,证明了对于正方形的这种单元,沿对角线方向的位移仍含有r~(1/2)项。     

用光弹性法确定应力强度因子K_Ⅰ的研究

本文对光弹性确定应力强度因子K_I的分析原理做了新的探索。提出裂纹前缘局部应力场是由奇异场和有界场组合而成,由此获得结果可以应用到复杂条件下的裂纹中去,而目前其他手段似乎尚难以解决。本文建立了适用于光弹性分析的基本方程系。提出几个合理的实验分析方案。对目前国内外使用的五种分析方法做了评述。对这些方法的误差及适用范围进行了分析。本文“精确解”法解决了如何用“可信赖”区内的参量去反映裂纹尖端的参量K_I,克服了因“尖端钝化”而无法测出裂纹尖端参量的困难。本文假定的合理性用实例的理论解析式(运用Westergaard复变应力函数)和实验结果的分析中得到验证。最后引用了二向和三向问题实验结果作比较验证,从而表明了本文提供的分析方法的有效。     

就光弹法测定应力强度因子K_Ⅰ、K_Ⅱ的有关问题与李建昌同志商榷

自70年以来,李建昌同志陆续在广西大学学报上发表三篇有关光弹法测定应力强度因子的论文。它们分别是《用光弹法测定应力强度因子K_Ⅰ兼论单级条纹法和双级条纹法的可靠性》,《斜裂纹分支应力强度因子K_ⅠK_Ⅱ的光弹法测定》,《斜裂纹分支应力强度因子K_Ⅰ、K_Ⅱ的光弹法测定(之二)》。以下分别简称为《论文一》、《论文二》、《论文     

光弹性法测定应力强度因子K_Ⅰ与二次固化裂纹切割法

用光弹性法测定应力强度因子,研究者日多,方法亦不少,见诸文献的有:单参数法、台劳级数修正法、最大向径法、双条纹差分法、双向径法、三向径法以及多点法和多参数法等.在光弹模型上予制裂纹的方法,见诸文献的有:疲劳法、止裂打击法、室温锯削法、冻结温度切割法、粘接法等.     

高阶园奇异单元法计算混合型应力强度因子K_Ⅰ K_Ⅱ

在裂纹尖端单元和常规单元的连接面上,用矩阵方法使结点位移协调一致.给出了离心力的广义载荷列阵.通过广义结点位移解就可求得K_Ⅰ K_(Ⅱ).计算实例表明,精度和计算速度是满意的.     

用光弹性法测定薄壁园筒扭转的混合型应力强度因子(K_Ⅰ,K_Ⅱ)

用等色条纹来测定薄壁园筒上裂纹的混合型应力强度因子(K_Ⅰ,K_Ⅱ)。利用冻结切片在偏光显微镜下进行测量,实验结果就其中一种裂纹的应力强度因子与理论解比较误差不大,其精度满足工程要求。从而推证薄壁园筒上,其它裂纹的试验精度也能满足工程上的要求。     

混合型应力强度因子的光弹性多参数测定

提高裂纹尖端应力强度因子值的计算精度,对于准确分析受力结构的起裂条件和破坏模式具有重要意义.本文采用3D打印技术获得了不含残余应力的平板模型,高精度打印预置裂纹避免了传统加工过程产生残余应力的缺点;综合考虑奇异场和非奇异场对裂纹尖端区域应力场的影响,引入远场边界控制的三个常数项应力,提出了光弹性多参数法;采用三点弯曲试验,运用最小二乘法计算了不同载荷下纯 Ⅰ 型和 Ⅰ-Ⅱ 混合型应力强度因子值,并与理论解对比分析.结果表明:对于纯Ⅰ 型应力强度因子,计算结果的平均误差为6.1%,对于 Ⅰ-Ⅱ 混合型应力强度因子,计算结果的平均误差分别为6.4%和5.5%,多参数法与理论解相比较小的计算误差验证了该方法的可靠性和准确性,可为精确计算应力强度因子的光弹性实验研究提供借鉴.     

高拱试件应力强度因子K_I的光弹性测定

采用晨光化工研究院生产的环氧树脂塑料板,制成大径比高拱试件(如图1所示),再用直径0.15mm的钼丝在数控线切割机上切成a/W=0.129,0.189,0.215,0.280,0.316,0.408,0.442,0.468的裂纹。将切割成指定裂纹的试件,立即在409-Ⅱ光弹性仪上采用钠光进行明场、暗场拍照,所得结果示于图2。利用投影仪量测θ=π/2方向上的各级等差线的r距离。所用材料的条纹值f=11.93kg/cm条。     

人工裂缝曲率对光测应力强度因子K_Ⅰ,K_Ⅱ,K_Ⅲ影响之初探

本文用光弹性方法较系统地探讨了人工裂缝曲率半径ρ对应力强度因子K_Ⅰ、K_Ⅱ、K_Ⅲ的影响。实验结果初步表明:在ρ<0.04mm时,看来会得到K_Ⅰ较满意的结果。ρ=0.12mm时,K_Ⅰ实测值较理论值尚无显著偏差(-4.83％);ρ对K_Ⅱ影响较K_Ⅰ为大;K_Ⅲ实测值对于ρ的变化似不敏感。     

应力强度因子的光弹性测试研究

本文采用紧凑拉伸剪切试样作了光弹性测定．既测试了Ⅰ型袭裂纹及复合型裂纹的应力强度因子，又得到了一般加载很难实现的纯Ⅱ型裂纹．本文的测试对断裂力学的试验研究有一定的实用价值     

光弹性测定K_Ⅰ,K_Ⅱ和σ_(ox)的γ-N曲线斜率法

为了了解双轴载荷效应对测定复合型应力强度因子K_Ⅰ,K_Ⅱ的影响,本文提出一个确定K_Ⅰ,K_Ⅱ和σ_(ox)的γ-N曲线斜率法。即根据等色线图案作出α=±θ的γ-N曲线。采用(N)/(γ)—(K,σ_(ox))关系式及(N/γ)值计算K_Ⅰ,K_Ⅱ的实验值。计算结果表明,计及σ_(ox)时可以提高测定K_Ⅰ,K_(Ⅱ)值的精度。     

光弹性求解混合型应力强度因子的研究

本文研究了用光弹性法测定应力强度因子(简称SIF)的实验技术,给出了在试件上制作裂纹的工艺,以偏置直裂纹三点弯曲试件为例,介绍了普通光弹、全息光弹以及三维光弹性测定SIF的过程和方法,研究了其中的一些问题。然后,对断裂力学测定SIF的光弹实验中的误差来源及规律进行了分析,得到了一些对于改进实验技术和计算方法都很有用的结果。     

具有穿透裂纹的圆柱体扭转应力强度因子的光弹性测定

本文主要介绍了圆柱体光弹模型内穿透裂纹的一种预制方法,同时应用三维光弹应力冻结切片法对该柱体在纯扭转状态下的应力强度因子进行了测定,并将其结果与线弹性理论的复变函数解进行了比较,实验测定值与理论解的偏差为8％左右。     

用全息光弹性法测应力强度因子K_I

一、引言 应力强度因子K_i(i=Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)在线弹性断裂力学中是一个很重要的力学量,它是表征裂纹尖端附近处应力场和位移场大小的一个参数,它与构件形状、载荷以及裂纹形状和方向有关。在一般情况下,应力强度因子固然可以采用理论分析法进行计算,但采取实验方法求应力强度因子,无疑也是一个很重要的手段。全息光弹性法是这些手段中的一种。本文介绍我们用全息光弹性法对三点弯曲边裂纹试件测定应力强度因于K_I的工作。