航空有机玻璃切口强度及切口敏感性估算

由有机玻璃切口根部及钝化裂尖的应力应变特性,给出了得到实验结果验证的切口强度完整表达式,表明有机玻璃σN-Kt曲线由三段组成,上,下水平段分别由材料强度和断裂韧度控制,中部曲线段可由切口强度表达式利用光滑试样拉伸性能进行估算。引入切口敏感度因子KN对定向与非定向有机玻璃的切口敏感性进行了定量评定,并通过引入尖切口不敏感因子Kρ,给出断裂韧度与切口强度的定量关系。     

灰铸铁的切口强度与切口敏感性

总结了国产灰铸铁的抗拉强度与抗拉切口强度、抗弯强度与抗弯切口强度的试验研究结果。结果表明，不论在拉伸或弯曲载荷下，灰铸铁的切口强度约等于其抗拉强度或抗弯强度，与试件应力集中系数Kt无关。这表明灰铸铁的切口强度比，即切口强度对断裂强度之比（NSR）等于1.0，亦即灰铸铁对切口不敏感。结合灰铸铁的显微组织，简要分析了对切口不敏感的原因。     

带环向切口金属杆的断裂强度

对带环向切口的金属圆杆进行了断裂拉伸实验,由实验数据分别计算了净截面应力强度和名义截面应力强度,对切口试件的应力集中问题进行了应力集中系数的讨论和断裂力学的强度因子分析。利用非线性断裂理论推导出计算带环向切口裂纹拉伸杆承载力计算公式,并将数值计算结果与实验结果进行比较。     

Ce元素作用下的2090合金切口强度及应力集中敏感性

研究了不同Ｃｅ含量的２０９０合金薄板切口试样的拉伸强度,对切口强度及应力集中敏感性进行了定量分析。添加微量Ｃｅ对２０９０合金切口强度影响不明显。根据光滑试件的拉伸性能,可以对不同Ｃｅ含量的２０９０合金薄板切口强度和应力集中敏感性进行估测。Ｃｅ微合金化可在一定程度上提高切口敏感性因子,并因此可降低应力集中敏感程度,但仍不能从根本上解决２０９０合金应力集中敏感性高的问题。     

切口强度与断裂韧性

本文根据切口应变分析和正应变断裂准则,导出了切口根部裂纹准则、切口强度和韧性以及断裂韧性的表达式。用本文给出的公式干口延性金属的拉伸性能,以及微观结构参数,估算的裂纹起始 COD、切口强度、切口断裂劬性 K_(IA)和断裂切性 K_(IC)之值,均与实验结果符合良好。     

中碳钢摩擦焊接头的切口强度及切口敏感性

盘＋轴等异型部件的摩擦焊接结构和带飞边直接使用的摩擦焊接构件，其外形均具有几何不连续性，可视为广义的“切口”，因此，对于组织和性能不均匀的摩擦焊接接头的切口强度及切口敏感性的研究对于摩擦焊接结构设计和安全使用具有重要意义。本文研究了中碳钢摩擦焊缝处的切口强度，结果表明45钢摩擦焊接头焊缝处切口件的断裂具有脆性断裂特征，焊缝处的切口强度服从对数正态分布，其对数均值对应的切口强度在所研究的应力集中系数范围内几乎不随应力集中系数K1的增大而变化，且均大于母材的抗拉强度，即45钢摩擦焊接头的焊合区对切口不敏感。最后估算了45钢摩擦焊接头的切口敏感度系数KbN，只要接头的应力集中系数Kt＜KbN，则接对切口不敏感，这对于摩擦焊接头的设计和广泛应用具有重要的意义。     

利用U形切口测量脆性材料断裂参数的方法

基于I型载荷模式下U形切口的两个应力准则:平均周向应力准则和最大周向应力准则,沿袭Seweryn思想,把裂纹看作切口根部半径为零的U形切口特例,分别建立了脆性材料断裂韧度K10C、抗拉强度σC和U形切口临界切口应力强度因子KU1C之间的关系式。利用I型载荷模式下U形切口平板破坏试验的临界载荷,借助于Ansys有限元数值分析的结果,提出了新的测量脆性材料抗拉强度和断裂韧度的方法,并对相关文献中有机玻璃、铝合金单边U形切口的三点弯曲实验和具有中间U形切口石墨平板的拉伸实验进行了验证。由于U形切口加工方便,I型模式的断裂载荷也比较容易获得,新的测量方法简单、方便,适合于工程应用。     

陶瓷材料的抗扭切口强度与表达式

根据受扭矩圆柱体中的应力分析和Griffith脆断强度理论，提出了脆性材料的抗扭切口强度表达式。根据此式和Al2O3陶瓷管抗扭强度的正态分布参数，可以求得带存活率的抗扭切口强度表达式，并进行了验证。还提出了处理来自不同试验室的Al2O3陶瓷管抗扭强度和抗扭切口强度试验数据的思路和方法。结果表明：此试验数据处理的思路和方法是可行的。     

V形切口复合材料试件拉伸破坏声发射监测

通过对V形切口复合材料试件单向拉伸、分级加卸载拉伸试验及声发射实时监测,研究含切口缺陷复合材料拉伸损伤破坏及其声发射响应特征.结果表明:复合材料切口试件拉伸损伤破坏与声发射特征参量相关;切口尖端的高应力状态导致该区域过早损伤破坏并扩展,且对应较高的声发射相对能量、幅度和急剧增加的撞击数;声发射定位源主要集中在位于试件中部的切口尖端及其扩展区域.     

反旋转弯曲载荷下V型切口棒料的疲劳寿命估算方法

针对应力下料的实际要求,介绍反旋转拉弯复合应力加载模型。提出带缺口棒料的疲劳寿命由始裂寿命和裂纹扩展寿命两部分组成的思想。在考虑V型切口棒料几何参数及材料拉伸性能影响基础上,给出裂纹起始寿命估算公式。通过分析裂纹扩展过程中应力比的变化规律,提出当量应力比概念,结合Walker公式得到反旋转弯曲载荷下带缺口棒料疲劳寿命估算公式。结合具体案例计算棒料疲劳寿命,与已有的反旋转应力下料方式实验结果对比,表明该估算公式预测结果精度高,具有较好的应用价值。     

轴向压缩载荷下陶瓷切口件的断裂准则

根据对切口试件的应力分析和脆性断裂理论，给出了压缩载荷下陶瓷切口件的断裂准则，并进行了验证。在压缩载荷下，陶瓷材料切口件的断裂强度与陶瓷材料的断裂强度之间存在定量关系。可根据陶瓷材料断裂强度的概率分布参数，求得压缩载荷下陶瓷材料切口件的带存活率的断裂准则，并进行了验证。     

蠕变-疲劳载荷下高温结构的缺口效应研究进展

随着能源短缺问题的不断突出,高参数(高温、高压等)装备的研发成为工业节能降耗的重要手段,如超超临界汽轮机、航空发动机等高端装备。工程实际中,高参数装备的失效多源于缺口等局部不连续部位,其在蠕变-疲劳等复杂载荷下的强度分析和设计是当前研究的热点与难点。系统回顾了蠕变-疲劳载荷下含缺口构件的试验、本构模型、寿命预测、数值分析及考核准则方面的研究进展,主要包括：蠕变-疲劳载荷下的新本构关系及应用;高温强度和寿命分析的新模型及新方法;简化模型试验方法及蠕变-疲劳强度考核准则。总结这一领域的热点和研究展望,可为高参数装备在蠕变-疲劳等复杂载荷下的强度分析与设计提供一定技术支持与借鉴。     

脆性剖分类零件启裂数值分析

裂解槽作为初始裂解源其尖端的应力状态尤其是厚度方向的应力分布直接影响着剖分类零件的裂解性能,是裂解加工成败的关键。文中利用ABAQUS有限元软件,对脆性剖分类零件(轴承座)启裂进行了分析。分析结果表明:裂解槽应力集中效果明显,随着载荷的增加,裂解槽根部的最大正应力逐渐增加,趋近于材料的断裂强度;最大正应力从裂解槽的中间部位向两侧均匀递减;对于脆性材料,最大正应力出现在裂解槽顶端,启裂发生在工件中心对称面裂尖附近,这种启裂位置的唯一性有利于获得高质量的断裂面,减少裂解缺陷。     

AZ31镁合金板材缺口敏感性的研究

研究了AZ31镁合金板材的缺口敏感性。未开缺口冲击试样的冲击韧性为50J/cm2左右,而缺口深度D=0.1mm的冲击试样,其冲击韧性仅为15.95J/cm2。随着缺口深度的增加(从D=0.1mm到D=2.0mm),AZ31镁合金的冲击韧性大幅度下降,最低值为7.44J/cm2;考虑到缺口应力集中对冲击韧性的影响,用有限元模拟计算应力集中系数,对冲击韧性进行修正,修正后的冲击韧性随缺口深度的增加呈上升趋势,这也说明了镁合金对缺口具有强烈的敏感性。     

V形切口尖端裂纹起裂方向的主应力判别准则及其验证

围绕V形切口尖端裂纹起裂方向,分析了V形切口尖端裂纹应力场、位移场、应力强度因子,提出了裂纹起裂方向的主应力判别准则。首先,详细给出了V形切口尖端应力应变场的求解方法,通过裂纹尖端场本征值的三次线性拟合及误差分析,确定了V形切口尖端裂纹位移场;然后,建立了V形切口尖端的数值分析模型,运用数值计算方法确定了应力强度因子和切口强度因子,提出了V形切口尖端裂纹起裂方向的主应力判断准则,给出了外推法求解分析过程;最后,以LY8为试验材料,在张角2β＝60°的V形切口情况下,对提出的V形切口尖端裂纹起裂方向计算方法与判别准则进行了试验验证。     

连铸球墨铸铁扭转缺口强度的研究

研究了一种用水平连铸技术生产的球墨铸铁型材的扭转强度和缺口扭转强度。实验发现光滑扭转试样是沿４５°方向开裂,开裂面是最大拉应力面,表现为典型的脆性断裂。缺口试样的断裂模式分两种情况：当为钝缺口时（即（ρ≥０．７５ｍｍ,Ｋｔ≤１．６）,其断裂特征与光滑试件相同;而当为尖锐缺口时（即ρ＜０．３７５ｍｍ,Ｋｔ＞２．１）的开裂出现在缺口根部,并且开裂面垂直于轴线方向,是剪应力作用。实验结果还表现出扭转缺口强度与应力集中系数的关系,即应力集中系数越大,扭转缺口强度反而越高。该球墨铸铁的缺口敏感性（ＮＳＲ）大于１,故缺口完全不敏感。