板的弹塑性断裂随机有限元分析

在幂律非线性随机有限元基础上,借助小扰动随机性概念,系统地提出解决板的弹塑性断裂随机有限元分析方法,并给出以单边裂纹板为例进行弹塑性断裂参数及其对基本随机变量变化率数值计算的算例和方法的应用说明.     

裂纹端约束效应与18G2A钢JR曲线可转移性

采用有限元和J—A2方法对18G2A钢进行弹塑性断裂分析。通过引入一修正因子使J—A2的控制区进一步扩大，得到的结果与有限元分析结果相当吻合。在计算各单边缺口弯曲试件裂纹端的应力场后，得到了不同深浅裂纹的约束参数A2。同时，为了将实验得到的18G2A钢的JR曲线应用于实际裂纹构件，建立了JR曲线与约束参数A2之间的关系，给出了与约束参数A2相关的JR曲线族的表达式。由此预测的JR曲线与实验数据吻合较好，具有较好的工程应用价值。     

压力容器断裂韧度要求的预测

在弹塑性断裂双参数分析方法的基础上，导出了预测压力容器等重要工程结构断裂韧度ＣＴＯＤ要求的理论表达式。只要在实际结构服役条件下，材料断裂韧度高于该表达式要求的韧度值，就可防止结构的弹塑性断裂失效。同时，在该表达式中考虑了应力集中及焊接残余应力的影响，并表明断裂韧度要求随作用应力及板厚的增加而增加。最后给出了两个实例，以考核该理论表达式的实用性。     

循环J积分的工程计算方法

分析了循环Ｊ积分与Ｒｉｃｅ Ｊ积分数学形式上的相似性，提出了据应力强度因子手册和利用ＥＰＲＩ弹塑性断裂分析全塑性估算解计算ΔＪ的工程方法，有限元计算结果表明，该方法具有较高的精度。     

基于ANSYS的木才料模型属性的建立与压痕量的分析

材料模型属性描述的准确性在ANSYS分析中尤为关键，本文通过实验方法获得了典型材料的力学参数，特别是材料在塑性阶段的应力应变关系，并对实验数据进行了有效的整理，在ANSYS中建立了这些材料的模型属性．分析了在局部载荷下的压痕深度，计算其有限元硬度值，比较实验硬度值和有限元硬度值。结果表明材料弹塑性参数的实验数据准确，ANSYS材料模型属性建立有效。     

计算机辅助焊接结构弹塑性断裂分析系统

焊接结构弹塑性断裂计算机辅助分析系统，综合国际流行的R6-Rev．3断裂评定方法、EPRI弹塑性断裂工程分析方法以及焊接力学不均匀裂纹体的弹塑性断裂工程准则，能够对含缺陷焊接结构进行失效FAD图分析、驱动力图分析以及稳定性分析。对于推动断裂力学的工程应用具有重要的意义。     

花篮螺丝断裂危险点的实验分析

对火力发电厂管道支吊架系统中的花篮螺丝进行了力学性能测试和分析，在测试中发现，通过线弹性有限元计算所得的最大应力处（拉筋与头部拐角处内侧），并不足“最危险”的断裂地方，最后断裂发生在拉筋中部内侧，之后进行的弹塑性有限元计算也与这个结论相吻合，计算还表明，原设计强度富裕较大，可以减去部分重量，实验结果证明了理论分析的正确性。     

多裂纹型弹塑性干涉效应及其应用

本文采用弹塑性有限元进行Ｊ积分计算，分析了弹塑性条件下双裂纹引直怕Ｊ－积分干涉效应，且与线弹条件下Ｋ因子干涉效应进行比较，为多裂纹的工程评定提供了理论基础。     

中心裂纹宽板的弹塑性有限元计算

本文应用ADINA/ADINAT程序研究了中心裂纹宽板在超屈服断裂时的弹塑性有限元计算。分析了有关弹塑性断裂力学计算中的三个重要问题:1.三维应力,即板厚度对裂纹尖端应力场的影响。2.超屈服断裂中裂纹尖端附近应力应变场的奇异性。3.应用 ADINA 程序进行弹塑性有限元计算时,其增量载荷的选择方法。最后作为一个实例,计算了60×60mm~2,裂纹长度α=15mm的小型宽板的应力应变场,并将这些计算结果与实验结果比较,其一致性是很好的。     

金属正交切削加工过程的有限元分析

运用大型通用有限元程序对金属正交切削加工过程进行非线性弹塑性有限元模拟分析，得到不同刀具前角在加工过程中对切屑形状、应力分布、应变分布、残余应力及残余变形的影响，得出刀具前角值与剪切角的关系。计算验证了一些实验结果，结论可供工程应用参考。     

断裂力学和有限元法在疲劳磨损研究中的应用

综述了近年来国外应用断裂力学和有限元法研究疲劳磨损的进展和现状。主要评述了以线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学理论为基础,借助于有限元法分析疲劳裂纹的萌生、裂纹的扩展方向和扩展速率,以及疲劳磨损机理的热一机械耦合应力分析方法,目前疲劳磨损的研究主要集中于应用断裂力学建立恰当的磨损模型,用有限元法进行参数定量计算和疲劳裂纹行为的数值模拟,但关键问题在于确定合理的有限元分析模型,最后探讨了今后研究的方向。     

裂解气压缩机T4叶轮的可靠性灵敏度

以百万吨装置用压缩机T 4叶轮作为研究对象,基于有限元软件建立了叶轮的参数化有限元三维模型。选择几个关键几何尺寸作为随机变量,结合人工神经网络技术、随机摄动技术、矩阵微分理论和可靠性理论,以叶轮所受的最大应力不超过材料屈服强度为准则,建立了裂解气压缩机T 4叶轮的可靠性分析模型,并进行了可靠性灵敏度分析。在对各个参数进行无量纲化后,得到各参数对可靠度的灵敏度排序,为工程实际中叶轮的设计提供了理论依据。     

用弹塑性有限元法对焊接接头裂尖场J积分的研究

采用平面应力弹塑性有限元法研究了中心裂纹板焊接接头裂尖场J积分参量及其应用的可行性，数值分析采用MARC软件的二维弹塑性分析模型，探讨了不同强度匹配（高，等，低匹配）的焊接接头试样在加载过程中裂尖场J积分的变化情况，计算结果表明，靠近焊接接头裂纹尖端的J积分回路明显的路径相关性，而远离裂尖的J积分回路表现出路径无关性，焊接接头强度匹配因子M对裂纹尖端的J积分值有很大的影响，对应于每一个载荷P／P0，J积分的值随M的增大而减小，特别是当P／P0＞1．0时这种情况更明显。     

双向载荷下威布尔应力参量的研究

以往对双轴断裂的研究多采用线弹性断裂力学参量且限于弹性材料，局部法理论提出了威布尔应力参量，威布尔应力作为度量脆性断裂概率的参量已广泛采用。为研究双向载荷对威布尔应力的影响，文中开发了威布尔应力计算程序并进行考核验证，以威布尔应力为参量，以ASTM A36钢中心裂纹板为研究对象，结合有限元分析方法，研究二维裂纹问题在不同双向载荷比下威布尔应力参量的变化规律，从而得到双向载荷对脆断概率的影响。计算结果表明，平面应力状态下，双向载荷对威布尔应力和脆断概率基本上没有影响；而在平面应变状态下，威布尔应力和脆性断裂概率随双向载荷比增大而增大。     

A study on chevron crack formation and evolution in a cold extrusion

A numerical algorithm based on the element deletion method and rigid-viscoplastic finite element approach depending on Cockcroft-Latham and specific plastic work fracture criteria was applied to predict formation and evolution of possible cracking in a cold extrusion of aluminum and steel alloys. The Cockcroft-Latham fracture criterion induced an internal crack while an external crack occurred owing to the specific plastic work criterion in simulations. As a result, the Cockcroft-Latham criterion was found to be valid for predicting chevron cracking in comparison with the experimental observation available in the literature. Using the Cockcroft-Latham criterion, cracking was carefully investigated in terms of the size of the crack and gap distance between cracks depending on the number of elements and boundary condition at the punch interface. The critical damage values for the Cockcroft-Latham fracture criterion were also calculated based on the tensile instability and fracture conditions to investigate their effect on possible cracking. Finally, a processing map based on the Cockcroft-Latham fracture criterion for preventing chevron cracking in the cold extrusion of commercially available steel alloy was developed by considering processing parameters such as reduction in area and semicone angle. According to this investigation, the developed element deletion method with the Cockcroft-Latham fracture criterion was reasonably accurate for carrying out chevron cracking analyses in the cold extrusion with proper selection of a critical damage value.     

三排滚子转盘轴承的校核计算方法

针对现有转盘轴承在工程应用中所出现的滚道塑性变形、滚道疲劳剥落和套圈结构断裂这三种失效形式,利用转盘轴承的数值分析模型和有限元分析模型建立了联合载荷作用下三排滚子转盘轴承的校核计算方法。数值分析模型借助于变形协调条件和受力平衡条件解决了滚动体负荷分布的静不定求解问题;有限元分析模型将滚子简化为弹簧单元,而套圈仍然采用实体单元,避免了实体滚子与滚道接触的大量非线性数值求解计算。利用所建立的校核方法计算得出了滚道的抗塑性变形安全系数、滚道的疲劳寿命和套圈的结构强度安全系数,为判定该轴承满足给定应用工况要求的程度提供了依据。     

SEISMIC RANDOM VIBRATION ANALYSIS OF STOCHASTIC STRUCTURES USING RANDOM FACTOR METHOD

Seismic random vibration analysis of stochastic truss structures is presented. A new method called random factor method is used for dynamic analysis of structures with uncertain parameters, due to variability in their material properties and geometry. Using the random factor method, the natural frequencies and modeshapes of a stochastic structure can be respectively described by the product of two parts, corresponding to the random factors of the structural parameters with uncertainty, and deterministic values of the natural frequencies and modeshapes obtained by conventional finite element analysis. The stochastic truss structure is subjected to stationary or non-stationary random earthquake excitation. Computational expressions for the mean and standard deviation of the mean square displacement and mean square stress are developed by means of the random variable's functional moment method and the algebra synthesis method. An antenna and a truss bridge are used as practical engineering examples to illustrate the application of the random factor method in the seismic response analysis of random structures under stationary or non-stationary random earthquake excitation.     

高速重载齿轮的有限元分析

利用有限元理论和数值分析方法，对高速重载齿轮系统在加载和离心力共同作用下的变形和强度进行了分析，研究了离心力对该系统的影响和动态响应。利用三维啮合弹塑性接触有限元方法对高速重载齿轮进行了接触强度分析，并基于热弹耦合进行了轮齿的修形计算，得到轮齿的理想修形曲线，为高速重栽齿轮动态设计提供了一种非常有效的方法。