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相似文献
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1.
基于有限元法模拟了受远场拉伸和弯曲载荷有限厚度平板的表面疲劳裂纹扩展。裂纹体网格由等参奇异单元构成,裂纹体和非裂纹体之间采用多点约束连接不匹配的节点;采用1/4节点位移法计算应力强度因子,根据Paris公式计算裂纹扩展增量,三次样条插值函数描述裂纹前沿;自编软件实时跟踪裂纹扩展。计算得到的应力强度因子与Newman和Raju的经验公式结果比较,符合良好。  相似文献   

2.
研究了平板对接焊缝的疲劳裂纹扩展问题,提出了一种考虑残余应力场重分布的裂纹扩展寿命计算方法.基于Terada提出的焊接残余应力场随裂纹扩展重分布的模型,在裂纹扩展过程中不断更新残余应力引起的应力强度因子和应力比并在此基础上计算构件裂纹扩展寿命.采用该方法分析了某焊接钢板的裂纹扩展寿命,并和不考虑残余应力场重分布的叠加法进行了对比.研究表明,提出的基于焊接残余应力场的疲劳裂纹扩展分析方法更加符合实际情况,可以预测出相对准确的裂纹扩展寿命.  相似文献   

3.
针对三通焊缝处的裂纹,考虑了工况载荷及材料系数的不确定性,基于随机有限元法对焊缝处裂纹应力强度因子进行计算。利用有限元法对三通焊缝处裂纹进行建模。基于拉丁超立方抽样设计方法,将工作压力、工作温度、弹性模量、导热系数、泊松比视为随机变量,利用随机有限元法分析这些变量对应力强度因子最大值影响的灵敏度及应力强度因子最大值分布规律。为三通焊缝处裂纹的可靠性评定中应力强度因子的计算提供依据。  相似文献   

4.
采用工程有限元软件ANSYS建立含铆钉填充锪窝孔板有限元模型,计算了不含铆钉填充的锪窝孔边单侧扇形角裂纹、含铆钉填充净配合锪窝孔边单侧扇形角裂纹和含铆钉填充锪窝孔在不同干涉量下孔边单侧扇形角裂纹前缘的应力强度因子的值,分析了铆钉与锪窝孔干涉配合量对孔边裂纹前缘应力强度因子的影响规律,给出了铆钉与锪窝孔干涉配合时的最佳配合量及有效干涉量范围,为铆钉设计提供了参考数据和指导性建议,对于铆接结构设计具有重要的工程实用价值。  相似文献   

5.
复合型裂纹的扩展路径模拟及疲劳寿命预测   总被引:1,自引:0,他引:1  
针对二维裂纹稳态扩展,基于位移外推,通过最小二乘法拟合得到应力强度因子数值计算方法;利用最大周向应力准则判断裂纹扩展方向,并得到作为裂纹失稳扩展判据的等效应力强度因子;通过Paris准则得到疲劳寿命预测数值方法。基于ANSYS软件平台,根据上述理论通过APDL编程建立了裂纹扩展路径模拟及疲劳寿命预测模型。该模型可根据裂尖位置进行参数化建模及网格自动划分。将3个典型算例仿真结果与相应解析解或实验结果进行比较,验证了该方法的正确性,为裂纹扩展路径模拟及疲劳寿命预测提供了一种有效的技术手段。  相似文献   

6.
在考虑材料参数、裂纹长度、外载分散性的前提下,文章首先用一般六节点单元和六节点奇异等参单元建立了平面裂纹的有限元模型,用Taylor展开随机有限元方法分析了平面裂纹应力强度因子分散性。在考虑多裂纹结构的断裂韧性和应力强度因子服从对数正态分布的基础上,结合可靠性分析中的应力强度干涉模型和二阶窄边界理论,建立了多裂纹结构的裂纹失稳扩展可靠性模型。当结构处于平面应变状态时,极限应力强度因子可以直接采用材料断裂韧性,当结构的厚度不能满足平面应变状态要求时,必须将材料平面应变断裂韧性转换为能适用的极限应力强度因子;对于各裂纹的应力强度因子及其分散性,可以通过随机有限元方法计算得到。  相似文献   

7.
综述了压力容器接管角裂纹应力强度因子KI的计算方法,从理论上说明了平板通孔角裂纹模拟接管角裂纹的合理性,提出了角裂纹应力强度因子KI的工程计算方法及模型实验方法。  相似文献   

8.
为得到法向压缩载荷对剪切型(Ⅱ型)裂纹开裂角和极限应力强度因子的影响规律,采用含单边裂纹的砂岩试件,在岩石剪切试验系统上对其进行剪切断裂试验研究,通过破坏时的最大剪切载荷计算出Ⅱ型极限应力强度因子,并拟合其与法向压缩载荷之间的关系;最后运用ABAQUS模拟验证本文试验结果。结果表明:法向压缩载荷对裂纹的起裂及扩展起到抑制作用,随着裂纹法向压缩载荷的增大,裂纹起裂角逐渐减小;随着法向压缩载荷增大,岩石Ⅱ型裂纹极限应力强度因子增大。  相似文献   

9.
本文首先阐述了在根据应力-强度干涉模型进行机械零件可靠性设计时,考虑可靠度置信限的必要性,分析了现有的干涉模型可靠度置信限计算方法的局限性,提出了用最优化方法来计算干涉模型可靠度的置信限;接着介绍了最优化法的基本思想,建立了求解干涉模型可靠度置信下限的数学模型,并以强度服从于韦布尔分布、应力服从于正态分布时的可靠度置信下限的计算为例说明了该方法的应用。  相似文献   

10.
双面焊有望改善顶板—纵肋焊接构造细节的疲劳抗力,而初始焊接缺陷是影响该类构造细节疲劳性能的关键因素。基于断裂力学理论,采用FRANC3D-ABAQUS交互技术建立了含初始裂纹的钢桥面板多尺度有限元模型,研究顶板—纵肋连接焊缝疲劳裂纹应力强度因子。分析了焊缝熔透率、顶板厚度、初始裂纹形状比等对双面焊缝疲劳裂纹应力强度因子的影响规律。结果表明:钢桥面板—纵肋连接焊缝细节处疲劳裂纹为Ⅰ型主导的Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ复合型疲劳裂纹;双面焊缝顶板焊根处疲劳裂纹应力强度因子最大值比单面焊缝小64.3%,改善了顶板—纵肋焊缝的疲劳性能;焊缝熔透率对顶板—纵肋双面焊接细节疲劳裂纹应力强度因子影响较小;加厚顶板显著降低了顶板—纵肋双面焊接细节疲劳裂纹应力强度因子;随着初始裂纹形状比增大,裂纹应力强度因子减小。  相似文献   

11.
利用ANSYS有限元软件对连杆结构进行应力分析,获得了连杆结构在拉压工况下的应力强度分布,结果表明:该连杆在受拉压两种工况下最大等效应力出现在连杆小头孔的内表面上,拉压工况下其值分别为15.1MPa和161.0 MPa.然后利用ANSYS有限元软件中的蒙特卡罗法来分析连杆结构的可靠性,经过分析获得了连杆结构在置信度为9...  相似文献   

12.
为获得半刚性基层沥青路面结构的力学参数并分析其变化规律,设计并修建了大尺度半刚性基层沥青路面结构室内试槽,采用逐级加载方法进行结构内部应力、应变和模量的分层检测与试验.在试验数据的基础上,建立道路三维有限元模型,验证模型正确后进行了承载板数值仿真试验,分析了超载引起的半刚性基层开裂位置、起裂荷载、裂缝状态、应力强度因子和裂缝类型等问题.结果表明:当交通荷载超过起裂荷载时基层裂缝开始出现,沿路面横向基层层底靠近承载板中轴线位置的单元首先开裂,裂缝在行车荷载作用下进一步向上扩展而形成基层横向裂缝;半刚性基层荷载型开裂主要以I型张开型裂缝为主,应力强度因子大小取决于施加的荷载大小、裂缝长度和模型几何尺寸,应重点从合理设计基层厚度、改进基层材料性能和严格控制超载几个方面减少半刚性基层裂缝的产生.  相似文献   

13.
采用应力强度评定与疲劳分析的方式探究球罐开孔结构是否满足设计应力强度要求,以2 000 m3的大型空气球罐为例,利用有限元分析软件对空气球罐上、下极板进行了设计工况下的静力分析。计算得到球罐下极板最大应力强度值为334.07 MPa,位于人孔M2凸缘内拐角处,上极板最大应力强度值为404.28 MPa,位于放空口N4接管内壁。在球罐开孔结构选取的14条路径上的应力值作为强度评定依据,上、下极板的最大应力值作为疲劳分析依据。结果表明:其计算结果均满足强度评定标准,空气球罐开孔结构交变应力满足疲劳要求,大型空气球罐开孔结构的设计满足设计应力强度要求。  相似文献   

14.
在起重吊装作业中常有因吊钩强度不足而导致事故发生的问题,概率有限元法能清楚地模拟实际问题的真实行为特征,利用该方法可以实现吊钩极限工况下的危险区域强度可靠性分析,并确定敏感性因素,给出可靠性分析结果.运用通用有限元分析软件,首先根据吊钩的极限载荷工况,对其进行静应力分析,确定其危险区域和最大应力值,然后利用软件提供的概率分析系统模块,根据应力-强度干涉理论,建立极限状态函数,生成概率分析文件,选用蒙特卡罗方法和拉丁抽样法对吊钩进行可靠性分析.分析结果表明,在置信度为95%时,吊钩可靠度达94.1%,其可靠度在可以接受的范围内.  相似文献   

15.
提出构造奇异单元的一种新方法,引入8节点四边形单元,通过退化为6节点三角形单元,从而构造出表达裂纹尖端的奇异性的奇异元;给出了应用ANSYS计算应力强度因子的具体实施步骤,计算结果与理论值进行对比,表明该方法的可行性与可靠性.  相似文献   

16.
以应力-强度干涉模型为基础,分析了当应力和强度服从不同分布时,机械零件的可靠度与平均安全系数的关系,提出了一种基于平均安全系数的可靠性设计方法,设计实例验证了该方法的可行性,为提高零件设计水平,减小零件尺寸和节省制造成本提供了理论基础.  相似文献   

17.
天然气平板闸阀的有限元应力分析及结构改进   总被引:1,自引:0,他引:1  
为了研究某闸阀发生开裂事故的原因,利用有限元方法对闸阀结构进行了应力分析.根据闸阀结构二维图纸的相关参数,运用三维建模软件建立闸阀的几何模型;将几何模型导入有限元分析软件ANSYS的仿真平台Workbench,建立闸阀的有限元分析模型;以闸阀的实际工作情况为依据,对闸阀的有限元分析模型施加边界条件,计算出闸阀的应力分布.闸阀的应力分布结果显示,闸阀在其凸台结构处具有应力集中现象且闸阀的最大应力也出现在凸台结构处,易引起闸阀凸台处的开裂.为了缓解闸阀凸台结构处的应力集中现象,对闸阀结构进行改进,去掉闸阀上引起应力集中的凸台结构.改进后的闸阀有限元应力分析表明:其最大应力值比改进前降低了37%左右,能更好地保证闸阀的安全使用.  相似文献   

18.
考虑随机不确定性因素的影响,对50 MN三梁四柱式锻造液压机工作缸缸体进行可靠性分析。通过ANSYS/APDL参数化设计语言,建立缸体三维参数化模型;根据应力-强度干涉原理,建立缸体可靠性模型;将缸体的几何参数、载荷及屈服强度等参数设为服从一定分布规律的随机变量,运用ANSYS/PDS模块,采用Monte-Carlo模拟技术,对其进行可靠性仿真,给出了缸体的可靠度数值;通过灵敏度分析,探讨了各不确定性变量对缸体可靠度的影响规律。  相似文献   

19.
Large-module rack of the Three Gorges shiplift is manufactured by casting and machining, which is unable to avoid slag inclusions and surface cracks. To ensure its safety in the future service, studying on crack propagation rule and the residual life estimation method of large-module rack is of great significance. The possible crack distribution forms of the rack in the Three Gorges shiplift were studied. By applying moving load on the model in FRANC3 D and ANSYS, quantitative analyses of interference effects on double cracks in both collinear and offset conditions were conducted. The variation rule of the stress intensity factor(SIF) influence factor, RK, of double collinear cracks changing with crack spacing ratio, RS, was researched. The horizontal and vertical crack spacing threshold of double cracks within the design life of the shiplift were obtained, which are 24 and 4 times as large as half of initial crack length, c0, respectively. The crack growth rates along the length and depth directions in the process of coalescence on double collinear cracks were also studied.  相似文献   

20.
采用各向异性体平面弹性理论中的复势方法,引用适当的保角变换,研究各向异性板中穿透性直线裂纹的平面弹性问题。借助应力边界条件推出应力函数的表达式,得到Ⅰ型裂纹尖端附近的应力强度因子、应力场及位移场的解析解.  相似文献   

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