任意应力应变关系材料J积分估算的等效原场应力法

在EPRI弹塑性断裂分析工程方法(J积分等于弹性J积分及塑性J积分之和)及其给出的用Jp表达式中的全塑性解的基础上，文中导出以等效原场应力σeff为参量的塑性J积分Jp的计算式及J积分计算式，这一方法被称为J积分估算的等效原场应力法。该方法具有下列几个优点，①J积分计算精度几乎和EPRI工程方法的J积分计算精度相等。②可用于任何应力应变关系的材料，包括Ramborg-Osgood关系材料和任意单调加载非ROR关系材料，例如长屈服平台钢。计算过程相当简便，计算结果精确。③该方法为发展一种能利用纯拉载荷下全塑性解和纯弯载荷下全塑性解直接计算拉弯联合载荷下J积分的方法创造了条件。     

双准则法失效评定曲线(FAC)的评价与建议

本文在对英国CEGB R/H/R6-R ev.3及美国EPRI J积分工程方法的评价与分析基础上,提出了一条新的参考应力J积分失效评定曲线。所进行的几种材料弹塑性断裂实验表明,本文建议的失效评定曲线具有合理的保守性。     

基于数字图像相关的J积分测量方法

J积分是定量描述裂纹尖端区域应力应变场强度的重要断裂参量,J积分的快速准确测量对于评估机械装备上裂纹的稳定性和扩展性有重要意义。从J积分的原始理论公式出发,结合数字图像相关技术,提出了一种J积分测量新方法。该方法首先通过数字图像相关技术,在不同载荷下对含裂纹缺陷的紧凑拉伸试样的表面位移场和应变场进行测算;然后选取围绕裂纹尖端的矩形积分路径,用离散化的方法对积分路径进行处理,并编写Matlab程序计算J积分;最后将该方法的计算结果与美国电力研究院(EPRI)工程估算法和有限元法获得的J积分进行对比。结果表明,由本文提出的方法获得的结果与其它计算方法获得的结果相近,并且在实验测量J积分方面具有非接触、高精度、光路简单、受环境影响小等优点。方法为裂纹断裂参数J积分的实验测量提供了一种方法,并可用于大型在役机械装备上表面裂纹的安全评估。     

含环向穿透裂纹管道焊接接头的J积分估算方法

本文介绍了一种含环向穿透裂纹管道焊接接头在纯弯曲载荷下的J积分估算方法－LBBENG3方法，并针对我国压力管道用钢常具有屈服平台的特点，进行了有限元数值验证，最后对非匹配效应对J积分的影响进行了研究。结果表明：LBB．ENG3方法不仅简便易行，易编程实现；而且可提供较为准确、合理的J积分估算值，适于在我国工程实际中推广使用。     

裂纹位置对焊接接头断裂参量的影响

结合焊接结构的工程安全评定,针对焊接接头熔合线上容易出现缺陷的问题,本文利用有限元计算方法,编写了断裂参量J积分计算的有限元程序,并对裂纹位置不同时的焊接接头进行了有限元计算。结果表明,无论是平面应变还是平面应力条件下,焊接接头J积分值都与全母材和全焊缝材料不同;与此同时,裂纹位于熔合线上和裂纹处于焊缝中,焊接接头的J积分值也是有所差异的,并且,这种差异在平面应变状态下表现得更加明显。在实际工作中,对焊接接头的断裂参量的计算必须考虑裂纹所处位置的影响。     

球墨铸铁断裂韧度测试技术研究进展

断裂韧度是材料重要的抗断指标.总结了平面应变断裂韧度、弹塑性断裂韧度、裂纹尖端张开位移和动态断裂韧度测试技术的研究概况及在球墨铸铁材料上的应用,介绍了温度、显微组织、试样尺寸对球墨铸铁断裂韧度的影响规律,探讨了球墨铸铁断裂韧度试样中的裂纹长度测试问题,介绍了基于J-Q(J积分-三轴性应力因子)理论的球墨铸铁断裂韧度测试方法;认为基于J-Q理论的多参数断裂韧度测试是未来研究的重点,并且若要使断裂韧度真正用于工程安全评定,必须在测试时综合考虑实际服役时的加载模式及环境.     

循环J积分的工程计算方法

分析了循环Ｊ积分与Ｒｉｃｅ Ｊ积分数学形式上的相似性，提出了据应力强度因子手册和利用ＥＰＲＩ弹塑性断裂分析全塑性估算解计算ΔＪ的工程方法，有限元计算结果表明，该方法具有较高的精度。     

力学性能不均匀性对焊接接头断裂和疲劳的影响以及焊接接头可靠性的评估

总结近年来我国对力学性能不均匀焊接及钎焊接头断裂和疲劳行为所进行的研究,重点介绍力学不均匀性对夹层含平行于交界面裂纹和夹层含垂直于交界面裂纹的焊接接头断裂行为的影响以及在循环载荷或腐蚀环境下力学不均匀性对其裂纹扩展速率的影响。同时介绍EPRI工程估算方法中有关COD和J积分的修正。     

我国压力容器面型缺陷安全评估技术的进展——大连压力容器安全评估技术研讨会论文综合评述

本文对1993年11月在大连召开的压力容器安全评估技术研讨会上提出的34篇论文(包括结构J积分工程计算方法、J积分失效评定曲线、材料J—R阻力曲线测试和结构韧性撕裂分析技术等方面)进行了综合评述。     

含裂纹管道的失效评定曲线的实例验证

验证含裂纹油气管道的失效评定曲线，实例来源于某输油管线现场水压试验中爆裂的三个管段。给出基于J积分理论的含裂纹管道的失效评定曲线的基本方程，并采用有限元方法计算裂纹管道的J积分。对三个破坏的含裂纹管段，根据现场测量的裂纹尺寸和管材的力学性能试验数据，建立失效评定曲线，并与水压实验结果作比较，表明所建立的失效评定曲线的准确性。     

利用改进的神经网络预测腐蚀管道的剩余强度

将BP神经网络和遗传算法相结合，得到一种新的神经网络，并将这种神经网络成功用于计算腐蚀管道的剩余强度和最大允许输送压力。通过示例分析，得到下面结论：不同计算方法计算得到的剩余强度和最大允许输送压力相差较大．Wes—2805—97规范、ASME—B31G规范、CVDA—84规范等都比J积分方法计算得到的剩余强度和最大允许输送压力偏大；DM断裂力学方法计算得到的剩余强度和最大允许输送压力比J积分偏小；J积分方法和基于J积分方法的改进的遗传神经网络方法计算结果比较接近，可以认为是计算剩余强度和最大允许输送压力较好的方法。     

钝裂纹或缺口下失效评定图的变化及修正方法研究

应用增量理论弹塑性有限元方法以及弹塑性断裂力学 Ｊ积分理论, 深入研究和全面探讨了一种用于含裂纹结构完整性评定的工程方法——失效评定图, 以及钝裂纹或缺口根部曲率半径、缺口长度、缺口端部椭圆离心率、试样形式和材料等对其的影响。提出了钝裂纹或缺口应力强度因子和极限载荷修正方法。通过这一方法建立的失效评定图可有效地消除缺口因素对失效评定图的影响, 由此, 可完全等效地将裂纹失效评定图用于含缺口结构的完整性评定。     

Size dependence of the fracture toughness of copper nanostrips under tension

This paper investigates the size dependence of the fracture toughness of single-crystal copper nanostrips. Atomistic simulations are conducted on center-cracked nanostrips under tension, and atomic interactions are described by the embedded atom method potential. Fracture toughness is measured as the critical value of the strain energy release rate, and fracture toughness based on the Griffith fracture criterion is obtained by calculating crack-surface formation energy. To verify linear elastic fracture mechanics at the nanoscale, the J integral is evaluated using the finite-element method. The results show the value of fracture toughness obtained from atomistic simulations and the finite-element method to be influenced by the width.     

金属材料准静态断裂性能标准测试技术研究进展

准静态断裂性能是评价含裂纹结构完整性的重要力学参量,其测试规范的制修订可反映国家在国际断裂测试领域的技术水平。由于较复杂的断裂力学理论背景以及长期经费投入乏力,我国的断裂性能测试规范自主创新修订工作严重落后于国际水平。自2011年立项至今,历经3年的不懈研究,完成了新版国家断裂测试规范GB/T 21143-2014的修订,且在原规范的基础上取得了许多新进展。主要包括:对基于柔度原理的裂纹长度计算公式进行了简化,完善了原有J积分和CTOD计算式;推荐了考虑断裂试样大角度转动影响的旋转修正新方法;借鉴ASTM E1820-11规范,引入了改良后的单试样规则化法。为了更好地促进新规范的推广应用,本文就新规范修订中涉及的上述技术的研究进展进行详细综述。     

韧性材料断裂形式与J准则存在的问题

受材料特性不同与应力状态形式不同的影响,韧性材料可发生准解理断裂、孔洞正拉断、孔洞剪断和无孔洞影响的剪断等多种断裂形式,不同的断裂形式,材料中危险点位置与宏观断裂面方向则不同,相应的细观断裂机理、宏观断裂条件也有区分.J-积分理论没有区分材料不同断裂形式,将其用于金属材料一些复合型断裂试验结果时有较大误差.利用细观力学对材料断裂机理的分析,结合几种金属材料在不同应力状态下的断裂试验结果,对J准则存在的基本问题进行讨论,并对材料不同断裂形式的主要影响因素进行分析.     

神经网络理论在火炸药企业控制系统中系统安全评价的分析

阐述了人工神经网络基本原理,研究分析了BP神经网络模型的缺陷并提出了优化策略。在此基础上,将神经网络理论应用于火炸药企业的控制系统安全评价之中,提出了基于此理论的系统安全评价、实现方法和优点。     

基于D-S证据理论的超速离心机健康状态评估方法

超速离心机的运行健康状态评估是确保离心机安全、稳定运行的基础.介绍了超速离心机的主要状态参数及检测技术,分析了常用的健康状态评估方法.利用人工神经网络实现不同信源的超速离心机状态信息评估,再根据D-S证据理论对各子神经网络的输出结果进行融合,建立了超速离心机运行健康状态综合评估方法.实例验证了该方法的有效性和准确性.     

基于灰色理论和模糊综合评价的设备评标方法研究

对目前设备评标常用的几种方法进行分析,同时针对设备评标过程中模糊、灰色的特点,提出了一种基于灰色理论和模糊数学的综合评标方法。在评标过程中,运用模糊评价实现了定性评价到定量评价的合理转化,采用灰色统计方法建立了设备评标的模糊评价矩阵,利用灰色关联度分析法确定了各级评价指标的权重,使评标方法在综合性、合理性、科学性等方面得到了改进。最后,通过案例实证分析,表明了该方法在设备评标过程中具有实用性和有效性。     

焊接接头缺陷评定方法及其辅助评定系统的研究与开发

讨论了目前几种主要的含缺陷结构完整性评定技术的最新发展与相互联系。针对焊接接头的特点,讨论了焊接结构失效评定参数的确定、失效评定图的建立,以及目前所存在的问题和今后需要开展的工作。结合数据库和专家系统知识,利用VC 6.0可视化程序设计软件,开发了焊接结构缺陷评定专家系统。     

Multiple stiffness topology optimizations of continuum structures

This paper presents a new multi-objective topology optimization algorithm for continuum structures under multiple loading cases. An expert evaluation method of weights based on grey system theory is proposed to calculate the objective weights when the compromise programming approach is employed as a multi-objective optimization scheme converting the multi-objective problem to a single objective problem. A modified updating scheme with a self-adaptive move limit for design variables is also suggested, SIMP is regarded as density-stiffness interpolation scheme and the optimality criteria method is used as the optimizer. Numerical instabilities, such as checkerboards and mesh dependencies, are also discussed. The validities of these methods in this paper are demonstrated by some numerical applications.