水工涵闸混凝土结构裂缝成因分析

水工涵闸属于水工薄壁结构混凝土工程,开裂的可能性很大,其开裂的主要部位在水工涵闸的墩墙上。而且水工涵闸的底板也有开裂的可能。分别阐述水工涵闸混凝土的墩墙和底板裂缝的形式及其产生的原因,以期为未来水工涵闸墩墙结构的裂缝防治提供借鉴。     

矿石冲击下自卸汽车车箱底板纵横梁开裂和断裂原因分析

针对重型自卸汽车车箱在装载矿石过程中出现的车箱底板纵横梁异常开裂和断裂问题,应用HyperMesh有限元软件建立了以板壳单元为基本单元的车箱有限元分析模型,并针对装载矿石的特点建立了矿石有限元模型,采用显式动态有限元法,以ANSYS/LS-DYNA为求解器,求解了不同质量的矿石从不同高度下落对车箱底板的冲击响应。结果表明：车箱底板纵横梁异常开裂和断裂是底板纵横梁连接部位冲击应力值大于材料的最小抗拉强度产生的,这与实车车箱底板纵横梁开裂和断裂情况相吻合。当车箱底板厚度为16mm,下落矿石质量超过0.3t之后,开裂和断裂处最大应力已大于底板材料的屈服强度（345 MPa）或最小抗拉强度（470 MPa）。为避免出现车箱底板大梁异常开裂和断裂现象,在确定的车箱底板厚度条件下,应限制装载矿石的质量和下落高度。     

坞式结构有限元仿真模拟及施工过程对底板受力影响分析

大型船闸底板表面经常会产生顺水流方向的纵向裂缝,常规设计方法无法解释.引入土体渗流固结理论,建立模拟船闸施工过程的有限元仿真模型,对比常规设计方法计算结果,从另一角度进一步分析底板开裂原因,认为常规设计方法是一种瞬态整体分析方法,既没有考虑船闸施工过程,也没有考虑土体沉降过程时间特性,对底板上表面应力计算存在较大偏差,建议设计时采用仿真方法进行计算分析.     

热锻黄铜阀门开裂原因及热脆机理分析

黄铜阀门在热锻后出现了开裂现象,通过化学成分分析、金相检验、扫描电镜和能谱分析等方法对阀门开裂原因进行了分析。结果表明:热脆现象是导致阀门沿晶开裂的主要原因。热锻过程中,铅元素在晶界处发生偏聚,形成富铅的低熔点共晶相,使晶界弱化;在拉应力作用下,裂纹从阀体表面起源,沿轴向扩展,最终导致脆性开裂。最后针对阀门开裂原因提出了预防措施。     

汽车防震器外筒开裂原因

采用宏观分析、化学成分分析、硬度测试、金相检验和能谱分析等方法对材料为STKM12B的机械结构用碳素钢汽车防震器外筒在组装时发生开裂的原因进行了分析。结果表明:外筒开裂为塑性开裂,装配应力过大是造成开裂的外部原因;另材料局部显微组织粗大、晶粒不均匀以及硬度偏低是导致防震器外筒组装时发生开裂的内在原因。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢输油管道开裂原因分析

通过化学成分分析、宏观检验、金相检验和断口分析等方法对1Cr18Ni9Ti不锈钢液压油输送管道开裂原因进行了分析。结果表明:不锈钢管开裂为应力腐蚀开裂,裂纹起源于管道外壁并逐渐向内壁扩展;产生开裂的主要原因是工业水中氯、硫和氧等腐蚀性物质不断在钢管外壁沉积,在管道压力和腐蚀介质共同作用下,不锈钢管发生应力腐蚀开裂。     

电流互感器铝合金法兰开裂失效分析

某福建沿海地区用于电流互感器的铝合金法兰发生多处开裂,采用宏观检验、化学成分分析、金相分析、扫描电镜以及能谱分析等方法对该法兰开裂原因进行了分析。结果表明:法兰开裂均起始于螺栓孔处,为在腐蚀介质和应力共同作用下发生的应力腐蚀开裂;法兰螺栓扭紧力高、服役环境氯离子含量高以及法兰所用铝合金材料应力腐蚀开裂敏感性高等是造成该法兰开裂的主要原因。最后针对法兰开裂原因提出了预防措施。     

某型号战车内部管路组件开裂原因

某型号战车服役期间内部管路组件发生开裂失效。采用宏观观察、低倍检验、化学成分分析、拉伸试验、金相检验、微观分析等方法对管路组件开裂原因进行了分析。结果表明:盖板厚度方向上未能焊透是管路组件发生开裂失效的主要原因,冷却液中氧、硫等典型腐蚀性元素的引入是管路组件发生开裂失效的次要原因。在应力和腐蚀介质的共同作用下,管路组件发生开裂失效。     

10K钢冷镦开裂原因分析

0K冷镦钢在顶锻实验过程中出现开裂。利用光学金相显微镜和扫描电镜等仪器对开裂原因进行了分析。分析结果表明，铸锭中分布不均匀的非金属夹杂物和组织中过量分布于晶界的贝氏体和三次渗碳体是导致冷镦开裂的原因。     

37Mn钢气瓶开裂原因分析

某37Mn钢气瓶在进行水压试验时发生漏水现象,对气瓶进行检查后发现气瓶存在撕裂状开裂。通过对开裂气瓶的宏观形貌、化学成分及微观形貌进行分析和检验,查明了其开裂原因。结果表明:引起气瓶撕裂状开裂的主要原因是其原材料钢管存在外折叠缺陷。     

铝合金裂纹板的阳极化处理与复合材料补片胶接修理效果

采用磷酸阳极化方法对胶接修理铝合金裂纹板的粘接表面进行了处理,并用单向碳纤维/环氧复合材料补片对铝合金进行了修补.测试了阳极化铝合金的粘接性能、修补结构的静态力学性能和疲劳性能,考察了粘接表面的阳极化处理对修补结构的静态力学性能和疲劳性能的影响.结果表明,磷酸阳极化在铝合金表面形成多孔膜,复合材料补片修补胶接时胶粘剂能渗透进入阳极化铝合金表面的多孔膜,在粘接界面上形成一层过渡层,该过渡层的形成能有效提高其与复合材料的粘接性能,其粘接副的拉剪强度提高了104%;铝合金裂纹板胶接修理前的粘接表面的阳极化处理能大幅度地提高修复结构的静态强度和疲劳寿命,当用单向碳纤维/环氧复合材料补片单面修补时,修补结构的破坏强度为418.13MPa,恢复到完好板的93.42%;修补结构的疲劳寿命相对裂纹板延长了1.42倍,比未阳极化的修补板的疲劳寿命增加了27.59%.修补前的阳极化处理也使修补结构在一定周次疲劳后的剩余强度有所提高.     

Analytical Model for Prediction of Reduced Strain Energy Release Rate of Single-Side-Patched Plates

A study was undertaken to develop an analytical model that can predict how much reduction in Strain Energy Release Rate (SERR) can be achieved by repairing a cracked plate using a single-side bonded patch. The plate may be subjected to inplane or out-of-plane bending loading. Furthermore, the plate may be flat or curved in a cylindrical shape. The model helps to select patch material (i.e., elastic modulus of the material) and the appropriate patch size in order to reduce the SERR at the crack tip of the patched base plate. In other words, the analytical model can be utilized to select the patch material and patch dimensions required to achieve the desired SERR for a cracked base plate with known modulus, thickness, and crack size. The model is based on axial and bending stresses of the single-side strap joint configuration, which are related to the SERR at the crack tip of a plate with a single-side patch repair. In order to verify the analytical model, finite element analyses were conducted to determine stresses as well as SERR in many different patched plates. The numerical study confirmed the validity of the analytical model in predicting the reduction ratio of SERR resulting from the single-side patch repair.     

厚板爆炸焊接窗口理论的应用

厚板爆炸焊接的焊接质量，焊接与否都比薄板更加强烈地依赖于爆速，复板加速间抛掷角，打击速度等焊接参数，该文根据可焊窗口理论，对厚板爆炸焊接参数选择时应注意的总理２进行了分析，尤其对焊接上限问题进行了较深入地讨论。     

复合材料单面修补板裂纹尖端J积分的解析预测模型

考虑附加弯矩的影响,基于单搭接接头理论建立了单面修补含中心穿透裂纹直板解析模型,求解了修补结构基板的最大最小应力,并与有限元结果进行对比验证,研究了补片长度、宽度、厚度和胶层弹性模量对有限元模型裂纹尖端J积分的影响,通过拟合基板应力与有限元模型裂纹尖端J积分的数值关系,得到了求解修补结构裂纹尖端J积分的解析公式,并验证了其在单面修补弯曲板的适用性。通过研究和分析发现,求解的解析模型适用于承受面内载荷、面外载荷以及混合载荷下的平板和弯曲板修补结构。     

炭纤维/ 环氧复合材料单面修补中心裂纹铝合金板的静态和疲劳特性

利用真空袋压工艺, 采用单向炭纤维复合材料补片对中心裂纹铝合金板进行了单面胶接修补。测试了复合材料修补板的静态拉伸强度及修补板在拉拉疲劳过程中的裂纹扩展、界面脱粘和剩余拉伸强度等疲劳性能。结果表明, 复合材料补片胶接修补能有效地提高裂纹板的破坏强度和刚度, 降低裂纹板的疲劳裂纹扩展速率, 提高其疲劳寿命。裂纹板经单向炭纤维/ 环氧复合材料补片修补后, 其破坏强度从311. 48 MPa 提高到364. 74 MPa ,疲劳寿命从32217 次提高到77546 次。疲劳导致修补结构的粘接界面脱粘, 脱粘区域近似椭圆形; 脱粘面积随疲劳周次的增加而增加, 且增加的幅度与疲劳周次相关。      

Elastic T-stress for cracks in test specimens subjected to non-uniform stress distributions

Finite element analyses have been conducted to calculate elastic T-stress solutions for cracked test specimens. The T-stress solutions are presented for single edge cracked plates, double edge crack plates and centre cracked plates. Uniform, linear, parabolic or cubic stress distributions were applied to the crack face. The results for uniform and linear stress distributions were used to derive weight functions for T-stress for the corresponding specimens. The weight functions for T-stress are then verified against several linear and non-linear stress distributions. The derived weight functions are suitable for the T-stress calculation for cracked specimens under any given stress field.     

复合材料层合矩形板非线性湿热振动

在考虑湿热影响的基础上，研究了复合材料层合矩形板的非线性湿热振动，并讨论分析了湿度、温度、长宽比对复合材料层合矩形板非经性固有振动周期的影响。     

PS版用铝合金上机适用性研究

研究了PS版用铝合金的化学成份及加工工艺对版基性能的影响。     

金属裂纹板复合材料胶接修补强度的弹塑性有限元预测

金属裂纹板经复合材料补片胶接修补后,其结构强度明显提高,但裂纹板中的裂纹会导致严重的应力集中现象,并易产生塑性变形,呈现强烈的材料物理非线性特性,需要采用弹塑性力学原理,进行复合材料胶接修复结构的静强度预测。为此,考虑金属板材料的非线性特性,建立了金属裂纹板复合材料胶接修补结构的弹塑性有限元模型,并通过试验验证了模型的有效性。在此基础上,提出了基于裂纹尖端的张开位移(COD)判据的拉伸强度预测方法,分析了修复结构的塑性应变、COD以及静拉伸强度。结果表明:相对于应力强度因子K判据, COD判据能更有效地预测修复试件的静拉伸强度。      

Analysis of cracked anisotropic plates using the hybrid finite element method

This paper presents a convenient and efficient method to obtain accurate stress intensity factors for cracked anisotropic plates. In this method, a complex variable formulation in conjunction with a hybrid displacement finite element scheme is used to carry out the stiffness and stress calculations of finite cracked plates subjected to general boundary and loading conditions. Unlike other numerical methods used for local analysis such as the boundary element method, the present method results in a symmetric stiffness matrix, which can be directly incorporated into the stiffness matrix representing other structural parts modeled by conventional finite elements. Therefore, the present method is ideally suited for modeling cracked plates in a large complex structure.