孔边角疲劳裂纹的扩展仿真及分析

给出了一种利用有限元技术模拟周期性张力载荷作用下孔边角裂纹扩展过程的方法。首先利用一系列点定义裂纹前沿,据此形成包含奇异单元的二维有限元网格,再扩展为三维网格．然后利用有限元法进行应力应变分析,最后使用Paris定律计算局部扩展增量．以此来更新裂纹的形状和尺寸。该方法还能够自动地重复执行扩展仿真。文中还对三个不同半径的四分之一椭圆形边角裂纹扩展过程进行了仿真和分析比较,以此来取得裂纹在扩展过程中的形状变化特征和不同方向上扩展的特征。     

XFEM在高压管道裂纹扩展计算中的应用

介绍XFEM的基本理论,针对常规有限元计算困难的三维裂纹,运用XFEM完成三维高压管道中的裂纹扩展计算.根据管道裂纹扩展的计算结果,总结得到管道裂纹扩展的规律,得到径向裂纹比轴向裂纹更严重的结论.     

ALOF——新一代三维疲劳裂纹扩展分析软件

针对当前亟需开发能分析和评估含缺陷工程结构及装备的专业商业软件的现况,基于成熟的扩展有限元法(eXtended Finite Element Method,XFEM)和自主研发的虚节点法(Virtual Node Method,VNM),推出具有完全自主知识产权的三维疲劳裂纹扩展分析软件ALOF(Analyses Laboratory of Fracture).介绍ALOF求解断裂问题的流程及其特点:可以方便地导入完整的CAD模型及多种形式的裂纹模型,可以自动生成疏密合理的二维和三维裂纹扩展分析网格;具有丰富的失效准则库;能自动分层加密裂尖区域网格;能全自动地进行裂纹扩展计算等.与同类软件相比,ALOF更简单、更精准、更高效和更专业.利用ALOF进行的3个实际工程案例表明,ALOF能准确、高效评估任意复杂缺陷体的剩余强度和疲劳寿命.     

半椭圆表面裂纹前缘应力强度因子的计算

在断裂力学中,如何求取应力强度因子一直是一个重要的课题.该文通过MSC.Marc提供的断裂力学模块,采用三维J积分法计算含有半椭圆表面裂纹前缘应力强度因子.首先通过MSC.Marc.Mentat建立特定裂纹体有限元模型,假设裂纹前缘处在平面应变状态下.由MSC.Marc计算出裂纹前沿的J积分,再由J积分计算出裂纹前缘的应力强度因子值.最后将计算结果与经验公式得到的结果进行了比较.仿真结果表明,通过MSC.Marc采用三维J积分法计算的应力强度因子具有较高的准确性和可靠性.     

计算机在Ti-6Al-4V钛合金疲劳裂纹扩展曲线绘制中的应用

利用当前通用的计算机编程技术,以高级编程语言VB为制作工具,以Origin7.0为作图工具,绘制了铸造Ti-6Al-4V钛合金疲劳裂纹扩展曲线。采用该编程技术,实现了参数的随机输入和曲线的动态形成,真实地制作了不同应力比下的疲劳裂纹扩展速率（da/dn）与裂纹尖端应力强度因子（ΔK）的关系曲线。同时该方法极大地提高了数据处理的效率及准确性。     

滚动接触疲劳载荷对铁轨表面接触疲劳裂纹应力强度因子的影响

为研究轮轨滚动接触疲劳（Rolling Contact Fatigue,RCF）载荷对铁轨表面裂纹应力强度因子的影响,以UIC60铁轨轮廓尺寸为依据建立轮轨接触的三维有限元模型,通过改变RCF载荷大小、轮轨表面摩擦因数和接触中心位置等轮轨接触的输入参数,计算铁轨表面接触裂纹尖端的应力强度因子,分析RCF载荷对铁轨表面接触疲劳裂纹的影响. 结果表明RCF载荷作为控制铁轨表面接触裂纹的重要因素,其变化直接导致裂纹尖端应力强度因子的变化,从而改变裂纹的扩展状况;为减缓铁轨表面裂纹的扩展,可以针对载荷采取均匀分布载重量、使用润滑剂降低轮轨摩擦因数等相应措施.     

计算机在Ti-6Al-4V钛合金疲劳裂纹扩展曲线绘制中的应用

利用当前通用的计算机编程技术,以高级编程语言VB为制作工具,以Origin7.0为作图工具,绘制了铸造Ti-6Al-4V钛合金疲劳裂纹扩展曲线.采用该编程技术,实现了参数的随机输入和曲线的动态形成,真实地制作了不同应力比下的疲劳裂纹扩展速率(da/dn)与裂纹尖端应力强度因子(△K)的关系曲线.同时该方法极大地提高了数据处理的效率及准确性.     

基于Zencrack的岸边集装箱起重机圆管构件疲劳裂纹扩展分析

由于二维裂纹扩展模式不能非常全面地反映岸边集装箱起重机结构件的疲劳裂纹扩展行为,以岸边集装箱起重机圆管构件为研究对象,利用Zencrack三维裂纹分析软件,详细分析未穿透裂纹与穿透裂纹的裂纹扩展关系,以及初始裂纹大小和载荷幅值对未穿透裂纹的疲劳裂纹扩展寿命的影响,对岸边集装箱起重机结构的抗疲劳设计及裂纹管理具有一定的参考价值。     

机器视觉疲劳裂纹扩展试验摄像头自动聚焦方法

在机器视觉疲劳裂纹扩展试验中,为了能够满足对裂纹宏观观察裂纹和准确定位裂纹尖端的要求,需要采用变焦镜头放大和缩小采集图像范围,针对于摄像头变焦后的聚焦问题,提出了摄像头的自动聚焦方法。首先建立图像采集系统,采集裂纹图像至计算机,通过中值滤波对图像预处理,去除噪声干扰,选取裂纹区域作为聚焦窗口,采用Laplace算子法作为清晰度评价函数,并提出一种变步长穷举法进行聚焦搜索。最后设计了以ARM7为核心的摄像头运动控制器。实验表明,所提出的方法能够实现疲劳裂纹扩展试验中摄像头在各种情况下的准确自动聚焦,为下一步精确测量疲劳裂纹扩展参数奠定基础。     

用能量法计算应力强度因子和扩展角：自行开发的断裂力学微机软件

为解决工程中使用断裂力学理论求解带纹零件的剩余寿命，使用有限元素法求解应力强度因子和裂纹扩展角受到了应有的重视。本文利用裂纹从ａ扩展到ａ＋Δａ长度时，由于系统势能变化ΔＵ，从而求得应变能释放率Ｇ和应力强度因子Ｋ，计算表明，该方法计算精度高、方法简便。同时通过寻找能量释放Ｇ的最大值求解裂纹扩展角。由于计算程序的通用性，软件可广泛应用于带裂纹的工程构件，成为分析构件安全性的实用工具。     

工程结构多裂纹应力强度因子分析

工程中的构件和零部件如果存在裂纹和缺陷,会给该工程带来灾难性的后果。在工程设计和评定阶段,需要尽可能准确地评估构件中裂纹的应力强度因子,因为这一参数是预测含裂纹构件断裂的主要依据。以工程结构中常见的含孔平板为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件计算孔边的裂纹尖端应力强度因子,分析得出对工程应用有重要参考价值的结论。     

非对称结构相变存储单元的三维模拟与分析

文章提出一种具有非对称结构的新型相变存储器单元结构,并通过有限元方法对该非对称结构相变存储单元进行了三维电热模拟.模拟结果表明,在相同的特征尺寸下,非对称结构相变存储单元的操作电流明显小于传统的对称型T型结构相变存储单元.     

面向对象的三维壳体非线性有限元程序设计方法

面向对象的有限元程序设计可以大大提高程序的模块化和代码的重用性，本文将结合三维壳体单元模型的特点、介绍如何对其进行面向对象的程序设计，根据非线性有限元的求解步骤，把整个程序框架划分成一些基类，并派生出相应的子类，本文只对其中的几个类（包括它们的派生类）进行重点阐述，并说明它们之间是如何来传递消息，这包括单元类，材料类，非线性方程求解器类，总装类和分析类及它们的子类。     

Stability analysis of the temperature cracks in Xiaowan arch dam

In the Xiaowan arch dam there are massive temperature cracks nearly parallel to the dam axis. Obviously, whether the cracks may spread or not during the water storage process is one of the crucial factors for the safety of a dam. In this paper, a new type of crack element, in which the contact component is implicitly included into the concrete component, is proposed to simulate the effects of the existing cracks. The crack element is proved by numerical example to share the merits of both conventional conta...     

平面磨削热源模型的仿真与比较研究

磨削温度场很难通过解析法求解,因此,利用有限元法对磨削温度场进行数值仿真已成为一种重要的方法。在平面磨削温度的仿真研究中,主要采用三角形热源模型进行分析。介绍一种新的平面磨削热源模型（抛物线热源模型）,用离散方法研究了两种热源模型,并利用两种热源模型分别对平面磨削温度进行了有限元仿真。通过对淬硬轴承钢GC r15磨削试验,采用热电偶测量了一定磨削条件下接触区的温度。仿真结果与试验对比分析表明：抛物线热源模型比三角形模型热源模型仿真结果更符合实际磨削温度。     

某轿车前后桥有限元模型分析及试验验证

利用轿车前、后桥的Pro/E三维数模建立其有限元模型,将CAD和CAE有机地结合在一起,提高建模效率. 同时,为了验证模型分析结果的精确度,对前、后桥进行自由模态以及静态加载试验,使该有限元模型能够作为其他工况分析的模型.