低温环境下十字形非传力角焊缝接头的疲劳性能

为了研究低温环境下钢桥焊接细节的疲劳行为和性能,以典型的十字形非传力角焊缝接头为对象,开展室温和?60 °C下的高周常幅疲劳试验;基于三维裂纹扩展数值模拟,分析低温对该焊接细节疲劳裂纹扩展寿命的影响机理. 结果表明,该焊接细节的室温和?60 °C条件下试验S-N疲劳寿命未表现出显著区别,初始焊接缺陷裂纹会在细节焊趾处的多个位置同时扩展;由低温环境导致的钢材断裂韧性的降低不会对该焊接细节的疲劳寿命产生明显影响. 虽然低温会增强钢材抵抗疲劳裂纹扩展的能力,但是该焊接细节的疲劳寿命主要受焊接过程产生的多样化初始裂纹缺陷因素控制;建议采用考虑多裂纹耦合扩展的三维裂纹扩展数值模拟来更加精确地预测疲劳裂纹扩展寿命.     

黄土劈裂注浆土体裂纹扩展模型研究

土体裂纹扩展几何形态是劈裂注浆加固设计中需要考虑的一个重要因素,但土体注浆劈裂的发生、发展过程很难可视化。本文结合兰州新区某快速道路工程K1+662.053段加固工程,通过分析劈裂注浆裂纹扩展走势,研究了黄土地区劈裂注浆对湿陷性黄土的加固机理。并从断裂力学的角度出发,对劈裂注浆过程中土体裂纹在浆液压力下的扩展、止裂行为展开了研究并给出了相应的判断依据,建立了裂纹扩展模型。研究表明:劈裂注浆裂纹形成纵横扩展形式呈张开型,属于I型裂纹;裂纹的扩展行为受注浆压力及土层地应力的影响;浆液在裂纹中通过挤压土体形成浆脉,对土体加固起到骨架支撑作用。     

混凝土工程设计中断裂力学的利用研究

关于混凝土断裂力学的研究,可以追溯到1959年Neville和1961年Kaplan C的断裂韧度试验研究。通过这些研究,断裂力学在混凝土当中的应用,引起了学术界的重视。在此基础上,关于混凝土断裂力学的研究工作逐渐丰富起来,从单纯的金属材料应用方法,到混凝土砂石和水泥等材料化学反应的研究,逐渐形成了非金属的断裂力学理论。     

浅谈断裂力学的发展与研究现状

本文通过对断裂力学的创立和发展的讨论,进一步说明科学技术与生产实践的进步是断裂力学产生的根本原因,继承和突破是断裂力学发展的基本途径,断裂力学的发展与生产实践紧密相关为基本论点,以及对新材料断裂理论的探索与对未来断裂力学的展望。     

基于基本解的杂交有限元法计算应力强度因子

含有裂纹的工程结构的应力奇异性表征通常需要借助应力强度因子.结合位移外推法,采用基于单元边界积分的杂交有限元法给出了平面I型(张开型)裂纹的应力强度因子的计算方法.解析满足控制方程基本解的线性组合被用来近似表达单元内部的位移场和应力场,而普通的形函数插值则被用于近似表达单元边界位移场.二者通过杂交泛函联系起来,并且泛函中所有单元域积分被完全转化为单元边界积分.两个典型断裂问题的计算结果显示该方法具有精度高的优点,可以方便地用于断裂问题的应力强度因子计算.     

楔形翼缘连接板腹板连接节点断裂性能

为定量确定采用楔形翼缘连接板的钢框架结构梁柱腹板连接节点焊缝应力强度因子与初始缺陷深度之间的函数关系,采用断裂力学与有限元分析相结合的方法.判断焊缝开裂的依据是一型应力强度因子,应力强度因子通过J积分的方法求得.通过有限元计算研究初始裂缝深度、梁截面尺寸、柱截面尺寸、梁柱长度和翼缘连接板伸出柱边缘的长度对腹板连接节点焊缝应力强度因子的影响.采用正交设计法进行研究方案设计,根据参数分析结果归纳出应力强度因子计算公式.结果表明,梁下翼缘焊缝比上翼缘更容易开裂,采用楔形翼缘连接板可以明显改善焊缝边缘的断裂性能,应力强度因子与梁截面参数是增函数关系,与柱截面参数是减函数关系.     

砌体等效断裂韧度的实用解析方法研究

根据砌体准脆性材料的断裂特性,提出了一种基于竖向灰缝模型的求解砌体等效断裂韧度的实用解析方法.首先根据复合材料力学和线弹性断裂力学的基本原理,运用修正的剪滞理论,分区引入变异层,建立了分层剪滞模型;然后根据能量法则,推导出了求解无筋砌体等效断裂韧度的解析计算模式;最后针对相关试验数据,得到了对应数值解的解析解,且与相关试验对应的数值解相比,解析解的均方差和变异系数更小,由此可以看出,本文的解析方法具有很好的鲁棒性.结果还证明了无筋砌体等效断裂韧度是与试件尺寸无关的断裂参数.该方法为砌体结构开裂机理的研究和发展,砌体结构力学性能的研究提供了新的技术路径.     

基于ANSYS的应力强度因子计算

以I型裂纹的3点弯曲试件为例,介绍和分析了运用有限元软件ANSYS计算应力强度因子的方法．通过对求得的应力强度因子值与解析解的比较,表明用有限元方法计算应力强度因子具有相当高的精度,并且操作简便．     

在役含缺陷冷凝器的定量风险分析

采用基于风险的检验分析与概率断裂力学相结合的方法,分析了在役含缺陷冷凝器的失效可能性和失效后果,利用API581的风险矩阵确定了冷凝器的使用风险。分析结果表明,该冷凝器的使用风险为“中等”,可以继续使用。     

带有裂纹构件的钢桁桥的检测和评估研究

在19世纪末至20世纪中叶,许多较大跨径的公路钢桥被建造起来,并且至今仍在运营.然而,在今天大轴重大流量交通荷栽作用下,许多部位已经出现了疲劳裂纹,因此,桥粱病害的_检测与钢构件的安全评估就显得尤为重要.而断裂力学是研究具有初始缺陷材料的有力工具.以嫩江钢桥为例,对该桥的钢材断裂韧性以及初始裂纹进行了检测,以及对检测结果的断裂力学分析,然后依据检测结果应用断裂力学方法时该桥的主要杆件进行了安全性能评估.