裂纹长度对提升机主轴断裂参量的影响分析

针对最危险的一种工况,模拟计算了提升机主轴高应力区半椭圆形表面裂纹附近的应力应变场,分析了不同裂纹长度时主轴各断裂参量的变化规律。研究结果表明,裂纹中心点处的应力和J积分比较小,而应变比较大。裂纹扩展最快的部位并不是裂纹最深处。在相同载荷条件下,裂纹越长,裂纹扩展驱动力越大,裂纹越容易扩展。     

基于ABAQUS的含裂纹提升机主轴的有限元分析

以含裂纹提升机主轴为研究对象,利用ABAQUS的子模型技术,模拟计算了不同工况下提升机主轴三维表面裂纹附近的应力应变场,获取了J积分在承受复杂载荷的主轴椭圆裂纹扩展过程中的变化规律。研究结果表明,椭圆裂纹中点和两端的扩展明显要慢于裂纹其他部位,并为轴类零件结构完整性评价提供了一定的理论依据。     

利用ANSYS对提升机主轴裂纹受力分析

煤矿提升机主轴断裂可造成设备事故,结合某矿发生提升机主轴断裂事故,以含纵向裂纹煤矿提升机主轴为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS找出主轴轴心和表面附近应力分布情况。同时还利用ANSYS中的工具对裂纹尖端和三维裂纹进行弯曲受力分析,为预防提升机主轴断裂提供有利依据。     

含纵向裂纹的提升机主轴弯曲分析

含纵向裂纹提升机主轴的弯曲分析应用断裂力学理论和复交函数保角变换．对含纵向裂纹提升机主轴的弯曲进抒了分析计算，求出了其弯曲和附加扭转的应力强度因子     

含预制裂纹的脆性岩石单轴压缩下渐进性破坏过程的试验研究

对含预制裂纹的花岗岩进行单轴压缩试验研究预制裂纹倾角α对脆性岩石渐进性破坏过程的影响。首先对破坏过程的轴向应力-横向应变曲线进行总结和讨论,然后分析预制裂纹与加载方向夹角α对岩石的应力门槛值：裂纹起始应力σci、裂纹扩展应力σcd、峰值强度σf,由应变片记录的应力-应变曲线和试样的表面裂纹扩展情况的影响机制。结果表明,含有预制裂纹的岩石试样进行加载试验过程中,预制裂纹倾角α的变化成了决定脆性岩石破裂方式的主要因素。故在对含节理、裂隙的脆性岩石的工程应用上,通过对岩体的轴向应力-横向应变曲线进行分析,可以对地下开挖工程起到指导设计开挖方式及支护形式的作用。     

渗透压-应力作用下岩体翼形裂纹模型与数值验证

考虑翼形裂纹内渗透压和主裂纹连通部分渗透压对翼形裂纹尖端应力强度因子的影响,建立渗透压-应力作用下岩体压剪翼形裂纹模型,该模型引入翼形裂纹的折算长度l_(eq),将翼形裂纹尖端的应力强度因子K_Ⅰ视为远场应力作用下平直孤立翼形裂纹产生的应力强度因子K_Ⅰ~((1))和等效主裂纹(主裂纹和折算翼形裂纹对组成)产生的应力强度因子K_Ⅰ~((2))之和.针对不同的侧压系数和裂纹渗透压,建立渗透压-应力作用下翼形裂纹有限元分析模型,得出:在高渗透压作用下,随翼形裂纹扩展,翼形裂纹尖端拉应力集中区逐渐增大;侧向拉应力和高渗透压是导致翼形裂纹不稳定扩展的主要因素.通过理论模型和有限元分析对比发现:除翼形裂纹很短的情况外,考虑裂隙渗透压时翼形裂纹理论模型得到的应力强度因子普遍较小,而不考虑渗压时模型解和有限元解误差较少,可以认为理论模型得到的翼裂尖端无量纲应力强度因子与翼形等效裂纹长度关系曲线在走向和量值与有限元解基本上是吻合的.渗透压-应力作用下翼形裂纹模型的建立可为水力劈裂研究和矿井岩溶突水力学机理研究提供理论参考:     

基于格子Boltzmann的煤岩渗透率研究方法

为了快速准确的得到不同应力状态下煤岩的渗透率,提出一种基于格子Boltzmann方法和单轴压缩试验相结合的煤岩渗透率研究方法。首先对煤岩进行压缩破坏试验,获取应力应变曲线,并记录受压破坏过程中不同应力等级的煤岩裂纹图片,编制了孔隙尺度格子Boltzmann模拟程序,利用Grenoble试验对程序进行了验证。然后由程序读取裂纹图片,模拟流体在裂纹中的流动,获取流场压力和流体速度,基于达西方程计算出不同裂纹图片的渗透率数值,得到应力应变与煤岩渗透率的关系曲线,通过数据拟合,给出了应力-渗透率关系。最后与文献中的应力-渗透率关系进行了对比。     

应力比对热等静压Ti-6Al-4V钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响

采用标准C(T)试样测定热等静压Ti-6Al-4V钛合金在应力比R=0.1、0.4和0.7的条件下疲劳裂纹扩展速率,获得相应条件下的疲劳裂纹扩展数据,绘制了对应的裂纹扩展速率与应力场强度因子(da/dN-ΔK)关系曲线,并结合疲劳裂纹扩展路径和断口形貌分析探究应力比R对热等静压Ti-6Al-4V钛合金裂纹扩展速率的影响。结果表明,随着应力比R的增大,裂纹扩展门槛值ΔKtn减小。相同ΔK下,裂纹扩展速率da/dN随应力比R一同增大,致使da/dN-ΔK关系曲线向左上移动;裂纹能够穿过等轴晶α相和纤薄的α片层结构呈直线型扩展,遇到较厚的α片层结构时,裂纹偏转并沿原始α片层方向继续扩展,最终发生断裂;断口由预裂区、稳态扩展区和快速断裂区构成,分别对应于疲劳裂纹扩展的三个阶段。     

2.5米矿井提升机主轴的有限元分析

国产大型提升机主轴因缺陷或裂纹造成报废的较多,因此对大型主轴进行断裂力学分析,是很有意义的,它可以为制定探伤报废标准提供依据。本文以有限元法为基础,应用大型结构分析程序对2.5米矿井提升机主轴进行了详细计算,并提供了可靠的应力数据。     

基于裂纹闭合效应的疲劳裂纹扩展特性研究

依据线弹性力学理论对30NCD材料的裂纹扩展特性进行了研究,研究表明Paris公式能够很好地描述疲劳裂纹稳定扩展阶段的疲劳裂纹扩展速率da/d N与应力强度因子幅度ΔK之间的关系,稳定扩展段的疲劳裂纹扩展参数m=2.5~4,与绝大多数金属材料的疲劳裂纹扩展参数m=2~4的统计结果相符;NASGRO公式能较好地描述该材料从疲劳裂纹门槛值到高速裂纹扩展速率范围内的3种应力比的da/d N与ΔK关系。由裂纹闭合效应获得的有效应力强度因子范围与da/d N的关系表明:3种应力比下的所有数据都较好地关联在同一曲线上,裂纹闭合是引起应力比和裂纹扩展速率相关的主要原因,随着应力比增加,裂纹闭合程度减弱。