焦散线—光弹性方法原理及应用

本文介绍焦散线-光弹性方法,在一次曝光时,能记录焦散线和光弹性二种信息,具有光路简单,信息丰富等优点,利用实验结果不仅能确定断裂力学中的应力强度因子 K_I,而且进一步能分离裂尖附近的主应力分量,同时讨论了与该方法有关的一些问题。     

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     

使用焦散线法与光弹法测定三维裂纹混合型应力强度因子

本文介绍了将焦散线法与应力冻结,“解冻”技术相结合,使焦散线法用于测量三维体内部裂纹前缘应力强度因子的实验方法,并针对复杂应力状态下三维裂纹前缘的不同应变奇异场,合理地综合运用焦散线法与三维光弹法,实际测量与分离了三维裂纹前缘混合型应力强度因子。     

焦散线法确定应力强度因子的条件

基于焦散线的形成原理及含裂纹受力试件在裂尖附近区域的应力分布,得到了焦散线法确定应力强度因子的条件：初始曲线半径与试件厚度之比大于0．5。当满足该条件时,对光学各向同性材料及光学各向异性材料前表面反射的情形,只需测量焦散线沿横向的最大尺寸便可较精确地确定应力强度因子;而对于光学各向异性材料的透射或后表面反射情形,只有在忽略远场非奇异应力的影响后,才可借助焦散线的横向尺寸近似确定应力强度因子。     

环氧树脂涂层焦散线法及用于测定应力强度因子

本文提出了一种新的实验方法——涂层焦散线法,可用于难加工的非透明材料。作为应用,对铝试件的应力强度因子进行了测定并与有限元法的计算结果作了对比。在数据处理中采用多点法构造目标函数,并引入具有选代过程的统计试验法对其进行求解,从而提高了实验精度。     

反射焦散线实验中斜入射光对应力强度因子测试精度的影响

本文用空间解析几何方法,推导了在一般非平行斜入射光条件下,裂纹体表面所形成的反射焦散线和初始曲线的方程.分析了倾斜入射光造成的焦散线畸变,给出了这种畸变造成的裂端应力强度因子测量误差的解析表达式.     

焦散线法求解裂纹应力强度因子的两种改进方法

为提高焦散线法求解应力强度因子的精度,提出了两种基于多点非线性最小二乘法的改进方法。文中推导了控制方程,编制了程序,阐述了实验技术。作为应用实例,对三种典型裂纹试件作了测试与处理。结果表明,用本文方法处理的结果比文［１］经典法的结果有很大改进。作者还对图像处理用于焦散线法应力强度因子的提取作了初步探讨［５     

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。     

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σox、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脂在不同载荷、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.     

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。     

Determination of the dynamic stress intensity factorsK I d andK II d,for a mixed-mode propagating crack

In this paper, the dynamic propagation problem of a mixed-mode crack was studied by means of the experimental method of caustics. The initial curve and caustic equations were derived under the mixed-mode dynamic condition. A multi-point measurement method for determining the dynamic stress intensity factors,K _I ^d , andK _II ^d , and the position of the crack tip was developed. Several other methods were adopted to check this method, and showed that it has a good precision. Finally, the dynamic propagating process of a mixed-mode crack in the three-point bending beam specimen was investigated with our method.     

焦散线实验方法综述

基于170篇焦散线方面的论文,对焦散线法的提出、发展和近况,做了综述。对焦散线法的基本原理。给出了详细的叙述。介绍了焦散线法的各种应用,特别是在断裂力学中的应用。还对动态焦散线的枝术关键和最新进展作了介绍。     

平行裂纹交替作用对应力强度因子的影响

本文研究了多个平行裂纹之间交替作用对应力强度因子的影响.通过光弹性实验测试和有限元计算,对含有双裂纹和三个裂纹的纯弯曲梁进行了探讨,并与单个裂纹的应力强度因子作了比较,从而阐明了多个平行裂纹应力强度因子的一些性质.     

斜入射透射焦散线测量误差的数值分析

本文根据程函理论,用空间解析几何方法,推导了在ｘ－ｚ或ｙ－ｚ平面内斜入射的平行光线在含Ⅰ型裂纹透明材料中传播的方程,并通过数值解对其形成的焦散线的畸变进行了分析,给出了几种典型透射材料中由于斜入射造成的焦散线直径的偏差曲线     

水泥石动态断裂韧性的实验研究

采用反射式动态焦散线法研究水泥石在高速冲击下的动态断裂韧性。针对现有的水泥石材料,分析了不同填料对水泥石断裂韧性的影响,为工程实际应用提供可靠的理论依据。     

焦散线法对双折射材料断裂性能的研究

提出了双折射材料Ⅰ-Ⅱ混合型裂纹问题焦散线的形成原理,讨论了μ(=K_I/K_I)及光学各向异性系数ξ对焦散线形状及其几个特征量的影响,得到了双折射材料应力强度因子K_Ⅰ、K_Ⅱ的求法.以聚碳酸脂、环氧树脂为例,确定了它们在不同裂纹及不同载荷条件下的应力强度因子K_Ⅰ、K_Ⅱ.     

TWO－DIMENSIONAL DEFORMATION OF ANANISOTROPIC ELASTIC BODY WITH A PARABOLIC BOUNDARY

ＴＷＯ－ＤＩＭＥＮＳＩＯＮＡＬＤＥＦＯＲＭＡＴＩＯＮＯＦＡＮＡＮＩＳＯＴＲＯＰＩＣＥＬＡＳＴＩＣＢＯＤＹＷＩＴＨＡＰＡＲＡＢＯＬＩＣＢＯＵＮＤＡＲＹＨｕＹｕａｎ－ｔａｉ（胡元太）ＺｈａｏＸｉｎｇ－ｈｕａ（赵兴华）（ＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ...