断裂力学中应力强度因子的2种解法

提出Fourier积分变换和有限元数值解法求解工程断裂力学中应力强度因子KⅠ的2种解法，而KⅡ可通过两者之间的关系导出，其解值与实际均基本吻合；初步分析和验证了后者解析解的误差关系。这2种方法具有简单方便的特点。     

热电材料断裂力学及热电转换效率研究的若干进展

热电材料作为一种新型功能材料可以将热能与电能相互转换,其断裂力学问题以及热电转换效率受到越来越广泛的关注,国内外许多学者开展了大量的研究工作.基于作者近几年在热电材料断裂力学和热电转换效率方面开展的研究工作,从理论分析、数值模拟和实验研究3个方面,综述了热电材料断裂力学问题的最新研究进展以及提高热电转换效率的研究成果.最后对未来热电材料断裂力学及热电转换效率的研究进行了展望.     

TB5钛合金板试件疲劳破坏过程的宏微观跨尺度数值模拟

为了研究TB5钛合金板试件从微观初始缺陷到宏观疲劳断裂全过程中的跨尺度数值模拟问题,以约束应力表征材料的疲劳损伤度,以约束应力区裂纹模型描述材料从微观到宏观的疲劳破坏过程,以应变能密度因子作为宏微观跨尺度疲劳裂纹扩张的控制参量,发展了一种宏微观跨尺度疲劳破坏过程的数值模拟方法。在该模型中,可通过疲劳源处材料初始缺陷大小和3个尺度效应函数来表征材料微观因素对疲劳破坏过程的影响。对TB5钛合金光滑板试件(应力集中系数Kt=1)和含切口板试件(Kt=3)进行了数值模拟计算,结果表明,计算S-N曲线与试验S-N曲线能够精准吻合。通过考虑微观效应,其疲劳寿命试验数据的离散性也可由模型计算结果得以体现。     

沥青混合料低温性能J－积分的研究

应用弹塑性断裂力学的Ｊ－积分评价沥青混合料的低温断裂性能，并将计算而青材料的Ｊ－积分的表达式分为弹性和塑性两个部分，推导出Ｊ－积分的更为明确的计算式，它清楚地表明了沥青混合料在低温状态下由塑性体向弹性体转化的过程，并把定义沥青混合科的脆化点的方法量化．采用了两种沥青混合料对上述推论进行了试验验证．证明不同性能的沥青混合科其Ｊ－积分值有明显差别．     

基于分层线性离散模型的FGM板断裂力学分析

为对功能梯度材料(FGM)板进行断裂力学分析,提出了施加温度场建立FGM板分层线性离散模型的方法.采用该方法、梯度有限元法和常规有限元法对FGM板的应力场和位移场进行对比分析,结果表明该方法简便可行.在所提方法的基础上,采用扩展有限元法求解含裂纹FGM板的位移场,再利用位移外推法计算裂纹尖端的应力强度因子,通过上述方法对不同材料梯度参数、裂纹尺寸、裂纹倾斜角的FGM板裂纹尖端应力强度因子进行数值模拟.计算结果表明,合理地选择FGM板的梯度参数并控制裂纹尺寸能有效降低裂纹尖端应力强度因子.所提出的方法可推广应用于材料梯度分布为任意连续变化的FGM板断裂力学分析.     

裂隙岩体有效弹性模量估计的一种方法

在裂隙随机分布和不考虑裂隙闭合效应的前提下，提出将单个裂隙置于Taylor介质中，以此为基础分析单个裂隙的力学行为，进而分析裂隙相互作用效应对岩体有效弹性模量的影响．根据Betti能量互等定理和断裂力学理论推导出裂隙岩体有效弹性模量、剪切模量、体积模量和泊松比的理论表达式，探讨了3种有效模量随裂隙密度参数变化而变化的规律，并与Taylor方法和自洽方法的计算结果进行对比，分析表明本文方法的计算结果更合理．     

拱坝表面温度裂缝的成因及稳定性分析

结合混凝土材料特性，分析了拱坝表面温度裂缝的成因，对其混凝土温度过程、温度应力过程进行了分析计算。在此基础上，应用线性断裂力学的方法对表面温度裂缝的稳定性进行了分析，提出了相关的结论。     

随机荷载作用下疲劳裂纹扩展新算法

认为疲劳裂纹扩展的机理是惯性效应,并在断裂力学的基础上,通过引入惯性效应因子导出等幅荷载作用下疲劳裂纹扩展速率解析表达式.将随机载荷用通用的傅立叶变换转换为等幅非对称循环载荷的叠加,这一方法具有力学概念清晰、简便的特点.通过与试验数据和其它方法的对比研究,证明了该方法的有效性.成功地将等幅载荷作用下疲劳裂纹扩展新公式推广到随机载荷作用.     

直通型CT试样COD弹塑性换算

基于刚性转动假设和功等效原理,推导了直通型CT试样的裂纹嘴张开位移和加载线张开位移弹塑性换算公式,并采用Cr2Ni2MoV钢对公式进行试验验证.根据弹塑性有限元分析,刚性转动假设得到了很好的验证,刚性转动中心靠近裂尖位置且受材料本构关系的影响甚微,转动半径R仅与裂纹长度和试样宽度之比a/W有关.有限元分析和试验结果表明,直通型CT试样的COD弹塑性换算公式用于塑性功计算具有更好的精度.     

相干梯度敏感干涉测量技术及在静态断裂力学实验中的应用

介绍了相干梯度敏感(CGS)干涉测量技术的基本原理及其在静态Ⅰ型断裂实验中的应用,验证了该方法对裂纹尖端局部变形场和断裂特性进行定量研究的可行性。给出了代表静态Ⅰ型裂纹尖端奇异场光力学信息的CGS控制方程,模拟并分析了Ⅰ型裂纹尖端的CGS条纹模式,对静态Ⅰ型裂纹尖端变形场和断裂特性进行了三点弯曲的CGS试验,并提取了应力强度因子KⅠ。结果表明,试验结果与理论分析结果相吻合。