金属材料的断裂准则及断裂行为数值模拟

论述了金属延性断裂形成的机理，介绍了常见断裂准则公式，对获得金属断裂准则的方法进行模型、原理介绍并给出验证。介绍了有限元技术在挤压、金属切削、切断和精冲工艺中断裂行为的成功分析。     

板料成形中韧性断裂准则应用研究进展

对板料成形中的成形极限应力图、最大变薄率、成形极限图以及韧性断裂准则等预测成形极限的方法,进行了综述和分析。指出利用韧性断裂准则,不但能够较好地预测塑性差的板料成形极限,而且还能考虑应变路径的变化。利用有限元方法模拟时,韧性断裂准则既可以应用到完全耦合的弹塑性损伤模型的增量方法中,也可以应用到一步有限元逆算法中。为了准确地预测成形极限,除了提高有限元模拟精度外,应找到一种本质地反映材料性能的韧性断裂准则。     

基于GISSMO断裂准则的6016铝合金断裂行为研究

目的 研究零部件在成形与碰撞过程中,6016铝合金在不同应力状态下的断裂行为。方法 通过准静态拉伸实验,获得了6016铝合金的基本力学性能。利用Nakajima成形极限实验,获得了6016铝合金材料的断裂成形极限曲线。设计了7种涵盖成形及碰撞过程中应力状态的断裂极限测试试样,采用数字图像相关技术(DIC)记录了试样在变形过程中的全场应变。利用实验-有限元反求方法标定了6016铝合金的GISSMO断裂准则的参数,并用帽形件三点弯曲实验验证了模型的合理性。结果 相比于传统断裂成形极限图的预测结果,基于GISSMO断裂准则的仿真结果与实验具有更好的一致性。结论 所建立的GISSMO模型可以用于预测6016铝合金在复杂应力状态下的断裂行为。     

结构钢开裂准则及断裂试验分析

为探寻结构钢开裂机理及抗断设防,给出了结构钢在应力三轴空间的广义屈服轨迹方程。结合古典强度理论和现代损伤力学对金属屈服和断裂解释的力学原理,基于三向等拉伸应力状态下结构钢屈服和宏观脆断重合性假设,导出了结构钢在应力三轴空间的开裂准则。在结构钢开孔板的单向等速拉伸断裂试验中,较为精确地测量了初始开裂时的加载位移及全程载荷-位移曲线。试验结果显示,初始裂纹位于孔边且扩展迅速。通过对结构钢开孔板断裂试验的数值模拟分析,对比验证了该开裂准则的普适性及精度。最后,给出了结构钢广义屈服和开裂模型的物理解释及抗断设防。     

基于Mises屈服准则和I1断裂准则的焊接接头力学特性分析

在全面考虑焊接残余应力、加载应力和氢致应力的情况下推导了Mises等效应力σ和应力第一不变量I₁的一般表达式;理论分析了残余应力和氢致应力对屈服行为的影响,推导了单向应力状态下的表观屈服应力[σ_s]的表达式;理论分析了残余应力和氢致应力对断裂行为的影响,推导了单向应力状态下的表观断裂应力[I_<i>b]的表达式和表观屈服时的应力第一不变量特征值[Is₁]的表达式。      

金属材料断裂韧度JIC试验方案研究

鉴于多数断裂韧度JIC试验无法按GB／T2038—1991测出结果，对JIC试验方案进行了分析，探讨了在JIC测试中存在的问题并应用GB／T2038—1991和GB／T2038—1980进行了相应的试验。结果表明，按照GB／T2038—1991标准试验的可行性与材料的有效屈服强度有关；采用GB／T2038—1991标准测出的JIC值一般比旧标准偏大；GB／T2038—1991已经不能适应材料发展的需要，迫切需要修订和完善。     

基于I1断裂准则的圆棒试样单轴拉伸断裂过程分析

基于I₁断裂准则开展了两种材料模型圆棒试样单轴拉伸断裂过程的有限元模拟,结果表明：颈缩变形阶段,最小截面中心位置最先形成裂纹,在裂纹形成瞬间失稳扩展成一定尺寸的圆形裂纹后停止扩展,在后续持续增大的位移载荷作用下,裂纹步进式扩展;裂纹的形成与失稳扩展伴随着轴向作用力的急剧降低,利用该特征可测定材料的断裂强度I_b。     

岩石三维强度准则的研究

结合非线性统一强度理论与Hoek-Brown强度准则,以Hoek-Brown强度准则构建子午面上的强度曲线,以非线性统一强度理论构建偏平面上的强度曲线,通过应力空间变化方法将子午面上强度曲线与偏平面上强度曲线进行结合,从而建立一种新的岩石三维强度准则。建立的强度准则在子午面上为非线性,考虑岩石材料的静水压力效应;在偏平面上强度线涵盖了从上限Drucker-Prager圆到下限Matsuoka-Nakai曲线之间的所有区域,可较好模拟岩石材料的中间主应力效应。强度面光滑、外凸,可用于建立岩石的屈服函数。强度准则共有3个材料参数m_t、σ_c、m_i,各参数可通过岩石试验数据确定且具有明确的物理意义。另外,该文提出一种m_t的近似求解公式,总的参数可退化为σ_c和m_i,与Hoek-Brown准则基本参数一致,可由岩石常规三轴压缩试验按Hoek-Brown提出的回归公式确定。与国内外学者已开展的岩石材料三轴试验结果进行对比,建立的强度准则与试验数据吻合良好,可合理描述岩石材料的非线性强度特性。其次,通过引入地质强度指标GSI,建立的强度准则可应用于较为完整的岩体（GSI>25）,对于较为破碎岩体（GSI<25）需做进一步的研究。     

金属材料疲劳断裂数据库管理系统

金属材料的疲劳断裂性能在航空产品结构设计中是必须考虑的，它直接关系到飞机和发动机的选材和定寿。本文对已建立的金属材料疲劳断裂数据库管理系统做了介绍，它不仅对材料研究而且对结构设计都有很大帮助。     

混凝土裂缝扩展的断裂过程准则与解析

该研究工作对混凝土这一多相的复合材料,通过实验和理论相结合的科学手段,建立了一套完整的描述混凝土裂缝发展的断裂理论以及分析方法。根据实验观测结果提出了双K断裂参数,可以反映混凝土裂缝发展特性。在线形渐进叠加假定基础上,给出了双K断裂参数的解析表达式。根据分布于断裂过程区上粘聚力对裂缝扩展阻力的增强作用,得到了双K断裂参数适用的解析解,并通过实验分析了各种可能因素对双K断裂参数的影响。在考虑粘聚力影响条件下,提出了裂缝扩展阻力的新KR曲线,并将双K断裂参数与之对应起来。研究工作又通过能量的观点提出了与双K断裂参数相对应的以能量释放率为参数的双G断裂参数。通过数值计算和实验分析证实了能量法和应力场法在描述混凝土断裂性能方面的等效性。     

基于应力第一不变量I_1的断裂准则假设

基于对材料断裂的物理本质分析,提出断裂决定于应力第一不变量I1的理论假设,并给出相应的断裂准则,即材料局部区域的应力第一不变量I1达到一临界值Ib时,断裂开始发生,定义该临界值Ib为断裂强度,用单轴拉伸试验可以确定材料的断裂强度Ib。利用该断裂准则与Mises屈服准则,四种基本     

Viscoelastic Creep Crack Growth: A Review of Fracture Mechanical Analyses

The study of time dependent crack growth in polymers using a fracture mechanics approach has been reviewed. The time dependence of crack growth in polymers is seen to be the result of the viscoelastic deformation in the process zone, which causes the supply of energy to drive the crack to occur over time rather than instantaneously, as it does in metals. Additional time dependence in the crack growth process can be due to process zone behavior, where both the flow stress and the critical crack tip opening displacement may be dependent on the crack growth rate. Instability leading to slip-stick crack growth has been seen to be the consequence of a decrease in the critical energy release rate with increasing crack growth rate due to adiabatic heating causing are duction in the process zone flow stress, a decrease in the crack tip opening displacement due to a ductile to brittle transition at higher crack growth rates, or an increase in the rate of fracture work due to more rapid viscoelastic deformation. Finally, various techniques to experimentally characterize the crack growth rate as a function of stress intensity have been critiqued. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

应变能密度比准则在块体非晶合金中的应用

由于块体非晶合金独特的原子排列结构,导致其具有独特的力学行为。多年来,国内外研究人员对块体非晶合金的断裂行为进行了一系列的研究,并取得了一定的成果。本文简单介绍了近年来国内外针对块体非晶合金断裂准则的研究状况,随后比较全面地介绍了应变能密度比失效准则,并推导了遵循该准则时断裂角θT(载荷方向与断裂面的夹角)与α(断裂面剪应力与正应力的比值)应满足的关系,最后利用Zr41.2Ti13.8Cu10.0Ni12.5Be22.5块体非晶合金的拉伸实验和已有的实验结果,证实了块体非晶合金遵循应变能密度比失效准则。     

A Criterion of Local Strength

We propose a local criterion of brittle strength for structurally inhomogeneous materials based on the size effect of mechanical properties of materials under the conditions of stress concentration. It is assumed that the function of local strength of the material depends on the scaling factor equal to the ratio of the size of the zone of stress concentration to the characteristic structural size of the material. We study the problem of strength of a solid body containing a stress concentrator of any size and shape in tension, including the limiting case of degeneration of a smooth concentrator into a rectilinear (or circular) crack. The requirements to the behavior of the critical stress and critical size of the defect are formulated and the form of the function of local strength is specified. For the fracture stress, we deduce interpolation-type expressions and compare the obtained numerical results with the available experimental data.     

高速风洞气源气罐材料断裂力学测试及其安全评定

对高速风洞气罐全厚材料用超声，磁粉，射线等方法进行了缺陷检测，并用ＣＯＤ有限元法和应力强度因子计算了母材与焊缝的疲劳裂纹门坎值和疲劳裂纹扩展速率，最后依此做了安全性评定。     

标准的标准（上）

标准的标准是使标准成为真正标准的依据,本文将标准的标准分为形式标准、内容标准、管理标准3种类型的标准,详细、系统地论述了形式标准的表述要素和标准内容结构关系等形式内容,研究提出了标准的内容标准和管理标准的原则性关系和内容要求,对比分析了3类标准的特点,给出了3类标准的应用关系和应用作用。     

Study of Debond Fracture Toughness of Sandwich Composites with Metal Foam Core

Two types of experiments were designed and performed to evaluate the adhesive bond in metal foam composite sandwich structures.The tensile bond strength of face/core was determined through the flatwise tensile test (FWT).The test results show that the interfacial peel strength is lower than the interlaminar peel strength in FWT test.The mode I interfacial fracture toughness(GIC)of sandwich structures containing a pre-crack on the upper face/core interface is determined by modified cracked sandwich beam(MCSB...