Hopkinson压杆入射杆形状对动态断裂参量影响的数值方法研究

利用Hopkinson压杆测量三点弯曲试样材料的动态应力强度因子,应力波载荷的惯性效应和弥散效应对试验结果不可忽略的影响已被许多学者的实验结果证实。将不同Hopkinson压杆入射杆形状产生的载荷—时间历程曲线作为动态有限元模型的载荷信息,采用Ansys/LS-DYNA有限元软件,基于虚拟裂纹闭合技术(virtual crack closure technique,VCCT)计算得到三点弯曲试样的动态应力强度因子变化曲线,曲线上起裂时间对应的值即为材料的动态断裂韧度。进一步考虑入射杆形状及惯性效应对冲击载荷曲线的影响,研究动态应力强度因子的变化规律,为Hopkinson压杆测试动态断裂韧度提供合理、可行的方法。     

动态弹塑性断裂韧度JⅠd测试方法研究

借助于示波冲击实验,建立加载速率KI≈105MPa@√m/s条件下,测定材料动态弹塑性断裂韧度Jid的方法.通过计算得到三点弯曲试样的动态裂纹尖端张开位移COD以及动态裂纹扩展量Aa,在此基础上得到裂纹动态起裂点.在动态弹塑性断裂韧度Jid的计算中,考虑了材料动态应力一应变行为的影响.船用945钢的测试结果表明,文中建立的方法简单、方便,适合于工程应用.     

动态弹塑性断裂韧度J_(Ⅰd)测试方法研究

借助于示波冲击实验 ,建立加载速率 KⅠ ≈ 10 5MPa·m/s条件下 ,测定材料动态弹塑性断裂韧度JⅠd的方法。通过计算得到三点弯曲试样的动态裂纹尖端张开位移COD以及动态裂纹扩展量Δa ,在此基础上得到裂纹动态起裂点。在动态弹塑性断裂韧度JⅠd的计算中 ,考虑了材料动态应力—应变行为的影响。船用 945钢的测试结果表明 ,文中建立的方法简单、方便 ,适合于工程应用     

基于扩展有限元模型的动态应力强度因子计算

为准确计算基于扩展有限元法（XFEM）的裂纹扩展模型中的应力强度因子,在ABAQUS软件中建立中心裂纹平板和三点弯曲的XFEM模型,采用相互作用积分法,通过用户子程序接口分别实现了Ⅰ型、Ⅱ型断裂模式下裂纹扩展过程中应力强度因子的计算;研究了网格密度与积分半径对XFEM模型应力强度因子计算精度的影响规律,研究结果表明：当网格密度因子为0.012~0.016、相对积分半径为3时,应力强度因子收敛至稳定值,计算误差不超过3%。利用所提方法与程序计算了单边带孔疲劳裂纹扩展试样的动态应力强度因子,试验结果表明：基于Paris理论预测的剩余寿命与疲劳试验结果误差为5.3%,进一步验证了所提方法与程序的正确性。     

非均质焊接接头断裂行为预测研究

基于局部法定量研究了焊接接头中强度匹配、试样几何形式对接头断裂行为的影响。首先由标准三点弯曲试样的断裂韧度值,得出反映材料脆性断裂的控制参量,再根据该参量对不同接头强度匹配下三点弯曲和双边裂纹拉伸试样的断裂行为进行了定量预测,当考虑由于延性裂纹扩展所造成的应力升高后,其结果与试验结果相当吻合。表明局部法能很好地描述材料的断裂行为。     

基于改进SHPB平台的20CrMnTi平面应变动态起裂韧度实验研究

为获得20Cr Mn Ti动态起裂韧度,利用改进式霍普金森压杆对三点弯曲试样施加冲击载荷,通过弹簧质量模型确定动态应力强度因子随时间的变化规律,采用应变片监测裂纹起裂时刻。通过上述实验过程得到20Cr Mn Ti在平面应变条件下I型裂纹扩展动态起裂韧度。实验过程中,利用波形整形技术有效抑制了应力波传播过程中由横向惯性效应引发的几何弥散畸变,保证了测点处应力波信号与加载点应力波的一致性;利用高速摄像系统跟踪动态断裂过程,并结合GOM Correlate软件对加载过程中试样表面应变场的变化进行分析,观察到裂纹起裂前试样已达到动态应力平衡状态,验证了实验方案和测试结果的有效性。实验结果表明,20Cr Mn Ti动态起裂韧度随着加载率的增加而增大,呈现出明显的加载率敏感性。     

微试样法测量25Cr2NiMo1V钢断裂韧度试验研究

以25Cr2Ni Mo1V转子钢为研究对象,采用微三点弯曲试样开展了室温下的断裂韧度试验,分析了断裂韧度的尺寸相关性。结果表明,相对于大尺寸试样,微试样断裂韧度减小且数据分散。这主要由于微试样平面应力状态占主导,试样厚度和韧带对裂尖变形的拘束程度减小,裂纹稳定扩展能力下降。结果为采用缺口微试样测量断裂韧度提供了有益的尝试。     

34CrNi3Mo钢汽轮机叶轮的断裂分析

本文分析了叶轮裂纹产生的原因,认为与应力腐蚀有关。用大型CT试样测定了叶轮材料室温下的断裂韧度,并用小型三点弯曲试样测定了室温下和工作温度下的J (lc)。初步测定了应力腐蚀裂纹扩展速度da/dt。引用应力场叠加原理近似地估算了叶轮裂轮纹尖端的应力强度因子,从而算出了临介裂纹长度和剩余使用寿命。     

球墨铸铁断裂韧度测试技术研究进展

断裂韧度是材料重要的抗断指标.总结了平面应变断裂韧度、弹塑性断裂韧度、裂纹尖端张开位移和动态断裂韧度测试技术的研究概况及在球墨铸铁材料上的应用,介绍了温度、显微组织、试样尺寸对球墨铸铁断裂韧度的影响规律,探讨了球墨铸铁断裂韧度试样中的裂纹长度测试问题,介绍了基于J-Q(J积分-三轴性应力因子)理论的球墨铸铁断裂韧度测试方法;认为基于J-Q理论的多参数断裂韧度测试是未来研究的重点,并且若要使断裂韧度真正用于工程安全评定,必须在测试时综合考虑实际服役时的加载模式及环境.     

10Cr9Mo1VNbN铁素体钢的动态断裂韧度

采用标准夏比Ｖ型缺口试样的示波冲击试验获得了１０Ｃｒ９Ｍｏ１ＶＮｂＮ钢的冲击特性和动态断裂韧度，对冲击过程进行了断裂力学分析，并检验了裂纹启裂能量，裂纹扩展能量，总冲击能量，动态断裂韧度之间的相关性。     

非线性因素对金属橡胶干摩擦系统振动响应的影响研究

金属橡胶是一种新型材料,文中运用Fourier级数展开和谐波平衡法相结合的方法FHB(the technique of Fourier series expansion combining with harmonic balance method)推导出金属橡胶干摩擦系统在简谐激励下的频响方程,通过数值仿真,比较三次非线性因素和五次非线性因素对金属橡胶干摩擦系统幅频特性的影响,发现对金属橡胶干摩擦系统幅频特性起决定作用的是三次非线性因素,只有五次非线性因素超过1011 数量级时才需考虑五次非线性因素的影响,对金属橡胶减振器作动态响应实验,发现减振器的固有频率和传递率幅值都表现出非线性特性.     

斜撑杆对复合材料机身段适坠性能的影响研究

适坠性已经并将继续是飞机安全的主题。针对典型的运输类飞机复合材料机身段,研究斜撑杆对机身框段适坠性能的影响。建立复合材料机身段有限元模型,通过改变斜撑杆角度和刚度,分析复合材料机身结构在坠撞速度为6.67 m/s时的坠撞特性。对比分析各种情况下座椅与地板连接处的加速度—时间历程曲线和机身段的破坏模式。仿真结果表明,选取合适的复合材料机身段斜撑杆角度和刚度,可显著降低座椅处的过载峰值,有效提高复合材料机身框段适坠性能。     

分层缺陷对复合材料结构疲劳寿命影响研究

介绍一种新研制的含缺陷复合材料压缩试验装置 ,并采用压缩疲劳试验方法研究中央分层和边缘分层缺陷对飞机复合材料结构疲劳寿命的影响。研究结果表明 ,试件疲劳破坏的起始位置与预制缺陷位置一致。含分层缺陷复合材料结构的疲劳寿命不仅与缺陷尺寸 ,而且与缺陷位置有关。该研究结果为制定生产和使用过程中缺陷或损伤的控制标准提供重要依据     

孔蚀对飞机结构静强度影响规律研究

讨论不同服役年限下,不同腐蚀坑深度、腐蚀坑间距对飞机前梁静强度的影响规律,给出某一腐蚀条件下机翼前梁静强度下降规律.     

基于疲劳理论的变速箱体优化过程强度约束研究

针对变速箱体存在强度过剩,质量过重的现状,需要对其进行优化。目前对于优化约束的研究中,大部分学者采用静强度作为强度约束,而缺少对疲劳强度的考虑。因此基于疲劳理论的基础上,结合雨流循环计数,根据变速箱箱体规范对循环次数进行线性外推,获得循环次数进而作为其寿命,将外推循环次数与试验载荷谱循环次数作对比验证,结合90%可靠度的S-N曲线,获得理论应力幅。根据动载系数,计算得到最大应力。将其与抗拉强度进行比较,获得各个部件强度约束。可以为优化提供更为准确的约束,节省后续的验证过程,提高优化效率。     

胶厚对单搭粘接接头强度影响的试验与仿真研究

为研究不同胶层厚度对单搭粘接接头强度的影响,对胶层厚度为0.2 mm、0.7 mm、1.5 mm和2.5 mm的铝5052-铝5052(Al5052-Al5052)单搭粘接接头进行拉伸-剪切试验,对比不同胶厚对Al5052-Al5052单搭粘接接头强度的影响。仿真分析考虑材料非线性和几何非线性,模拟不同胶层厚度表面上的等效应力的分布情况,研究结果表明:胶层厚度影响粘接剂对Al5052-Al5052单搭粘接接头的粘接效果,胶层表面的von Mises应力随着胶层厚度的增加而增大,Al5052-Al5052单搭粘接接头的强度随着胶层厚度的增加而降低。     

INFLUENCE OF THREAD PITCH ON LOAD DISTRIBUTION ON THREADED END OF PRESSURE CYLINDER

０ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＳｏｍｅｐｒｅｓｕｒｅｃｙｌｉｎｄｅｒｓａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｓｏｔｈａｔｔｈｅｅｎｄｏｆｔｈｅｃｙｌｉｎｄｅｒｈａｓｔｈｒｅａｄｅｄｃｌｏｓｕｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｈａｖｅｂｅｎｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ...     

熔滴过渡对自保护药芯焊丝工艺性能影响的研究

研究了熔滴过渡形态和焊丝工艺性能的关系。６种过渡形式中颗粒过渡、射滴过渡是自保护药芯焊丝中较 理想的过渡形式。而短路非爆炸这种主要的过渡形式虽然飞溅小、电弧燃烧也较稳定,但对熔滴保护效果较差。 研究结果对于指导自保护药芯焊丝的配方设计、改进其工艺性能和力学性能具有重要意义。     

3自由度气浮台力学性能研究--自重作用对转动惯量矩阵及惯量主轴方向的影响

利用高等动力学理论分析了自重作用下,气浮台平台产生的变形对平台转动惯量矩阵的影响,用有限元法计算了各种欧拉角下的平台的主转动惯量和惯性积,给出任意欧拉角下的计及变形效应一次项时的转动惯量矩阵计算公式,结果表明由于平台变形使主惯性轴方向变化从而使气浮台姿态准确度产生误差.此误差主要受重力单独沿结体坐标系中某一水平轴作用时,平台对此水平轴与垂直轴的惯性积的值的影响.计算得出本例结构气浮台的最大姿态准确度误差为1.4×10-6rad(0.289角秒),完全能够满足卫星所需的姿态准确度要求.     

裂纹对弧齿锥齿轮接触应力影响研究

为全面掌握裂纹对弧齿锥齿轮接触应力影响,用Pro/E软件建立了无裂纹和含裂纹弧齿锥齿轮完整的三维接触模型,并基于有限元分析软件Ansys对模型进行了仿真模拟与数值计算,分析了无裂纹和含裂纹两种运行状态下不同接触位置上的接触应力。仿真结果表明:裂纹使弧齿锥齿轮的最大接触应力变化更加剧烈。从而得出了可以根据最大接触应力的变化情况对弧齿锥齿轮结构损伤进行故障诊断的结论。