圆柱壳周期阵列压痕应力强度因子

当柱壳平端刚性压头作用在同形的弹性基体表面时,在基体上生成一个平面压痕,同时在压痕边界处的近表面诱生奇异应力场,该奇异应力场的奇异性与裂纹尖端I-型应力场的奇异性同价,使平面压痕的表面产生断裂型开裂。利用当量裂纹法给出圆柱壳周期阵列压痕的应力强度因子。     

平面压痕的极限开裂角与临界载荷

当矩形平端刚性压头作用在无摩擦弹性基体的表面时, 在基体表面生成一个平面压痕, 同时在压痕边界处的近表面诱生奇异应力场, 该奇异应力场的奇异性与裂纹尖端I -型应力场的奇异性同价, 使平面压痕的表面产生断裂型开裂。利用能量释放率原理, 分析压痕边界断裂开裂的极限开裂角、极限开裂载荷等相关问题。     

周期阵列压痕奇异应力场与开裂(Part I:应力强度因子)

利用守恒律来研究周期阵列压头压痕奇异应力场的应力强度因子的封闭解,同时也研究有限边界压痕的应力强度因子的封闭解.并讨论了周期阵列压痕问题与周期裂纹的关系,建立了等效裂纹模型的研究方法.数值分析的结果表明,此方法具有足够的精度.     

柱壳周期阵列平齿取芯钻断裂型破岩机理

当二维刚性平端压头作用在弹性体的表面时,形成一个平面压痕,并在压痕的边界诱生出裂纹型的奇异应力场,该应力场将使弹性体的表面产生断裂型开裂。柱壳周期阵列平齿取芯钻作为典型的平面压痕模型在工程中的应用,利用平面压痕断裂力学模型,分析了该取芯钻的断裂型破岩机理。导出了柱壳周期阵列平面压痕I-型和II-型应力强度因子,给出了周期阵列压痕临界开裂角的上界与下界,以及临界破岩载荷的上界与下界,建立了取芯钻断裂型破岩行为的定量分析方法。     

平面压痕开裂极限临界载荷与开裂角

平面压痕的开裂在材料机械性能的研究、破岩机理的研究中有着广泛的应用。当刚性压头作用在半 平面弹性体的表面时,会产生一个平面压痕,该压痕的两端将出现I 型奇异压应力场,该奇异应力场的应力集中达到一定程度时,即达到临界条件时,该奇异应力场所在的边界将开裂。压痕边界的开裂问题是一个新型的断裂力学问题,通过边界移动的能量释放率的分析定量地给出了平面压痕边界开裂能量释放率数学表征,给出了边界开裂的极限临界载荷和临界开裂角。     

不同基体平面压痕应力强度因子

基于经典守恒积分方法对刚性压头冲压平板情况下应力强度因子（ＳＩＦ）进行数值分析,应有有限元软件模拟冲压形成的奇异应力场,并计算应力强度因子。比较了几组具有不同弹性模量和泊松比的应力强度因子,研究其与断裂韧性之间关系得出变化规律。工程中可利用奇异应力场数值分析结果研究材料的破坏行为、测试材料的机械性能。     

周期阵列压痕奇异应力场与开裂（PartⅡ：压痕开裂临界载荷）

周期阵列压痕方法是研究微观摩擦学的工具之一。由于周期阵列刚性压头压在半平面弹性体的表面时,会产生周期的Ⅰ型奇异压应力场,该奇异应力场的应力集中达到一定程度时,即达到临界条件时,该奇异应力场所在的边界将开裂。压痕边界的开裂问题是一个新型的断裂力学问题,通过边界移动的能量释放率的分析给出了压痕边界开裂能量释放率数学表征,并给出边界开裂的临界载荷和临界开裂角。     

基于能量释放率的Ⅱ型裂纹开裂分析

分叉开裂问题是一个新型的断裂力学问题, 本文利用经典Ji - 积分守恒律, 对部分路径积分, 分析Ⅱ 型裂纹分叉开裂时能量释放率, 并指出裂纹边界分叉开裂的应力强度因子与Ji - 积分的关系。当裂尖奇异应力场的 应力集中达到一定程度时, 即达到临界条件时, 该应力场所在的边界将开裂, 通过边界移动的能量释放率的分析定 量地给出了边界分叉开裂能量释放率数学表征及边界开裂的极限临界载荷。     

长圆柱中周期型环状裂纹尖端的奇异应力

本文采用奇异积分方程方法研究了含周期型环边裂纹长圆柱的轴对称拉伸问题。假定裂纹表面均匀受压,圆柱表面应力自由。首先使用积分变换将此边值问题化为求解一个奇异积分方程,然后将未知函数表示为Jacobi多项式的级数形式,得到一组线性代数方程;求解后得到裂纹尖端的奇异应力分布和应力强度因子的数值结果,与类似的工作相比,本文给出的结果令人满意。     

功能梯度板条Ⅲ型裂纹问题研究

现存文献关于梯度材料断裂问题的研究大都是假设材料性质为坐标的指数函数或幂函数,而对其它函数形式较少采用.作者假设功能梯度材料剪切模量的倒数为坐标的线性函数,而泊松比为常量,研究功能梯度板条的反平面裂纹问题.利用Fourier积分变换技术和传递矩阵法将混合边值问题化为一对奇异积分方程,通过数值求解奇异积分方程获得板条裂纹在反平面载荷作用下的应力强度因子,并讨论了裂纹相对尺寸以及材料非均匀性对应力强度因子的影响.     

正方形夹杂角部的奇异应力场

研究了正方形夹杂角部的奇异应力场.该应力场由分别对应对称变形和反对称变形的两组独立奇异应力场组成．应用体积力法计算了正方形夹杂角部的广义应力强度因子,并讨论了两个正方形夹杂之间距离对广义力强度因子的影响．     

轴对称圆柱界面端的应力奇异性

本文基于弹性力学空间轴承对称问题的基本方程,研究了轴对称圆柱界面端的应力奇异性,     

一种确定双重应力强度因子的数值方法

基于奇异点附近的位移场和奇异应力场,提出了一种利用普通的数值分析结果确定双重应力强度因子的数值方法和提高应力强度因子求解精度的结点选取方法,并把确定V形切口与裂纹的应力强度因子问题统一起来,利用有限元软件MSC／Nastran对Ⅰ-Ⅱ型复合平面裂纹以及V型切口问题进行了具体计算。计算结果表明,所提出的方法具有通用性强、精度高的特点,便于实际工程应用。     

平面裂纹变形扰动磁场的解析解

基于磁弹性耦合问题的线性化理论,采用Fourier变换方法对含内部中心裂纹的无限大板在外力和磁场共同作用下的变形扰动磁场进行了求解,得到了变形后扰动磁场的解析解.结果表明:变形扰动磁场场强与外力成正比;切向强度沿裂纹呈反对称分布,在裂纹上下表面产生突变;法向强度沿裂纹对称分布,在裂纹尖端产生奇点.     

压痕对不锈钢材料表面残余应力的影响

为研究自动球压痕过程残留压痕残余应力分布情况,以压力容器常用的奥氏体不锈钢板材S30408、S32168、 S31603 和 S30403为对象,通过常规拉伸试验获得材料的本构关系及自动球压痕试验获得压痕过程的载荷-位移曲线,采用有限元软件ABAQUS进行模拟。试验结果表明:压头卸载后,压痕凹坑底部材料承受的残余压应力达到最大,Mises应力状态下最大残余应力约为700 MPa左右,压痕残余应力影响范围在受压面上大约占球形压头半径的1.3%。同时,对材料施加一定大小的外载荷拉应力,研究残余应力和外载荷共同作用下压痕周围材料的应力分布状况,结果显示最大叠加应力出现在压痕材料堆积区域,但是应力影响区域很小,影响深度为所受影响平面半径的6%以内。