混凝土结构Ⅰ型裂纹裂尖塑性区研究

应用双剪统一强度理论,研究了Ⅰ型裂纹的塑性变形问题。给出了包含反映材料拉压性能差异的参数拉压比及反映中间主应力效应的参数b的Ⅰ型裂纹裂尖塑性区形状和大小的统一解。已有的Tresca准则、Mises准则和Mohr-Coulomb准则解均是本文的特例或线性逼近。针对混凝土结构,画出了不同参数b情况下的裂尖塑性区半径变化图。得出了材料拉压比对Ⅰ型裂纹裂尖塑性区影响很大。b对Ⅰ型裂纹裂尖塑性区影响随拉压比的不同而不同,拉压比较大时,b对塑性区影响大,拉压比较小时,b对塑性区影响小的结论。该统一解可以适应于各种不同材料,能充分发挥材料潜力,具有普遍性和广泛的适应性,有一定的工程应用价值。结论对于研究各种材料的断裂问题有参考作用。     

GM屈服准则求解Ⅰ型裂尖塑性区

用几何中线(GM)屈服准则求解了Ⅰ型裂尖塑性区的形状与尺寸,对比了基于Mises和Tresca准则的求解结果。表明在平面应变条件下,GM准则求解的塑性区面积在Tresca和Mises结果之间,Tresca塑性区面积最大,Mises面积最小,GM塑性区与Mises塑性区非常接近,三者的塑性区均成哑铃状。在平面应力下,GM和Mises塑性区二者仍最接近并为豆芽状,Tresca的塑性区最大。无论平面应力还是平面应变,GM准则计算结果与Mises结果均有最佳接近度。     

断裂故障研究中裂尖塑性区的影响及处理原则

通过对K判据的适用区与裂纹尖端塑性区的比较,在塑性区一定要小于K判据适用区的条件下,给出了K判据的适用边界线和判断脆性断裂的判断式;确定了K判据在结构静强度计算中塑性修正的基本原则,在此基础上讨论得出了塑性区尺寸小于裂纹长度,裂纹扩展寿命的估算方法仍适用,塑性对裂纹扩展寿命估算影响不大,而选用不同的经验公式估算裂纹扩展寿命所出现的误差却很大的结论.     

A537钢在盐水中疲劳裂纹尖端塑性区尺寸减小与声发射

研究了Ａ５３７低强度结构钢在空气和３．５％ＮａＣｌ中性水溶液中疲劳裂纹扩展及其相应的声发射规律。结果表明腐蚀疲劳裂纹扩展过程中声发射活动下降。由于裂纹尖端塑性区内的位错运动是疲劳与腐蚀疲劳裂纹扩展的主要声发射源，所以认为声发射活动性下降是氢使尖塑性尺寸减小所致。用激光散斑干涉法裂纹尖端应变分布，证明氢的存在使裂尖塑性区尺寸减小，氢的存在同提高裂尖局部材料的流变应力。     

基于双剪统一强度理论的轴心受压钢管混凝土承载力的研究

从双剪统一强度理论出发,推导出钢管混凝土核心混凝土抗压强度的计算公式,进行了钢管混凝土试件的轴心抗压试验,得出了其荷载变形曲线及极限荷载,并进行了钢管混凝土承载力的理论计算,所得理论结果与试验结果基本一致,说明双剪统一强度理论对于钢管混凝土的理论计算有非常好的适用性,为钢管混凝土的分析计算提供了一定的理论依据。     

Ⅰ型裂纹尖端塑性区和无位错区及其对裂纹扩展的影响

用裂纹与位错的相互作用模拟了刃型位错从Ⅰ型裂纹尖端沿多个滑移面的发射,得到了裂纹尖端周围塑性区和无位错区的形状和大小.结果表明,与宏观断裂力学算出的塑性区形状相比,本文给出的塑性区向裂纹前方倾斜;无位错区的形状与塑性区的相似.以应变能密度因子理论为判据,当存在明显的无位错区时,塑性区使裂纹扩展的潜力下降,但扩展方向不变;而当塑性区充分发展、无位错区的作用减小或消失后,裂纹扩展的方向可能发生变化.     

Ⅰ型裂纹受突加荷载时裂尖应力场的非局部理论解

本文应用非局部场理论分析了Ｉ型裂纹在突加荷载作用时裂尖应力场的问题，利用Ｅｒｉｎｇｅｎ提出的简化场方程导出了该问题的对偶积分方程，并通过数值计算方法得到该问题的数值解，结果表明在裂纹尖端应力场是非奇异的。     

基于双剪统一强度理论的圆板塑性极限分析

通过对轴对称弯曲圆板在塑性极限状态下应力和弯曲内力的分布研究,建立了双剪统一强度理论下用弯矩表示的屈服条件,即广义双剪统一屈服条件。该广义双剪统一屈服条件是一条对称的外凸闭合折线,可应用于由各种拉压强度比及剪压强度比材料构成的圆板和环板的塑性极限分析。对均布荷载作用下的简(固)支圆板进行了塑性极限分析,得出了圆板的塑性极限荷载、塑性极限状态时的内力场和速度场,分析了拉压强度比α以及中间剪应力影响系数b对塑性极限承载力的影响。     

裂尖塑性区内方向应变能裂纹扩展归一化准则

裂纹的起始扩展总是沿着裂纹的半径方向,在塑性区内半径方向的应变能能反映出材料的抵抗断裂的能力。对同一材料,不管它处于哪一种裂纹形式,它的断裂韧性参数是一个常量。本文引入了裂纹顶端临界扩展本征区。认为裂纹顶端存在一个决定裂纹扩展本征区,裂纹扩展是因为本征区的应力应变状态或损伤状态达到材料的断裂韧性才发生的。依此针对Ⅰ-Ⅱ...     

RETROSPECTIVE VIEW ON THE ROLE OF THE PLASTIC ZONE AT A FATIGUE CRACK TIP

A brief review is presented concerning the history of the development of links between the cyclic plastic zone at a fatigue crack tip, the fracture process zone and the occurrence of fatigue striations; a development in which Regis Pelloux played a pivotal role.     

PLASTIC DAMAGE ANALYSIS FOR THE PROCESS ZONE OF A FATIGUE CRACK

The process zone of a mode I fatigue crack is described asymptotically with damage coupled plastic constitutive relations. A parametric study is conducted to obtain the orders and angular distribution modes of stress, strain and damage fields, as well as the profiles of the related process zones. The fatigue crack growth rate is also formulated theoretically.     

基于虚拟裂缝模型的混凝土断裂过程区研究

利用虚拟裂缝模型对混凝土断裂过程区进行了研究.以无限大板中心拉伸裂缝模型为例,将过程区裂缝张开位移采用多项式级数形式表示,求得了断裂过程区上的位移分布和粘聚力分布.进而分析了材料参数对断裂过程区上的位移、粘聚力、断裂过程区长度以及峰值外荷载的影响.结果表明：断裂过程区上的位移和粘聚力均为非线性分布.断裂过程区长度随骨料最大粒径增大而逐渐增大,随抗压强度增大而逐渐减小.峰值外荷载随骨料最大粒径和抗压强度增大均逐渐增大.     

混凝土裂缝扩展过程中裂尖张开口位移(CTOD)与裂缝嘴张开口位移(CMOD)的变化关系分析

裂缝尖端张开口位移(CTOD)和裂缝嘴张开口位移(CMOD)是衡量裂缝张开程度的两个指标.该文进行了楔入式紧凑拉伸混凝土断裂试验,研究了在裂缝扩展的整个过程中裂缝尖端张开口位移和裂缝嘴张开口位移之间的关系.发现,裂缝尖端张开口位移和裂缝嘴张开口位移关系曲线可以用三线性模型来描述,两个转折点与裂缝的起裂和临界失稳扩展相对...     

自密实混凝土与老混凝土粘结剪切强度的塑性极限分析

该文假定了自密实混凝土与老混凝土粘结层的直剪破坏机构,选用Mises屈服条件,对新老混凝土的粘结强度进行塑性极限分析,得到粘结剪切强度的上限解τ的理论计算公式,并根据试验结果确定了公式中的主要参数,以供自密实混凝土加固工程设计参考。