断裂力学法研究多轴疲劳裂纹扩展的速度

若对裂尖附近的单轴应力场应用叠加原理,则可合成多轴裂尖应力场分布;由裂尖处材料微元体在合应力下的破坏应当服从第四强度理论,则导出多轴作用下的等效应力强度因子;借用Paris公式的形式,则导出了一个多轴疲劳裂纹扩展速度的等效公式;这个公式应当具有工程上的意义。     

疲劳荷载与硫酸盐腐蚀耦合作用下水泥混凝土应力分析

目前对混凝土腐蚀疲劳问题主要集中在试验研究,难以揭示其变形和破坏的物理机制。针对这一问题,根据扩散理论及损伤力学理论建立了疲劳荷载与硫酸盐腐蚀耦合作用下水泥混凝土应力的数值求解方法。主要推导出受疲劳荷载作用的混凝土扩散系数公式,建立了硫酸盐腐蚀与疲劳荷载耦合关系,分析不同外界环境条件对疲劳荷载与硫酸盐耦合作用下水泥混凝土内部应力的影响,为疲劳荷载与硫酸盐腐蚀耦合作用下水泥混凝土构件损伤演化与寿命预测奠定基础。     

加载频率对纤维沥青混凝土疲劳性能的影响

以现象学法为基础,结合损伤力学原理,提出了纤维沥青混凝土疲劳破坏准则.通过不同频率、应力水平纤维沥青混凝土劈裂疲劳试验,研究了加载频率对沥青混凝土疲劳性能的影响,建立了不同频率下沥青混凝土疲劳寿命计算模型.试验研究和理论分析表明:疲劳加载频率越低,沥青混凝土疲劳寿命对应力水平的变化就越敏感,低速、重载交通是造成沥青混凝土疲劳破坏的重要原因.     

宽带随机谱下叉头疲劳寿命预测模型

依据疲劳裂纹扩展模型及严格的数学推导，引入了一种新的等效应力幅概念。提出了依据宽带随机谱功率密度函数求解等效应力幅的半解析公式。作为应用，建立了万向接轴叉头在宽带随机谱作用下，疲劳寿命快速评定模型。     

起重机主梁的疲劳计算

冶金起重机主梁的疲劳破坏通常发生在上盖板主焊缝和下盖板对接焊缝处。本文分析了主焊缝的应力状态和引起疲劳破坏的主要因素，介绍了疲劳强度校核和步骤。以金属结构工作级别作为桥梁，导出了疲营寿命估算的简捷方法，提出了提高主梁疲劳强度的措施。     

多轴载荷下AI-Mg-Si合金的循环特性及其机理

目的研究Al-Mg-Si合金在多轴比例和非比例载荷下的疲劳循环特性及其微观机理，为疲劳寿命估算公式的建立提供理论依据．方法宏观力学实验分析循环特性．结合透射电子显微镜分析不同加载路径下和不同的等效应力幅下的疲劳材料的位错结构特征．结果相同加载路径下，随着等效应力幅的提高，疲劳寿命降低，材料的循环硬化越来越显著，位错结构由不明显的交叉滑移过渡到明显的“迷宫”状特征．结论Al-Mg-Si合金的循环特性对加载路径和等效应力幅有强烈的依赖性，硬化越显著疲劳寿命越低．     

贫混凝土疲劳方程的建立及其应用研究

贫混凝土用于水泥混凝土路面或沥青混凝土路面基层时,和面层一起受到荷载应力和温度应力的反复作用,路面应力分析和结构设计时应考虑其疲劳性能.在室内贫混凝土小梁弯拉疲劳试验的基础上,分析疲劳寿命试验数据的概率分布,得出其疲劳寿命服从双参数威布尔分布,据此建立了不同应力水平和等效应力水平下两种形式的疲劳方程.根据此疲劳方程,得出贫混凝土的疲劳性能优于其他常用半刚性基层材料,并建立了贫混凝土作为水泥混凝土路面下面层荷载应力计算的疲劳应力系数,以及作为沥青路面基层层底弯拉应力验算的弯拉强度结构系数.     

贫混凝土基层疲劳特性研究

贫混凝土用于路面基层时,由于受到荷载应力和温度应力的反复作用,需研究其疲劳特性.通过分析室内小梁弯拉疲劳试验结果,得出贫混凝土的疲劳寿命服从双参数威布尔分布,据此建立了不同应力水平和等效应力水平下两种形式的疲劳方程.通过对比,得出贫混凝土的疲劳性能优于其他常用半刚性基层材料.利用得出的疲劳方程,建立贫混凝土作为水泥混凝土路面下面层荷载应力计算的疲劳应力系数,以及作为沥青路面基层时,进行层底弯拉应力验算的弯拉强度结构系数.     

连续油管疲劳寿命预测模型的建立

连续油管的失效主要是弯曲疲劳失效,因此连续油管的疲劳寿命成为衡量其可靠性的关键 指标。而连续油管疲劳是应力状态较复杂的多轴超低循环疲劳。目前该疲劳 寿命预测理论还很不成熟。笔者在综述了连续油管疲劳研究方法的基础上,利用等效应力建立了连续油管的疲劳寿命估计模型,得到了一个可应用于油田现场实际的半经验寿命公式,并用实验结果进行了验证。     

高性能混凝土腐蚀疲劳评价指标研究

混凝土腐蚀疲劳破坏是交变应力与腐蚀介质耦合作用的结果，对其研究目前国内外还仅出于理论探索阶段．本文利用自行设计的腐蚀疲劳加载试验装置，研究了高性能混凝土在三分点疲劳加荷及Na2SO4腐蚀溶液同时作用下的强度衰减规律，提出了评价高性能混凝土抗腐蚀疲劳破坏能力的腐蚀疲劳因子及腐蚀介质因子两项指标．结果表明，受腐蚀疲劳高性能混凝土的强度衰减幅度远超过浸泡腐蚀试件，水胶比、矿物掺合料对抗腐蚀疲劳有显著的影响．     

高温多轴变幅疲劳损伤累积

为进行高温多轴变幅疲劳寿命预测,以应力幅作为损伤变量,采用经典的Chaboche模型进行多轴疲劳损伤计算.多轴加载下等效应力的确定是根据单轴加载下的本构关系,利用多轴等效应变求出等效应力.修正Chaboche疲劳累积损伤模型中应力指数表达式的形式,根据Chaboche损伤累积模型,求解变幅加载下的疲劳损伤.推导出多级加载的Chaboche疲劳损伤累积公式,将其用于变幅加载块的疲劳损伤估算.寿命预测结果与试验结果接近,误差基本在2倍因子之内,说明了寿命估算方法的可行性.     

预应力混凝土构件正截面疲劳抗裂分析

针对预应力混凝土构件的正截面疲劳开裂机理与静力开裂机理的差异.指出了影响疲劳开裂的两个主要参数,即预应力钢筋的有效预应力值与混凝土抗拉疲劳强度随着重复荷载次数增加而逐渐降低,且其降低的程度不可忽略.在混凝土轴心拉-拉与拉-压疲劳试验的基础上得到了疲劳强度折减系数的计算公式,并推导出考虑了疲劳荷载作用而产生的预应力损失增量的计算公式.指出对于大多数允许出现拉应力而不允许出现裂缝的预应力混凝土构件,混凝土的抗拉疲劳强度折减系数应采用由拉-压疲劳试验得出的结果,不可简单地套用规范取值.最后给出了正截面疲劳抗裂分析的实用验算方法,为预应力混凝土构件的疲劳抗裂设计提供了依据,并可为制订有关设计规范所参考.     

冻融循环作用下混凝土结构寿命分析

分析混凝土冻融试验资料,推导出混凝土的粘聚力c及内摩擦角φ值与混凝土冻融循环次数N、未冻融前单轴抗拉强度ft0及单轴抗压强度fc0的关系公式;推导出弹性模量E及泊松比μ与混凝土冻融循环次数N的关系公式;通过联系实验室冻融和现场冻融的等效室内冻融循环次数公式,得出等效室内冻融循环次数的经历时间.然后采用有限单元法对混凝土结构在冻融循环条件下的应力、应变及屈服状态进行分析,并对其寿命进行预测.最后,采用此方法,预测了一个混凝土简支梁结构的寿命.     

钢筋混凝土三维轴对称非线性有限元分析

根据Ｄａｒｗｉｎ和Ｐｅｃｋｎｏｌｄ提出的“等效单轴应变”的概念,对Ｅｌｗｉ和Ｍｕｒｒｙ三维轴对称正交异性次弹中１．修正了二维主应力旋转法则,避免了原来法则可能引起的计算结果突变;２．根据试验分析,提出了一个极限应力对应的等效单轴应变计算公式,使有限元计算结果与试验符合较好,在此基础上,编制了钢筋混凝土三维车对称有限元分析程序,对几个试件进行了分析,分析结果表明,改进是合理可行的,可以普遍用于钢筋混     

循环蠕变加载下疲劳裂纹扩展速率的探讨

根据循环蠕变加载下应力-应变迟滞徊线的周期性,提出了在一个循环周期内以应变能密度为损伤参量,并把材料的机械疲劳损伤和蠕变损伤统一处理的方法,以解决这两种损伤之间的交互作用问题;指出了在循环蠕变的加速现象中包含了这两种损伤之间的交互作用的效果;借助于等效杨氏模量概念,对静蠕变公式进行修正后用于循环蠕变的应变计算,进而对能量密度进行计算。然后参照单轴疲劳的研究过程,导出了循环蠕变加载下基于能量密度的疲劳裂纹扩展速率公式。     

再生混凝土单轴受压变形性能的试验研究

对再生混凝土与普通混凝土的单轴受压性能进行了对比试验研究,主要包括弹性模量、应力应变曲线上升段以及峰值应变.研究结果表明,再生混凝土的弹性模量比普通混凝土低,用普通混凝土弹性模量计算公式不再适用于再生混凝土,在对试验数据进行了回归分析的基础上,提出了再生混凝土弹性模量的计算公式.应力应变曲线的上升段与普通混凝土相似,都是用3次多项式拟合,其峰值应变比普通混凝土高.     

混凝土截面抵抗矩塑性影响系数的理论分析

采用上升段与下降段均为线性的混凝土拉伸软化应力应变曲线,根据平面假设推导出了素混凝土矩形截面梁的截面弯矩与截面塑性发展深度的关系,得到了混凝土截面抵抗矩塑性影响系数的解析表达式.结果表明,混凝土强度等级越高,截面塑性发展深度越小,塑性影响系数也越小.     

混凝土注芯砌块砌体材料本构关系试验

与普通混凝土材料相比较,混凝土砌块砌体由于构成材料的性质迥异、规则性布置方式以及块体自身具有的方向性差别而表现出明显的各向异性.在宏观层次上,将各组成相材料的影响视为整体的平均表观性能考虑,把具有实际尺寸的宏单元体作为基本研究对象,采用唯象方法,通过设置减摩层,进行单元体在平面应力状态下的单、双轴试验.利用应力比、异化参数和等效单轴应变的概念,建立混凝土注芯砌块砌体材料的平面应力状态的非线性本构关系,并与试验曲线进行比较,能够很好地表征混凝土砌块砌体所具有的非线性各向异性特点.