复合材料桥联问题中的半桥问题

针对纤维增强复合材料的半桥问题，即部分桥联增韧的问题，给出了数值计算结果。由此得到了一个近似解析解--应力强度因子线性模型。利用这一模型，根据纤维基体界面强弱的不同情况，分别给出了III型裂纹的若干强度条件。     

一种新的Ⅰ型分层裂纹桥联模型

以往针对复合材料层间I型裂纹的桥联模型，假设裂纹面上下平行。这与真实情况是不相符的。在考虑裂纹面不平行这一因素后，给出了一种新的桥联模型。还通过对桥联纤维附分力与桥联纤维轴向力大小的比较分析，将前合理地舍去，使模型的表达得到简化。由计算结果的对比可以看出，新模型提出的修正是相当必要的。     

金属杆连铸结晶轮表面裂纹扩展与复合材料性能研究

本文对金属杆连铸结晶轮表面在热冲击与热疲劳条件下裂纹生成与扩展情况进行了分析，建立了热交变条件下裂纹前端应力模型，并对纤维增强复合材料结晶轮特性及纤维对表面裂纹扩展的阻碍作用进行了研究。     

正交异性纯弯梁应力强度因子的研究

本文运用复合材料断裂理论推导出带单边切口的纯弯梁不同纤维增强方向时V位移分量与K1K1的关系式，用贴片云纹干涉法与有限元确定纯弯梁裂纹尖端V位移，从而得出应力强度因子值，文中给出了复合材料纯弯梁不同裂纹长度，不同纤维增强方向时的云纹图，最后将测试结果与有限元计算值进行了误差对比。     

关于各向异性纤维复合材料板Ⅰ型，Ⅱ型裂纹尖端的应变能释放率

研究各向异性纤维复合材料板的断裂问题，首先分两种情况给出了Ⅰ型，Ⅱ型裂纹尖端的应力与位移公式．其次将应力与位移代入应变能释放率的基本公式，推出了Ⅰ型，Ⅱ型裂纹尖端应变能释放率的具体计算公式。     

关于各向异性纤维复合材料板Ⅲ型，混合型裂纹尖端的应变能释放率

研究各向异性纤维复合材料板的断裂问题．首先给出了Ⅰ、Ⅱ混合型，Ⅲ型裂纹尖端的应力与位移公式的极坐标形式．其次将应力与位移代入应变能释放率的基本公式，推出了Ⅰ、Ⅱ混合型，Ⅲ型以及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ混合型裂纹尖端应变能释放率的具体计算公式。     

桥联特性对纤维复合材料裂纹扩展阻力曲线的影响

针对纤维复合材料，在吸附区模型的基础上，采用一定的桥联关系，用断裂力学的理论导出裂纹表面张开位移的控制方程，采用数值解法，得到裂纹张开位移和桥联力的分布，在此基础上，进一步计算得出了裂纹扩展的阻力曲线，并讨论了纤维的体积比、纤维与基体间界面摩擦力及纤维强度对裂纹扩展阻力曲线的影响。     

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.     

多层复合材料界面性能的新评价法

使用纤维／树脂界面的复合材料试验片．来评价纤维增强复合材料的界面性能，首先利用边界无法对该试验一片进行受力分析，得到该试验一片具有Ⅰ型裂纹或Ⅰ，Ⅱ型复合裂纹的应力分布。再用边界元解析法求得正则化应力强度因子与裂纹长的关系，从而求得几何形状函数、结合实验数据，可定量评价复合材料各种界面的性能。     

两种材料的界面裂纹尖端场分析

均质各向同性弹性含裂纹固体在外载荷作用下裂纹尖端表现出奇异性，由两种弹性材料组成的界面裂纹结构，除表面出奇异性外，随着向裂纹尖端靠近，裂纹前方出现应力振荡应力振荡特性和裂纹表面的相对位移相互嵌入现象，本文从破坏力学的角度对有关问题进行了分析讨论，并给出了适应力学模型的有限元法。     

Dynamic fracture behavior of rock under impact load using the caustics method

We studied the dynamic fracture mechanical behavior of rock under different impact rates. The fracture experiment was a three-point bending beam subjected to different impact loads monitored using the reflected caustics method. The mechanical parameters for fracture of the three-point bending beam specimen under impact load are analyzed. The mechanism of crack propagation is discussed. Experimental results show that the dynamic stress intensity factor increases before crack initiation. When the dynamic stress intensity factor reaches its maximum value the crack starts to develop. After crack initiation the dynamic stress intensity factor decreases rapidly and oscillates. As the impact rate increases the cracks initiate earlier, the maximum value of crack growth velocity becomes smaller and the values of dynamic stress intensity factor also vary less during crack propagation. The results provide a theoretical basis for the study of rock dynamic fracture.     

扩展裂纹的动态COD

利用文献「１」给出的扩展裂纹与路径地匀的Ｊ积分,该积分适用于以任意可变速率扩展的裂纹动力学问题,并推导了Ｊ积分与动态ＣＯＤ及动应力强度因子Ｋ（ｔ）之间的关系,利用Ｊ积分有可能建立适用于裂纹扩展全过程,起裂、失稳扩展及止裂阶段的断裂准则。     

无限长条功能梯度材料自由边界反平面裂纹动力学问题

利用功能梯度材料剪切模量的指数模型,对无限长条自由边界反平面Yoffe裂纹的动力学问题进行了研究.通过积分变换求得了应力场和位移场,将混合边界值问题简化为一组对偶积分方程,并利用Copson方法对动应力强度因子进行了求解.分析了裂纹运动速度、梯度参数及裂纹长度对裂纹尖端动应力强度因子的影响.数值计算表明,动应力强度因子随着裂纹运动速度和裂纹长度的增加而增大,随着梯度参数的增加而降低.     

爆炸载荷下动态焦散图像的自动化处理

根据焦散线基本原理与数字图像处理技术，建立了动态焦散图像自动化处理系统．针对Ⅰ型裂纹的动态应力强度因子(SIF)，推导出适合图像处理的计算公式．并以爆炸加载实验室模型实验所得到的透射型焦散线图像为处理对象，不仅能计算出Ⅰ型裂纹尖端的动态应力强度因子，还可计算出爆炸过程中裂纹扩展距离、速度等值．实例分析验证了系统的科学性和可靠性。     

Dynamic conducting crack propagation in piezoelectric materials:Mode-II problem

This paper studies the dynamic conducting crack propagation in piezoelectric solids under suddenly in-plane shear loading. Based on the integral transform methods and the Wiener-Hopf technique, the resulting mixed boundary value problem is solved. The analytical solutions of the dynamic stress intensity factor and dynamic electric displacement intensity factor for the Mode II case are derived. Furthermore, the numerical results are presented to illustrate the characteristics of the dynamic crack propagation. It is shown that the universal functions for the dynamic stress and electric displacement intensity factors vanish if the crack propagation speed equals the generalized Rayleigh speed. The results indicate that the defined electro-mechanical coupling coefficient is of great importance to the universal functions and stress intensity factor history.     

冲击载荷下材料动态断裂参数的有限元计算

材料在冲击载荷下的行为不同于静态载荷作用下的行为。然而,由于动态断裂问题的复杂性,即使象三点弯曲试样,也还没有获得裂纹尖端动态应力强度因子的解析表达式。为了满足理论分析和实验工作的需要,采用LS-DYNA有限元软件,对三点弯曲试样在冲击载荷作用下(包括正弦、线性和不规则载荷历程)的动态过程进行了有限元分析,获得了裂纹尖端的动态应力应变场和裂纹尖端区域节点力和位移与时间的关系曲线。基于虚拟裂纹闭合技术(VCCT),提出了在冲击载荷作用下裂纹结构能量释放率和动态应力强度因子的计算方法,得到了不同冲击载荷下三点弯曲试样的能量释放率GI和动态应力强度因子KId与时间的关系曲线。结果表明:该方法得到的有限元计算结果与实验吻合较好,且具有较高精度,文中提出的方法可用于动态断裂参数的计算。     

利用实验和数值结合的方法测量镁合金AZ91动态断裂韧性

利用Hopkinson压杆实现镁合金AZ91三点弯曲断裂试件的动态加载,基于傅里叶变换和VC++面向对象的程序设计方法修正了加载应力波在传播过程中的弥散效应,同时扣除了附加加载杆楔形头惯性效应对加载波的影响。利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对三点弯曲试样在冲击载荷下的动态响应进行了分析,采用虚拟裂纹闭合技术求得动态应力强度因子时程曲线,依据监裂应变计测试信号,换算起裂时间,确定对应于动态应力强度因子时程曲线的值,即为镁合金AZ91的动态断裂韧性。本文提供的实验和有限元数值计算相结合获得镁合金断裂韧性的方法为镁合金构件抗冲击设计和动态载荷作用下结构的安全评定提供依据,也拓宽了Hopkinson压杆实验技术在测试材料动态断裂韧性方面的应用范围。     

SH波作用下圆形夹杂与裂纹的相互作用

利用特殊函数的加法公式,采用Green函数法研究圆形夹杂附近的裂纹对SH波的散射和裂纹尖端动应力强度因子的求解.取含有圆形夹杂的基体中任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时位移函数的基本解作为Green函数.首先求解圆形夹杂在SH波作用下的散射问题;然后利用Green函数在裂纹实际存在位置实施裂纹的"人工切割",以恢复存在的裂纹,建立裂纹尖端应力的求解积分,得到动应力强度因子的解答;最后对圆形夹杂附近单平行裂纹问题进行了研究.     

普通钠钙玻璃SCC特性的测试与分析

本文探索出一种玻璃材料SCC特性的有效测试方法,并对普通钠钙玻璃在水,甲醇和甲酰胺三种介质申的SCC特性进行了测试与分析。结果表明,其da/dt-K_I曲线均无平台阶段,这是因为三种介质均是普通钠钙玻璃的活性促进剂。三种介质的SCC敏感性依次为水>甲醇>甲酰胺。进一步讨论认为,SCC敏感性与介质的未共享电子轨道的非对称性及给质子键的活性成正相关关系。     

大型储罐大角焊缝裂纹的可靠性分析

以100 000立方米浮顶式大型储罐为例,采用基于应力强度干涉模型的一次二阶矩法和基于ANSYS含裂纹平板的可靠性分析方法对大型储罐角焊缝裂纹进行了可靠性分析.首先基于应力强度干涉模型,根据应力强度因子断裂判据,采用一次二阶矩法计算储罐角焊缝裂纹动态扩展的可靠度,计算得到的应力强度因子为354.4 MPa·mm,可靠度为93.32%.然后运用ANSYS软件计算含裂纹平板的可靠度,先是采用1/4节点奇异单元法,计算出裂纹尖端应力强度因子为376.46 MPa·mm,再通过蒙特卡罗法来计算裂纹扩展的可靠性,得到可靠度为82.36%.通过比较两种方法得到的结果,采用ANSYS有限元分析所得的可靠度低于基于应力强度干涉理论计算得到的可靠度.从安全性角度出发,应选择可靠度低的分析结果来提供决策支撑.