16MnR钢缺口试样解理断裂行为研究

研究了低合金热轧钢16MnR缺口试样在$-196\,{^\circ}$C和$-130\,{^\circ}$C的解理断裂机 理. 拉伸试验、单、双缺口四点弯曲实验、断口形貌观察以及有限元分析结果表明, 缺口试 样发生解理断裂时均起裂于夹杂物粒子, 一种位于缺口根部前端(IC型), 另一种位于距缺口 根部较远的条形裂纹前端(SIC型); 且随温度升高, 起裂源的类型从$-196\,{^\circ}$C下的IC 型转变为$-130\,{^\circ}$C下的SIC型. 微裂纹均形核于夹杂物, 最终的断裂由铁素体晶粒尺 寸的微裂纹扩展控制. 缺口试样IC型解理断裂遵循裂纹形核条 件$\varepsilon_{\rm p} \ge \varepsilon_{\rm pc}$和裂纹扩展条件$\sigma_{yy} \ge \sigma_{f}$, 而SIC型解理断裂条件则演化为$\varepsilon_{\rm p}+\varepsilon_{\rm ps} \ge \varepsilon_{\rm pc}$和$\sigma_{yy} +\sigma_{yy{\rm s}} \ge \sigma_{f}$.     

平面应力弹塑性复合型断裂研究

本文对受拉伸载荷的含有不同倾角中心裂纹的铝合金薄板,用直接记录激光散斑法和云纹法测量了裂纹周围的变形场,并测得裂纹稳态扩展过程中载荷与裂纹扩展量的对应关系。同时采用弹塑性大变形的有限元方法进行了数值分析,得到裂纹周围的应力应变分布,计算结果与实验测量值符合良好,并进行了讨论。     

σr4在应力圆上的几何表示

σ_（ｒ４）在应力圆上的几何表示萧敬勋（河北工学院，天津３００１３０）第四强度理论与第三强度理论计算结果的差异问题，一向被人们所关注．一般人们在主应力空间用立体几何图形来表示其差异Ｉ‘１，或在平面应力状态下（σ３＝０），于σ１，σ２平面上用平面几何图?..     

两相材料界面裂纹的起裂方向及断裂参量研究

采用FRANC2D软件研究了两相材料含界面裂纹的断裂特性。通过在材料界面利用CASCA手动生成界面裂纹并在裂纹尖端附近设置1/4奇异等参元,得到了界面裂纹的复应力强度因子;数值模拟得到了界面裂纹的起裂方向,并分析了界面裂纹的破坏特征。计算结果表明:1/4奇异等参元很好地描述了裂纹尖端场的1/r(1/2)奇异性,FRANC2D软件能够模拟界面裂纹的扩展方向,可以得到界面裂纹尖端的应力场和复应力强度因子,为界面裂纹的断裂特性的进一步分析提供依据。     

断裂过程区应力应变场的数学分析

本文将条状分离区看作是位错连续分布区域,利用复变函数理论及切比雪夫多项式级数展开提出了一种统一的数学分析的方法,用以对均匀材料裂纹前方分离过程区的非线性效应进行有效的,精确的解析分析。避免以前各种模型一般都需要借助于有限元法或其他离散方法才能得到数值解答的难点。本文利用这一新方法,对断裂过程区是内聚力模型,条状屈服区模型的裂纹问题,受约束金属薄膜的裂纹问题,进行了分析计算,并与已有的结果进行了比较,得到了满意的结果。     

测量岩体中爆炸应力波参量时的长线效应

在变电容仪测量岩体爆炸应力波参量的多次实践中,发现存在着长线效应。文章对长线在远距离测试中的影响作了理论讨论,并结合变电容仪进行分析计算和实验验证,从而得出有关结论。     

应力波载荷作用下线弹性断裂过程的动态分析方法研究

利用Hopkinson单压杆实验装置 ,对材料的线弹性动态断裂特性进行了研究 ,建立了应力波载荷作用下动态裂纹起裂及扩展过程的动态分析方法 ,采用该方法可同时测得材料的动态裂纹起裂时间、断裂韧性和裂纹扩展速度。40Cr钢三点弯曲试样的实验结果表明 :该钢的动态裂纹扩展过程主要是减速过程 ,在2 2 5TPam /s的加载速率下 ,起裂时间为 2 8 0 0 s,最大裂纹扩展速度为 478 91m/s ,动态断裂韧性为6 3 12MPam。     

平面应力的弹塑性断裂模型及其有限元分析

本文根据文献对薄钢板试样的实验分析,提出一个平面应力的弹塑性断裂模型——带状颈缩区模型.将Dugdale模型推广到弹塑性变形场情形.用弹塑性全量理论和增量理论的有限元法,分别计算了具有中心裂纹的薄宽板受均匀拉仲情形的裂纹张开位移、应力应变场.结果表明Burdekin设计曲线在一定条件下才是安全的,本文计算的裂纹张开位移与一些实验测量结果符合良好.     

σ_（r4）在应力圆上的几何表示

σ_（ｒ４）在应力圆上的几何表示萧敬勋（河北工学院，天津３００１３０）第四强度理论与第三强度理论计算结果的差异问题，一向被人们所关注．一般人们在主应力空间用立体几何图形来表示其差异Ｉ‘１，或在平面应力状态下（σ３＝０），于σ１，σ２平面上用平面几何图?..     

对单轴应力状态下砂岩微观断裂发展全过程的实验研究

岩石的最终宏观断裂破坏与其内部微裂隙的发展和集聚有着极为密切的联系,若要想彻底弄清岩石的断裂破坏机理,就必须从岩石的微断裂发展全过程的分析入手。虽然前人对此已作了大量的工作(参见文献[1-12]),但迄今为止,在国内外确实仍未有人对同一岩石试 ...     

关于应力张量分量和应力物理分量间的转换问题

本文提出了理想物理标架的新概念；在此基础上，导出由任意坐标系到理想物理标架的变换关系，得到从应力张量分量到应力物理分量的转换公式；并给出一个算例说明其正确性．     

关于应力张量分量和应力物理分量间的转换问题

本文提出了理想物理标架的新概念；在此基础上，导出由任意坐标系到理想物理标架的变换关系，得到从应力张量分量到应力物理分量的转换公式；并给出一个算例说明其正确性．     

平面应力型动态断裂韧度的一种测试方法

1 引言由于试验技术及动态断裂分析上的困难,材料动态断裂韧度的表征与测试方法至今仍然很不成熟,尤其对于弹塑性材料,进展更为缓慢.早期的动态断裂韧度测试多半是在落锤式试验机上进行的,且用表征和测量准静态断裂韧度的方法来处理试验数据,从而     

断裂韧度试样应力强度因子的简便计算式

在断裂力学中,应力强度因子K_1是主要数据之一。因此,K_1的计算是断裂力学的一个重要内容。本文只讨论三点弯曲试样(图1)及紧凑拉伸试样(图2)的应力强度因子K_1的表达...     

韧性断裂裂纹尖端的物理特征和力学行为

本文综述了金属材料发生韧性断裂的裂尖钝化,孔洞成核和长大,孔洞-孔洞或孔洞-裂尖汇合导致裂纹扩展的物理特征,和描述这些特征的本构理论及物理模型。      

动静态界面断裂应力强度因子间的普适关系

1 引言裂纹在速率无关载荷作用下以低于Rayleigh 波速扩展的问题是动态断裂的一项基本课题.其应力强度因子的短期响应(即自裂尖发出的散射波未折返回时裂尖之前的响应)可用含半无穷长裂纹的无穷大构形来模拟.对均匀各向同性材料,Freund(见文[1]的总结)建立了下述普适关系     

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     

考虑应力三轴度影响的30CrMnSiNi2A钢韧性断裂研究

30CrMnSiNi2A钢是一种在军工领域应用广泛的低合金高强度钢。针对结构完整性的评估问题,采用试验和数值计算结合的方法研究了30CrMnSiNi2A钢的韧性断裂特性。对光滑圆棒试件在不同温度下进行准静态和动态拉伸试验,并通过有限元迭代方法标定了材料的Johnson-Cook动态本构模型参数,分析了温度和应变率对30CrMnSiNi2A钢断裂行为的影响。开展了缺口圆棒拉伸、缺口平板剪切和圆柱压缩试验,计算了各试件对应的平均应力三轴度和断裂应变,给出了应力三轴度在?1/3～1.5区间内的断裂应变变化曲线,分别确定了Johnson-Cook和Bao-Wierzbicki失效模型参数。研究表明,30CrMnSiNi2A钢的断裂应变与应力状态密切相关,且在不同的应力三轴度区间内曲线单调性差异较大,Bao-Wierzbicki失效模型较好地描述了这种钢在不同应力状态下的断裂特性。     

材料在应力波作用下的断裂——云纹法和HPB装置测动态COD

本文描述了一个研究材料动态断裂特性的实验方法.该方法采用霍布金森压杆装置,以火药枪为动力,在加载率K_I大于10~7kg·mm~(-3/2)·S~(-1)条件下将带有穿透裂纹的管状试件冲击拉断.实验中,运用云纹原理,通过一套光学装置,用瞬态变换器记录裂纹张开位移随时间的变化.用粘贴在试件上不同位置的应变片,通过超动态应变仪,用瞬态变换器记录入射、反映和透射应力波.由此确定作用于裂纹面的载荷随时间的变化。由反射应力波记录到的裂纹起裂时产生的卸载扰动讯号和裂纹张开速率的急骤转折点来确定起裂点. 本方法与目前广泛采用的示波摆锤冲击法相比,加载速率提高了近两个数量级,更能适应动态破坏的需要.而且力学分析基础也较摆锤冲击法更可靠.采用上述测量和记录系统,采样时间为0.2μs,断裂全过程约36μs,可得180个数据点,为对断裂各阶段进行分析提供了可能.     

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 ...