复合材料非对称动态扩展裂纹的模型

采用复变函数论的方法,对复合材料的非对称动态扩展裂纹问题进行研究.建立复合材料一种非对称动态扩展裂纹的模型.采用自相似函数的方法对坐标原点受到脉冲载荷、增加载荷Pt作用下的动态问题分别进行研究,获得了应力、位移和应力强度因子的解析解.     

变载荷Pxmtn作用于Ⅲ型裂纹面的动态扩展问题

采用复变函数论的方法,对变载荷Pxmtn作用于Ⅲ型裂纹面的动态扩展问题进行研究.利用自相似函数的方法获得应力、位移和动态应力强度因子的解析解.应用该法可以轻易地将所讨论的问题转化为Riemann——Hilbert问题,然后按照Muskhe lishvili方法即可得到问题的闭合解.利用这些解和叠加原理,即可求得任意复杂问题的解.     

Ⅲ型裂纹的二个动态扩展问题

通过复变函数论的方法,对Ⅲ型裂纹的2个动态扩展问题进行研究.本文提出了裂纹动态扩展的1个新的力学模型,即裂纹坐标原点分别受增加载荷Px/t、Pt3/x2的作用,采用自相似函数的方法将所讨论问题迅速转化为Riemann-Hilbert问题,并求得了该模型的应力、位移和应力强度因子的解析解.利用这些解并采用叠加原理,即可求...     

纤维增强混凝土的动态断裂模型

利用建立的纤维增强混凝土的动态裂纹模型,将桥联处用载荷代替.当裂纹扩展时,纤维连续地开裂.利用复变函数论的方法,将所讨论的问题转化为Remann-Hilbert问题.通过自相似方法,求得了扩展裂纹的坐标原点分别受到常数载荷、阶跃荷载作用下位移、应力和动态应力强度因子的解析解.利用这些解并采用叠加原理,就可以求得任意复杂问题的解.     

基于位错模型的动态裂纹应力强度因子和位错分布函数的求解方法

采用自相似函数的方法,获得了运动裂纹的应力、位移、动态应力强度因子及位错分布函数的表达式.在给定的载荷边界条件下,利用编制的Matlab程序获得了扩展裂纹动态应力强度因子随时问变化规律和位错分布函数图像,所得结论对利用位错模型来研究动态裂纹扩展有重要的参考价值.     

变载荷作用下Ⅲ型裂纹扩展的解析解

通过复变函数论的方法,对变载荷P t、P t/x作用下裂纹动态扩展的反平面问题分别进行研究.应用该法可以迅速地将所论问题转化为R iem ann-H ilbert问题,通过自相似函数的方法就可以获得解析解.利用这些解并采用叠加原理,就可以求得任意复杂问题的解.     

Ⅰ型运动裂纹面受双重及冲击载荷作用下的位错分布函数

通过复变函数论的方法,对Ⅰ型运动裂纹面受双重载荷、瞬时冲击载荷作用下的位错分布函数问题分别进行研究.采用自相似函数的方法可以获得运动裂纹的应力、位移、应力强度因子及位错分布函数的解析解,应用该法可以迅速地将所论问题转化为Riemann-Hilbert问题,并可以相当简单地得到问题的闭合解.     

Ⅲ型裂纹面受双重载荷作用下的动态扩展问题

通过复变函数论的方法,对材料的非线性特性下的Ⅲ型裂纹面受双重载荷作用下的动态扩展问题进行研究,采用自相似函数的方法可以获得解析解,应用该法可以将问题转化为Riemann-Hilbert问题,并可以相当简单地得到问题的闭合解,利用这些解并采用叠加原理,就可以求得任意复杂问题的解。     

沿弱界面的Ⅲ型界面裂纹中心区动态扩展问题

通过复变函数论的方法,对材料的非线性特性下的沿弱界面的Ⅲ型界面裂纹中心区受均布载荷下的动态扩展问题进行研究．采用自相似函数的方法可以获得解析解．应用该法可以迅速地将所论问题转化为Riemann—Hilbert问题,并可以相当简单地得到问题的闭合解．利用这些解并采用叠加原理,就可以求得任意复杂问题的解．     

I型运动裂纹面受双重及冲击载荷作用下的位错分布函数

通过复变函数论的方法,对I型运动裂纹面受双重载荷、瞬时冲击载荷作用下的位错分布函数问题分别进行研究．采用自相似函数的方法可以获得运动裂纹的应力、位移、应力强度因子及位错分布函数的解析解,应用该法可以迅速地将所论问题转化为Riemann-Hilbert问题,并可以相当简单地得到问题的闭合解．     

轴对称裂纹表面受阶跃载荷的位错分布函数

通过复变函数论的方法,得到了横观各向同性体的轴对称裂纹表面受阶跃载荷作用下的位错分布函数的解析解.对具有任意的自相似指数的轴对称动态裂纹扩展问题进行求解,导出解析解的一般表达式.使得考虑的问题相应地简化,并具有一定的普遍性.     

Dugdale模型的动态裂纹扩展问题

为研究材料非线性特性下的裂纹动态扩展问题,并进一步揭示固体的动态断裂规律,通过复变函数论的方法,对材料的非线性特性下的Dugdale模型的动态扩展问题进行研究。采用自相似函数的方法可以获得解析解。应用该法可以迅速地将所论问题转化为Riemann-Hilben问题,并可以相当简单地得到问题的闭合解。利用这些解并采用叠加原理,就可以求得任意复杂问题的解。     

Ⅰ型动态扩展裂纹尖端场的渐近方程

由于准静态扩展裂纹存在着许多矛盾,而动态解当马赫数M→0时,又不能够退化为准静态解.因此,有必要引入新的本构模型来重新研究裂纹尖端场.作者采用弹粘塑性模型,对Ⅰ型扩展裂纹尖端场的渐近问题进行了研究,给出了平面应变情况下的本构方程.位移、应变、应力被用幂级数展开,因此揭示了场的渐近特性.由于粘性的引入,消除了塑性激波,而且当表征裂纹扩展速度的马赫数M→0时,动态解可以退化为准静态解,从而证明了准静态扩展解是动态解的特殊情况,使二者统一了起来.     

不可压缩球体空穴的动态生成和分叉

利用Gao Y C给出的一类应变能函数,在有限变形动力学的框架内分析了不可压缩均匀球体突受拉伸恒载作用时空穴的动态生成和分叉问题.给出了存在动态分叉解的条件,确定了外载荷与空穴半径的解析关系,得到了临界载荷的表达式、空穴动态生成后应力分布的解析解、空穴半径振动的相图以及近似振动周期.讨论了本构参数对临界载荷、外载荷与最大振幅的关系的影响.结果表明:动态模型可以方便地退化为静态模型;当外加载荷大于临界载荷时,球体中心处存在一个突然生成并能迅速增大的空穴,且空穴半径随着时间的演化是周期性的非线性振动.     

裂纹动态扩展的边界元模拟

采用时域边界元法对动态载荷作用下材料中裂纹的快速扩展过程进行数值模拟.计算中,裂纹动态扩展方向根据最大周向应力准则确定,扩展瞬时速度基于二分法迭代确定.在每个扩展时间步,通过在运动裂尖添加新的裂纹单元来模拟裂纹扩展.算例与实验及数值结果进行对比,验证了该方法的准确性.     

III型定常扩展裂纹尖端的黏弹性——理想塑性场

假设扩展裂纹尖端的人工黏性系数与塑性应变率的幂次成反比,推导出理想弹塑性材料的一种率敏感型本构关系.假定应力和应变都具有相同的幂奇异性,对定常扩展裂纹尖端的应力和应变场进行了渐近分析.通过量级分析,讨论了弹性、塑性及黏性3者的匹配条件.对Ⅲ型动态扩展裂纹进行了具体的分析和计算,讨论了解的性质随各参数的变化规律.对相应的准静态问题进行了渐近分析,通过与裂纹扩展速度趋于零时的动态解相比较,表明准静态解是动态解的特例,从而解决了无黏性分析中动态解不能退化为准静态解的矛盾.分析与计算结果表明,黏性效应是扩展裂纹尖端场的一个重要因素.     

厚壁圆筒在动载荷作用下的应力分析

应用应力波理论,采用围道积分的方法,对受均匀内压的圆柱形空腔的应力进行分析,得到在圆孔中作用一个突加载荷时平面问题的解。再根据火炮内膛压力的变化,拟合成动态载荷的曲线方程,由应力波在炮管中的传播以及在内外管壁的反射的理论,通过计算机的优化计算,获得了径向应力和环向应力沿管壁的分布,并对厚壁圆筒在动态载荷下的应力分析作一些说明。     

厚壁圆筒在动载荷作用下的应力分析

应用应力波理论，采用围道积分的方法，对受均匀内压的圆柱形空腔的应力进行分析，得到在圆孔中作用一个突加载荷时平面问题的解。再根据火炮内膛压力的变化，拟合成动态载荷的曲线方程，由应力波在炮管中的传播以及在内外管壁的反射的理论，通过计算机的优化计算，获得了径向应力和环向应力沿管壁的分布，并对厚壁圆筒在动态载荷下的应力分析作一些说明。     

高频谐振载荷作用下疲劳裂纹尖端变形场分析

为研究高频谐振式疲劳裂纹扩展试验中,带有I型预制裂纹的CT紧凑拉伸试件裂纹尖端位移、应变场的变化规律,利用动态有限元方法,采用ANSYS和MATLAB软件编写程序,计算了CT试件在高频恒幅正弦交变载荷作用下,在一个应力循环及裂纹扩展到不同长度时裂纹尖端区域的位移、应变场并分析了其变化规律.为验证有限元计算结果的准确性,进行了高频谐振式疲劳裂纹扩展试验,采用动态高精度应变仪测量了CT试件疲劳裂纹扩展到5mm时在一个应力循环内裂纹尖端点的应变.研究结果表明:在稳态裂纹扩展阶段,高频谐振载荷作用下I型疲劳裂纹尖端区域位移、应变均为和载荷同一形式的交变量;随着裂纹的扩展,I型疲劳裂纹尖端的位移、应变幅不断增大;裂纹尖端测量点应变有限元计算结果和实验结果最大误差为2.93%.     

基于非结构化格子法的动态J积分计算

目的针对动态载荷作用下稳态裂纹的线弹性断裂问题,提出一种动态J积分和动态应力强度因子KI的数值计算方法.方法基于非结构化格子法,对动态J积分计算公式中的围线积分和围面积分离散化处理,进行动态J积分的数值计算,利用动态J积分和KI的关系给出动态应力强度因子.结果非结构化格子法不仅能够用于验证动态J积分的路径守恒性,而且能够计算任意时刻动态J积分的具体数值.结论动态J积分算法具有简便、实用、计算速度快和数值计算精度高的特点.该算法可以用于动态应力强度因子的计算,为裂纹的动态起始扩展问题的研究提供了一种新的数值算法.