用概率断裂力学方法预测管状接头的疲劳寿命

本文研究了Ｔ型管状接头在面内和面外弯曲循环载荷作用下的疲劳强度问题，通过将材料常数和初始裂纹尺寸作为随机变量，采用ＭｏｎＣａｒｌｏ模拟方法对疲劳寿命进行了统计分析．同时，对计算结果进行了线性回归，并与实验结果作了比较。     

理想微裂纹系统中的随机扩展效应

本文讨论了在理想微裂纹系统中,由于微裂纹的随机性扩展,对微裂纹统计演化产生的效应。文中提供了一般的理论框架,给出了便于处理的转移概率的表达式。最后,用数值计算的例子展示了随机模型的统计演化特征,并比较了与确定性扩展模型下统计演化的异同。     

焊接接头疲劳寿命预测研究

利用作者构造的焊接接头疲劳抗力起始—扩展模型,可精确预测焊件的疲劳寿命,预测结果与实测结果吻合良好。     

结构疲劳长裂纹扩展速率新模型研究

比较现有疲劳长裂纹扩展速率模型的特点和不足,基于裂纹扩展钝化复锐理论推导,提出了广义钝化复锐疲劳长裂纹扩展速率模型(GPLFCPRM),并推导获得了疲劳长裂纹扩展速率模型通项.该模型克服了现有疲劳长裂纹扩展速率模型的缺点,能有效地描述自门槛值到断裂点全过程的裂纹扩展规律,具有明确的物理含义,且可反映材料的强度特性、断裂特性和热处理状态等因素对疲劳裂纹扩展速率的影响.通过LZ 50钢、A533-B、AlZnMgCu 0.5和0.5Cr 0.5Mo 0.25V钢疲劳裂纹扩展速率试验,结果反映该模型与试验结果十分吻合,且具有更广的通用性和应用推广价值.     

理想弹塑性Ⅲ型扩展裂纹的全新和精确分析

本文采用线场分析方法对理想弹塑性Ⅲ型准静态扩展裂纹进行了分析.本文的意义在于突破了小范围屈服理论的限制.通过求得裂纹线附近塑性区应力和位移率的通解,并将此通解(而不是过去一直采用的特解)与弹性场的精确解(而不是线弹性奇异K场)在裂纹线附近的弹塑性边界上匹配,本文得出了裂纹线附近塑性区的应力变形场、塑性区的长度及弹塑性边界的单位法向量的全新和精确解答.本文的分析放弃了小范屈服理论的所有近似假定并且不再附加任何其它的近似假定,本文的结果在裂纹线附近是足够精确的.本文的结果表明:对理想弹塑性Ⅲ型准静态扩展裂纹,不存在“定常扩展状态”,且裂纹线附近塑性应变不存在奇异性.本文还对裂纹稳定扩展过程讨论了两种重要情形.     

弹性—粘塑性材料I型动态扩展裂纹尖端场的渐近解

提出了一种新的弹性－粘塑性模型用于分析I型动态扩展裂纹尖端的应力应变场。给出了适当的位移模式，推导了渐近方程并且给出了数值解。分析和计算表明：对于低粘性情况，裂纹尖端场具有对数奇异性；对于高粘性情况，渐近方程无解。分析比较表明该结果具有高压臣提出的单参数解的所有优点，并且消除了粘性区随裂纹扩展而移动的不足。     

非对称Ⅲ型裂纹表面受运动载荷的动态扩展问题

通过复变函数论的方法,对非对称Ⅲ型裂纹表面受运动载荷的动态扩展问题进行了研究．采用自相似函数的方法可以获得解析解的一般表达式．应用该法可以迅速地将所讨论的问题转化为Riemann-Hilbert问题,并求得了非对称扩展裂纹表面分别受到常数运动载荷、阶跃运动载荷作用下的应力、位移和动态应力强度因子解析解．利用这些解并采用叠加原理,就可以求得任意复杂问题的解．     

LZ50车轴钢疲劳长裂纹扩展的概率模型

试验研究了随机疲劳长裂纹扩展率概率模型．首先发展了考虑平均应力影响和低应力强度因子范围趋于门槛值现象的扩展率方程．进而提出了同时考虑试验数据分散性规律与样本数量对概率评价影响的概率模型,模型参量由线性回归法结合极大似然统计分析原理测定．LZ50钢的试验数据分析,验证了方法的有效性与实用性．     

测定概率疲劳长裂纹扩展门槛值的新方法

提出了合理测定随机疲劳长裂纹扩展门槛值的“局部概率Paris关系法”．揭示了常规法不能保证各试样门槛值数据处于相同扩展率水平,测定结果不尽合理的缺陷．以Paris-Erdogan方程描述门槛值附近局部试验数据,考虑数据分散性规律和试样数量两方面的影响,在应力强度因子服从对数正态分布下建立了包含存活概率和置信度的局部概率关系模型,以可接受临界扩展率对应概率因子为依据测定概率门槛值．LZ50钢车轴试验数据分析验证了方法的合理性和有效性．     

弹性-粘塑性材料Ⅰ型动态扩展裂纹尖端场的渐近解

提出了一种新的弹性-粘塑性模型用于分析Ⅰ型动态扩展裂纹尖端的应力应变场.给出了适当的位移模式,推导了渐近方程并且给出了数值解.分析和计算表明:对于低粘性情况,裂纹尖端场具有对数奇异性;对于高粘性情况,渐近方程无解.分析比较表明该结果具有高玉臣提出的单参数解的所有优点,并且消除了粘性区随裂纹扩展而移动的不足.     

PCB焊点热循环失效分析和改进设计

针对PCB（印制电路板）焊点在高低温热循环下的失效,建立了传统结构的三维模型和在芯片边角下加锡块的改进设计模型,通过实验测得FR-4的弹性模量和热膨胀系数,用ANSYS计算了PCB在高低温循环下的应力应变,并用修正的Coffin-Manson经验方程计算了焊点的热循环寿命。结果表明,通过在芯片边角下加锡块,PCB焊点的最大等效塑性应变显著降低,其热疲劳寿命得到明显提高.     

Three-Dimensional Variational Analysis of Composite Structures Using Bernstein Polynomial Approximations. Report 1

The paper overviews the previous 3D variational analysis approaches and the numerical results obtained with the use of piecewise polynomial splines. A recently developed 3D displacement-assumed variational analysis approach is also described, where the Bernstein approximation polynomials of arbitrary degree are used as the shape functions for a 3D hexahedral discrete element of a composite body.     

纯弯曲矩形截面梁Ⅰ型单边裂纹端部的应力应变场及裂纹失稳扩展临界应力的计算

本文应用文[1]的分析方法,研究了纯弯曲矩形载面梁Ⅰ型单边裂纹端部的应力应变场,给出了裂纹尖端的应力应变分量和计算裂纹端部弹性变形区和变形强化区宽度的公式以及计算裂纹失稳扩展临界应力的方程组。最后用计算实例对裂纹失稳扩展临界应力方程组进行了验证,最大误差不超过0.18%.     

Three-Dimensional Variational Analysis of Composite Structures Using Bernstein Polynomial Approximations. Report 2

The application of the previously developed 3D varionational analysis approach to the investigation of crack propagation in composite bonded joints is presented. In this application, the propagation of three different types of a 2D planar crack (adhesive, cohesive, and interfacial) is modeled by relaxing the respective continuity conditions for displacements between adjacent bricks in the mosaic structure. The crack propagation process is then characterized by the release rate of the total potential energy between two consecutive states of the mosaic body with different crack lengths. Numerical examples illustrate the 3D analysis of double-lap adhesively bonded joints with unidirectional and cross-ply laminated composite adherends. The numerical results provide an illustration of various characteristics of the crack propagation process. The values of the ultimate failure load predicted by analyzing the initial stage of crack propagation are found to be in a good agreement with experimental data.     

裂纹尖端场弹塑性分析的加权残数法及塑性应力强度因子的计算

本文以幂强化材料,平面应变情形为例,系统地提出了裂纹尖端场弹塑性分析的加权残数法,并根据此法,得出了裂纹尖端场的解析式弹塑性近似解.在此基础上.对整个裂纹区域,构造了弹塑性解叠加非线性有限元计算塑性应力强度因子的方法,从而为裂纹尖端场和整个裂纹体的分析和计算,提供了一个方法.     

机床疲劳载荷的统计分析和概率设计

本文对复杂的机床传动系统的动力特性和疲劳载荷进行统计分析，对传动件的疲劳寿命也视为概率分布状态，在探讨载荷与疲劳寿命的分布规律基础上，提出了机床传动件概率设计的理论公式，用这种新的设计方法可以预测传动件的可靠度或疲劳寿命。     

基于失效分析的独立均匀随机变量和的分布及应用初探

数学模型是基于材料失效分析提出来的,同时结合了BS模型的方法理论背景.材料样品在周期性应力作用下,主因裂纹的扩大量是一个随机变量.对于均匀材料,主因裂纹的扩大量可看作是均匀随机变量与一个大于零的实数的乘积,材料主因裂纹的总的扩大量可表示为这些独立均匀随机变量的和,或称为加权随机和.实际上,本文给出一类新的随机模型及其概率分布函数,并初步讨论了该模型分布的一些基本特征,通过数值模拟还讨论了其独特的分布特征,如与正态分布的关系与区别,以及该模型分布收敛于正态分布的速度等.这些工作可为材料失效分析提供新的模型与方法.     

基于时间敏感需求及随机完工期的承诺交货期决策

在新的经济形势和高新技术指引下,产品更新换代的速度加快,基于时间的竞争成为供应链竞争的焦点.在制造商为核心的供应链中,产品需求除了与价格有关外,与承诺交货期也有一定关联,且部分客户愿意为快速交货而支付更高价格.当需求与时间及价格具有敏感性且实际完工期服从一定的随机分布时,建立利润最大化及服务水平约束的承诺交货期决策模型,并对模型进行讨论及优化分析.通过算例验证了模型的有效性,通过参数敏感性分析得出的结论是:当客户服务水平达到一定阈值时,最优承诺交货期将发生改变;价格及交货期敏感系数不影响承诺交货期,但影响产品需求及最终利润;最优承诺交货期与单位提早完工成本是反向变动的关系而与单位延迟完工成本是正向变动的关系;随着完工期均值及标准差的不断增大,最优承诺交货期呈上升趋势,利润、市场需求及价格不断下降.