J—积分启裂值测试的改进方法

本文是针对我国现行测试方法《金属材料延性断裂韧度ＪＩＣ试验方法》（ＧＢ２０３８－９１）［１］和美国ＡＳＴＭＥ８１３－８８“ＳｔａｎｄａｒｄＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄｆｏｒＪＩＣ，ＡＭｅａｓｕｒｅｏｆＦｒａｃｔｕｒｅＴｏｕｇｈｎｅｓｓ”［２］提出的。文献［３，４］中，对这两种测试方法现存的问题及修正的依据，已经进行了深入的阐述。本文只就数据的采集、处理及ＪＲ曲线的改进，提出具体的修正方法，重点针对单样法。经过这种修正，可以使文献［１，２］中的某些不确定因素得以消除，从而得到更好反映材料真实性能的测试结果。     

金属断裂韧性与微观参量的关系

根据三轴性应力水平对裂纹尖端塑性应变及韧窝尺寸的影响以及相关关系，导出了材料断裂韧性（ＪＩＣ）与拉伸性能、伸张区宽度（以及韧窝尺寸（直径Ｄ）之间的关系，并得到了实验的验证①．     

超高泵送钢纤维混凝土的初裂强度和弯曲韧性

参照美国材料与试验协会(ASTM)试验方法,对满足超高距离泵送要求且抗裂性能优异的纤维混凝土的初裂强度和弯曲韧性进行了研究。借助弯曲荷载-挠度全曲线,分析了纤维掺量和类型对韧性指数和初裂荷载的影响。结果表明,钢纤维混凝土的抗弯初裂强度、极限强度和弯曲韧性均随纤维掺量的增大而提高。其中,纤维体积率为0.8%,泵送高度达306 m的钢纤维混凝土的初裂强度和极限强度比基准混凝土分别提高了15.6%和31.4%,韧性指数I5提高5.22倍,I10提高8.7倍,I20提高12.39倍。     

几何不对称试件启裂前应力变化的激光实验研究

从裂纹技术的需要出发，对几何不对称试件进行了启裂前应力状态变化的激光实验力学研究，观察有切口试件的应力场变化情况。结果表明，试件在启裂前的应力状态基本上是对称的，应力无大的变化。     

含裂隙水预制平面裂隙的启裂理论与试验验证

为研究含裂隙水预制平面裂隙的启裂特性,分别对裂隙张开和闭合两种情况进行理论分析和试验验证。详细阐述裂隙尖端应力强度因子和张开型裂隙启裂角度和启裂强度的理论计算方法,并给出压缩条件下闭合裂隙的起裂强度公式。制作了预制有张开型贯穿裂隙的水泥砂浆试件,进行双轴压缩试验。通过试验对比分析探讨裂隙尖端应力强度因子与裂隙启裂角度随裂隙倾角、水压力和裂隙尖端曲率半径的变化规律,以及裂隙启裂强度与水压力和侧压的关系。结果表明:含水压张开型裂隙Ι型应力强度因子随裂隙倾角的增加而增加,在裂隙倾角为75°时最容易发生Ι型(扩展型)裂纹,随水压力和裂隙尖端曲率半径的增加而减小。剪切型裂隙ΙΙ型应力强度因子随裂隙倾角呈对称分布,在裂隙倾角为45°处取得最大值,与水压力和裂隙尖端曲率半径无关。张开型裂隙的启裂角度随着裂隙倾角、水压力和裂隙尖端曲率半径的增加而减小;启裂强度与水压力成反比,与侧压成正比。本研究结果可为岩土工程中渗透水压作用下裂隙的启裂扩展研究提供参考。     

非几何对称试件启裂前应力变化的数值分析

从裂纹技术的需要出发，用有限元软件ANSYS对几何不对称试件启裂前的应力状态进行了数值分析．结果表明，静态情况下，试件在启裂前的应力状态基本上是对称的，应力无大的变化；动态情况下，出现了应力应变场不对称的情况，并且不对称程度与计算点距切口的距离大小有关．     

含裂隙水预制平面裂隙的启裂理论与试验验证

为研究含裂隙水预制平面裂隙的启裂特性,分别对裂隙张开和闭合两种情况进行理论分析和试验验证。详细阐述裂隙尖端应力强度因子和张开型裂隙启裂角度和启裂强度的理论计算方法,并给出压缩条件下闭合裂隙的起裂强度公式。制作了预制有张开型贯穿裂隙的水泥砂浆试件,进行双轴压缩试验。通过试验对比分析探讨裂隙尖端应力强度因子与裂隙启裂角度随裂隙倾角、水压力和裂隙尖端曲率半径的变化规律,以及裂隙启裂强度与水压力和侧压的关系。结果表明:含水压张开型裂隙Ι型应力强度因子随裂隙倾角的增加而增加,在裂隙倾角为75°时最容易发生Ι型(扩展型)裂纹,随水压力和裂隙尖端曲率半径的增加而减小。剪切型裂隙ΙΙ型应力强度因子随裂隙倾角呈对称分布,在裂隙倾角为45°处取得最大值,与水压力和裂隙尖端曲率半径无关。张开型裂隙的启裂角度随着裂隙倾角、水压力和裂隙尖端曲率半径的增加而减小;启裂强度与水压力成反比,与侧压成正比。本研究结果可为岩土工程中渗透水压作用下裂隙的启裂扩展研究提供参考。     

韧性损伤模型在负的应力三轴度下的实验验证

在自行设计的压-扭试验装置上用正火状态的20号钢的薄壁圆管进行了压-扭实验,以检验作者提出的韧性损伤模型在应力三轴度为负状态下的适用性.研究结果表明,作者所提出的韧性损伤模型对应力三轴度为负的状态是适用的.由压-扭实验结果的分析表明,正火状态的20号钢在压-扭状态下的韧性特征参量遵从平均值为0.613、标准差为0.052的正态分布.此外,进一步完善了原先提出的材料韧性特征参量的估算式.     

金属材料韧性—脆性转变的微观解析

以位错理论为基础,讨论了半脆性金属材料发生轫性-脆性转化的临界条件,分析影响材料脆化行为的微观因素。     

启停式曲柄飞剪运动学模型及其分析

介绍了带飞轮的启停式曲柄飞剪结构构成、飞剪工作原理,建立了剪切机构运动学模型,对该模型剪刃速度和曲柄转速进行了计算和分析。对充分有效地使用引进设备、设计制造高性能国产飞剪具有积极意义。     

压力容器裂纹缺陷计算机辅助评定系统

利用Visual Basic编程语言开发了压力容器裂纹缺陷计算机辅助评定系统。采用压力容器的裂纹缺陷最为常见的CODJ、积分及双判据3种方法进行评定,并对疲劳寿命做出预测。经校核其评定结果准确可靠,避免了人工评定过程中的繁琐计算工作,实现了压力容器裂纹缺陷评定的自动化和智能化。     

椭圆裂纹张开位移权函数法

通过推得的承受椭圆对称载荷作用下的无限椭圆裂纹权函数，利用弹塑性裂力学的D－M模型，得到了权函数法计算其裂纹张开位移COD一般形式，并证明了其表达式的正确性，应用这种承受椭圆对称载荷无限大体椭圆裂纹D－M模型裂纹张开位移COD的一般形式，计算了满足计算条件的5种载荷情况椭圆裂纹的张开位移COD，这些结果以前在任何应力强度因子手册中从未被给出过，可备工程上选择应用，此方法具有计算简便的优点。     

用UBET模拟塑性金属流动

本文以简单形状零件的模锻为例,论述了用上限单元技术(UBET)对塑性成形中金属流动过程进行模拟的方法步骤,探讨了UBET的应用。     

冷凝式PTFE换热器研究初步

本文介绍了一种冷凝天然气燃烧产物的塑料换热器，初步计算和分析了烟气的露点温度及冷凝规律，通过对70000Kcal／Hr天然气锅炉冷凝换热器的设计计算和经济分析，指出塑料材料PTFE用于烟气技热可显著提高锅炉热效率，并可解决腐蚀问题，同时在短期内收回投资，其应用前景可观。     

三维全息光塑性法在金属塑性加工中应用的探索

首次将三维全息技术引入光塑性法中，并用三维全息光塑性法模拟金属塑性加工的基本工步，发现此方法在实际应用中所存在的问题，提出了今后需要进一步进行探索的意见。     

带裂纹钢吊车梁剩余疲劳寿命的分析与估算

本文论述了承认初始缺陷的断裂力学理论,针对工业厂房的重级工作制钢吊车梁,引入线弹性断裂力学理论对带裂缝钢吊车梁剩余疲劳寿命进行评估,将评估公式中具有很大不确定性的参数看作是服从一定概率分布的统计量,从而使估算出的疲劳寿命更接近实际情况．通过实例验证,采用概率断裂力学方法,能够对钢吊车梁剩余疲劳寿命做出合理的预测．     

主微裂纹干涉中Dundurs第一参数的作用

主要研究了Dundurs第一参数α在两相界面材料的主、微裂纹干涉问题中表征失配程度及变形协调方面的不同于β的作用.利用伪力法导出Hilbert核奇异积分方程组,用Chebyshev多项式展开求解,得到主微裂纹的伪力及位错函数分布,从而求得应力强度因子.通过六种材料组合与均质材料的结果比较,显示出Dundurs第一参数α对于抑制作用的关系.     

带金属嵌件的汽车接插件注塑成型工艺分析

采用Moldflow软件对产品进行注塑分析,以得到带金属嵌件的汽车接插件最佳注塑工艺条件.在分析中,首先得到能充填满型腔的工艺参数,然后利用正交试验研究熔体温度、模具温度、保压控制、充填速度和速度/压力切换点等工艺参数对制件质量指标如注射压力、缩痕深度、最大流动前沿温度、冷却时间、顶出时的体积收缩率、零件质量（重量）的影响,发现熔体温度和速度/压力切换点两个因素对塑件质量影响最大.最后,在最优工艺条件下,塑件的翘曲变形在充许的范围内.     

钢纤维水泥基复合材料的初裂强度

钢纤维水泥基复合材料初裂强度的计算公式目前尚未统一,很多文献中都直接沿用了短纤维增强延性基体复合材料的计算公式,本文推导了适用于钢纤维混凝土等乱向短纤维增强脆性基体复合材料的初裂强度计算公式。     

塑性区阻止效应对三维裂纹应力强度因子的影响研究

在应用片条合成法计算三维裂纹尖端应力强度因子基础上，推导了在小范围屈服情况下考虑塑性区影响时三维裂纹尖端应力强度因子的求解公式，讨论了塑性区大小对裂尖应力强度因子的影响，其中重点考虑了塑性区对裂纹发展的阻止效应。通过对结果进行分析和讨论，给出可供工程应用参考的依据。计算结果表明，在考虑了塑性区对裂纹发展的阻止效应后，大多数情况下塑性区修正使应力强度因子比未考虑塑性区修正的应力强度因子要小7％～30％。