轴表面半椭圆裂纹应力强度因子的求算

评价了将轴表面半椭圆裂纹简化为有限界平板的单边裂纹问题和半无限体表面穿透直线裂纹问题来处理的局限性。通过三维光弹实验成功地测定了弯扭载荷作用下的轴表面半椭圆裂纹前缘各点的ＳＩＦ（ＫⅠ，ＫⅡ，ＫⅢ），并根据几组光弹数据回归出轴表面对ＳＩＦ的影响修正系数ＭＹ与裂纹相对深度ａ／Ｒ之间的关系曲线。从而对目前尚无理论解的轴表面半椭圆裂纹的ＳＩＦ求解提供了依据，有一定的工程意义。     

万向接轴脆性断裂评定模型

本文旨在对万向接轴本体两类缺陷，即表面半椭圆裂纹及心部椭圆裂纹进行脆断安全评定。采用确定性断裂力学理论及概率断裂力学理论分别建立了确定性及可靠性评定模型，为制定相应压下制度下缺陷的安全评定及可靠性分析规范打下了基础。     

万向接轴脆性断裂评定模型

本文对万向接轴本体两类缺陷，即表面半椭圆裂纹及心部椭圆裂纹进行脆断安全评定。采用确定性断裂力学理论及概率断裂力学理论分别建立了确定性及可靠性评定模型，为制定相应压下制度下缺陷的安全定及可靠性分析规范打下了基础。     

复合型断裂准则在半椭圆表面裂纹问题中的应用

本文将最大应变能释放率理论,最小应变能密度因子理论和最大周向力理论用于计算受轴向拉伸和均匀剪切联合作用的半椭圆表面裂纹板的临界载荷,并与实验结果进行了比较。通过分析,提出将按照最小应变能密度因子理论,利用半椭圆表面裂纹短轴端点的应力场计算出的临界载荷值作为判断裂纹启裂的载荷,给出了复合型断裂准则应用于表面裂纹问题的条件,并给出了LC4CS材料半椭圆表面斜裂纹板受轴向拉伸时临界载荷的近似计算公式。     

油气管道内部轴向表面半椭圆裂纹弹塑性断裂分析

对油气管道内部轴向表面半椭圆裂纹进行了断裂分析,提出了改进的J积分估算公式.首先,基于使用形变塑性的详细三维FE计算,列表给出了部分以径厚比、裂纹深度与长度比、裂纹深度与管壁厚比、R-O材料应变硬化系数和半椭圆裂尖位置等为变量的J积分全塑性解.然后,通过对这些全塑性解分析指出EPRI分析方法中的不足之处.最后,以本次FE计算为基础,给出了沿裂纹尖端基于GE/EPRI的J积分预测公式,并通过对计算公式、EPRI J积分估算公式与有限元计算结果的对比,说明提出公式的精确性,为油气管道的断裂评定奠定基础.     

扇形缺口半椭圆表面裂纹应力强度因子K^＊I

提出了扇形缺口半椭圆表面裂纹应力强度因子ＫＩ公式。按这个ＫＩ公式计算得到了柴油机轴“无限”寿命的初始裂纹尺寸。它与由试验测得的数据基本一致。     

双向载荷对半椭圆表面裂纹J积分的影响

利用三维弹塑性有限元, 计算了双向载荷下半椭圆表面裂纹不同路径Ｊ积分值, 并与单向载荷Ｊ积分值作了比较, 结果表明： 双向应力下Ｊ积分的守恒性不如单向应力下Ｊ积分的守恒性, 且半椭圆表面裂纹表面点Ｊ积分的近似守恒性较表面裂纹最深点处Ｊ积分的路径无关性好许多, 表面裂纹的最深点处Ｊ积分路径无关性已很难保证     

基于有限元重合网格法的等大共面的三维表面裂纹交互因子研究

有限元重合网格法是一种发展中的简单、可行的多尺度有限元分析方法,文中将该方法扩展应用于分析三维线弹性断裂力学多裂纹问题.详细地介绍了有限元重合网格法在多裂纹问题中的基本原理,并以受远端均匀拉伸应力作用的含2个等大共面的半椭圆表面裂纹的有限宽有限厚板为例,用该方法计算分析三维多裂纹交互因子,同时详细讨论了结构几何参数、裂纹形状参数、相对裂纹位置和裂纹前沿位置对裂纹交互因子的影响.     

DBQ3000型塔机主臂杆纵向闭合裂纹强度的研究

用SQCE理论,对DBQ3000型塔机主臂杆母材非接头和接头部位存在的纵向闭合裂纹进行了分析计算,圆满地解决了先天性表面纵向闭合裂纹对塔机主臂杆强度和寿命的影响问题。对含裂纹构件的安全评定做了新的尝试。     

表面裂纹弹塑性断裂参数的估算和测试

本文提出了一种计算模型,用以估算带半椭圆表面裂纹幂硬化板材的弹塑性断裂参数。用该模型估算的表面裂纹最深点的应力强度因子K值与New-man-Raju 公式计算的K值吻合良好、弹塑性J积分值与Nikishkov-Atluri的三维有限元结果基本相符。用表面裂纹LD10CZ板材测定的表面裂纹嘴张开位移δ_m和J积分值与计算模型估算的δ_m和J值的误差不超过10%。在σ/σ_0> 0.5时,J与a_m有线性关系。     

夹杂对粉末冶金CT试样断裂性能影响的计算研究

采用GURSON本构方程对含夹杂粉末冶金材料紧凑拉伸试样进行了有限元分析,模拟了裂尖与夹杂的相互作用对基体的损伤及裂纹扩展性能的影响.圆形夹杂对基体材料的损伤及裂纹扩展性能是最保守的形状,对于椭圆形夹杂,硬夹杂在椭圆横向受力较为安全,而软夹杂则相反,在椭圆纵向受力对基体的损伤更小.     

表面裂纹问题的上限解

本文提供了带半椭圆表面裂纹的有限平板承受轴力与弯矩联合作用时的上限解。带单边深切口平板的一般屈服问题(指平面应变)文献已给出了滑移线分析结果,基于复杂条件的上限解很难引伸于表面裂纹问题。根据现有理论和数值分析,作者导出了另外一个简单的上限解,该解既适用于单边切口平板也易于引伸于表面裂纹平板。在实用问题中,估算表面裂纹平板在轴力和弯矩联合作用下的一般屈服载荷是一个重要问题。利用作者推荐的上限解和滑移线场理论已导出了表面裂纹平板的交互作用曲线,当表面裂纹的几阿尺寸给定之后,根据所导出的关系式就可以计算弯矩 M 和轴力 T 同时作用时的塑性限制系数, 计算的塑性限制系数已在 M_1、 T_1坐标平面上制成图表,这些图表有工程参考价值。     

万向接轴损伤容限评定模型

本文对万向接轴损伤容限评定的基本任务提出了建议，构造了Ⅰ－Ⅲ复合型半椭圆及角裂纹脆断临界裂纹尺寸的计算方法，提出了裂纹疲劳扩展过程中形貌变化方程的新解法，建立了疲劳寿命预测的循环续循环模型。     

用光弹性法测定复合型裂纹应力强度因子K_ⅠK_Ⅱ

本文提出了用光弹性法测定复合型裂纹应力强度因子 K_1、K_(1f)的原理和方法.通过对单边上具有不同角度贯穿斜裂纹的矩形截面板进行拉伸和弯曲试验,得到复合型裂纹应力强度因子 K_1、K_(?)的实验值。与数值解比较其误差在8%以内.     

含横向裂纹转子的动力学特性分析

基于断裂理论确定含裂纹结构的柔度,采用裂纹开闭模型,推导了固定坐标系中含裂纹轴的运动微分方程,分析研究了含横向裂纹Jeffcott转子在裂纹深度发生变化时的动力学行为,并进行了数值计算.分析结果表明:当裂纹深度很小时振动响应中就出现了2倍及3倍等倍频分量,并产生分频共振现象;裂纹转子在临界转速以上运行时,其转轴频响应和涡动幅值对裂纹深度变化不甚敏感,但高频分量还会出现.     

夹杂对粉末冶金CT试样断裂性能影响的计算研究

采用GURSON本构方程对含夹杂粉末冶金材料紧凑拉伸试样进行了有限元分析，模拟了裂尖与夹杂的相互作用对基体的损伤及裂纹扩展性能的影响．圆形夹杂对基体材料的损伤及裂纹扩展性能是最保守的形状，对于椭圆形夹杂，硬夹杂在椭圆横向受力较为安全。而软夹杂则相反．在椭圆纵向受力对基体的损伤更小．     

带有居中盘与悬臂盘的裂纹转子系统非线性响应特性分析

研究了轴上含有横向裂纹，刚性支承的带有居中盘和悬臂盘的双盘裂纹转子的非线性动态响应。考虑轴旋转过程中裂纹的开闭，推导出双盘裂纹转子的运动方程。采用仿真计算的方法，分析了转速、裂纹深度的变化对响应的影响，并且研究了盘的摆振与横向振动的区别。结果表明，裂纹转子随转速变化，响应会出现丰富的非线性特征；裂纹深度的增大，会导致系统响应出现分叉与混沌；外阻尼可以有效抑制非线性响应；盘的摆振对于裂纹的出现，较之横向振动，包含有明显的高次谐波分量，易于识别。     

具有横向裂纹的转子振动特性的研究

本文在对具有横向裂纹的转子振动特性进行细致地理论分析和仿真计算的基础上,利用模拟转子试验台进行了实验研究,得到了一些具有典型意义的裂纹故障特征谱图.研究表明,用实测振动信号诊断转子上的裂纹故障是实际可行的,具有在线诊断和简单方便的优点。     

简化线弹簧模型的研究

以工程应用为目的,首次将简化线弹簧模型应用于压力容器表面裂纹的弹塑性断裂分析。通过34Mn2V钢制高压氧气瓶表面裂纹的试验和分析,对简化线弹簧模型进行改进,其计算结果与实测结果基本一致,表明该模型可用于由象34Mn2V钢这类材料制成的压力容器表面裂纹的安全评定。     

桅杆结构纤绳拉耳任意形状孔边裂纹SIF计算

给定形状裂纹的SIF(应力强度因子)可以通过各种数值方法确定,但裂纹扩展过程中裂纹形状不断发生变化,对任意时刻所对应的裂纹进行全三维分析确定裂纹前缘应力强度因子不现实且难以实现.通过采用有限元法事先计算各种不同形状、尺寸的桅杆结构纤绳连接拉耳孔边裂纹前缘表面点及最深点处的应力强度因子及无因次形状因子,然后对基本数据进行多参数拉格朗日插值的方法来求解拉耳任意形状孔边裂纹的应力强度因子.并对某一形状裂纹的应力强度因子插值计算结果与有限元直接分析结果进行了对比,结果表明插值法具有较高的可靠性,可用于应力强度因子的近似计算.