爆炸载荷下边界锐V型切口尖端裂纹扩展行为

为了研究爆炸应力波作用下板条边界锐V型切口端部的动态扩展行为,采用动态焦散线实验方法,进行了爆炸载荷下板条边界锐V型切口端部裂纹扩展规律的实验研究.研究结果表明,爆炸应力波作用下,板条试件边界锐V型切口端部的扩展过程中,裂纹扩展速度、加速度和切口端部动态应力强度因子随时间是波动变化的.扩展速度最大值达到210m/s,裂...     

关于瞬态应力强度因子和裂纹扩展加速度之间的关系探讨

将动态焦散线法与高速摄影技术相结合,本文记录了高分子材料悬臂梁内裂纹扩展加速、减速过程。一方面,利用动态焦散线可确定扩展裂尖的瞬态应力强度因子;另一方面,利用最小二乘法将裂纹扩展的水平、垂直位移分量拟合成时间(t)的四次多项式,描述了裂纹扩展方向、裂纹扩展加速度以及裂纹扩展加速度与动态应力强度因子的关系。结果表明:裂纹扩展加速度与动态应力强度因子之间存在一定的依赖关系;利用最小二乘法将裂纹扩展的水平、垂直分量拟合成时间(t)的四次多项式,可以对裂纹的扩展方向、加速度进行定量分析。     

动焦散线在爆炸裂纹扩展试验研究中的应用

爆炸裂纹的动态扩展问题是爆炸力学研究的热点。本文建立了爆炸加载的动焦散线测试系统,解决了试验中的有效光学图片获取、精确同步控制等问题,为进一步定量分析爆炸裂纹扩展规律提供了一种新的有效实验方法。采用爆炸加载的透射式动焦散实验系统,初步研究了爆炸载荷下的裂纹起裂、发展和止裂的动态扩展行为,分析其破坏模式和动态应力强度因子、裂纹扩展速度的变化,并研究了爆炸裂纹穿过有机玻璃板的人工层理的规律。     

动焦散线在爆炸裂纹扩展试验研究中的应用

爆炸裂纹的动态扩展问题是爆炸力学研究的热点。本文建立了爆炸加载的动焦散线测试系统,解决了试验中的有效光学图片获取、精确同步控制等问题,为进一步定量分析爆炸裂纹扩展规律提供了一种新的有效实验方法。采用爆炸加载的透射式动焦散实验系统,初步研究了爆炸载荷下的裂纹起裂、发展和止裂的动态扩展行为,分析其破坏模式和动态应力强度因子、裂纹扩展速度的变化,并研究了爆炸裂纹穿过有机玻璃板的人工层理的规律。     

功能梯度材料Ⅱ型动态裂纹尖端的焦散线分析

根据功能梯度材料Ⅱ型裂纹在定常扩展速度情况下裂纹尖端离面位移场的平面应力级数解,对材料性能沿裂纹扩展方向的两种不同变化规律进行了分析,分别假设：（1）剪切模量线性变化,密度保持常数;（2）剪切模量和密度指数规律变化。在分析中泊松比保持不变。推导两种变化规律材料Ⅱ型动态裂纹尖端的焦散线方程,对两种材料的焦散线进行数值模拟,并求解应力强度因子与焦散线特征尺寸之间的函数关系,以此为基础分析不同梯度变化规律对材料断裂性能的影响     

导弹横V型切口附近的应力场分析

本文利用弹性力学及复变函数理论，对异弹簧Ｖ型切口附近应力场进行了分析，给出了该切口附近应力分量的显式表达式，对该情况下的应力强度因子应如何定义进行了。     

功能梯度材料II型动态裂纹尖端的焦散线分析

根据功能梯度材料II型裂纹在定常扩展速度情况下裂纹尖端离面位移场的平面应力级数解,对材料性能沿裂纹扩展方向的两种不同变化规律进行了分析,分别假设:(1)剪切模量线性变化,密度保持常数;(2)剪切模量和密度指数规律变化。在分析中泊松比保持不变。推导两种变化规律材料II型动态裂纹尖端的焦散线方程,对两种材料的焦散线进行数值模拟,并求解应力强度因子与焦散线特征尺寸之间的函数关系,以此为基础分析不同梯度变化规律对材料断裂性能的影响.     

爆炸荷载下缺陷介质裂纹扩展规律数值分析研究

利用爆炸加载数字激光动态焦散线试验系统,同时借助ABAQUS有限元分析中内聚力模型数值计算方法,研究了爆炸应力波作用下缺陷介质裂纹扩展规律,并将试验结果与数值计算结果进行了对比。研究表明:在爆炸应力波作用下预制缺陷两端产生了两条翼裂纹A、B,扩展长度基本相同,方向垂直于预制缺陷。两条翼裂纹的扩展基本是对称的,只是在尾端发生轻微翘曲;翼裂纹扩展速度先增大至峰值又振荡减小,之后又增大至第二个较小的峰值,然后又减小,这种变化趋势和裂纹尖端应力强度因子KⅠ保持一致;扩展角β为85°时,计算结果较为接近试验,内聚力模型为动态裂纹扩展的研究提供了一种有效的方法。     

正交复合材料Ⅰ型裂纹动态响应焦散线实验研究

利用高速摄影技术与光学焦散线技术相结合，对冲击下正交复合材料Ⅰ型裂纹尖端的动态应力集中问题进行了光测力学实验研究。记录了两种层状碳纤维／环氧树脂复合材料在冲击作用下Ⅰ型裂纹尖端的动态焦散斑图，提取反映材料局部应力集中问题的力学参数：焦散斑特征尺寸，进而比较两种复合材料的抗冲击性能。这些研究工作对于复合材料冲击性能评估具有工程应用价值和科学研究意义。     

爆炸冲击荷载下相邻巷道裂隙扩展机理模拟试验

为探究邻近巷道裂纹缺陷受爆炸荷载作用的扩展机理,采用透射式动态焦散线实验系统进行模拟实验。结果表明,对迎爆侧隐性裂纹,当裂纹与巷道左壁相对距离10 mm时,裂纹右尖端扩展因巷道的存在使预制裂纹导向作用更显著,引导爆生主裂纹与预制裂纹左尖端贯穿,衍射后作用于右尖端反射拉伸引起;对背爆侧隐性裂纹,当裂纹与巷道右壁相对距离4 mm时,裂纹扩展源于薄弱的巷道临空面将绕射的应力波能传递并导向裂纹缺陷,裂纹受拉扩展贯穿。巷道存在会增加其围岩裂纹缺陷处动应力集中,在爆炸应力波作用下会诱发裂纹扩展。     

FATIGUE CRACK GROWTH BEHAVIOUR OF SM45C STEEL UNDER MIXED-MODE I AND II LOADING

The practical applications of studies related to constant amplitude mode I loading are somewhat limited in situations where more than one mode exists. So, criteria, rules and laws for these situations have to be validated with experiments. This paper extends previous results by the authors for mixed-mode I and II fatigue loading. An effective stress intensity factor range which considers crack closure and crack surface interference is described for the analysis of a crack under mixed-mode I and II fatigue loadings, and this factor is assessed from experimental results.     

裂纹深度及尖端曲率对尖角裂纹周围应力场的影响

对于尖角裂纹,裂纹深度和裂纹尖端曲率对于裂纹附近应力场的影响有可能要大于裂纹张开角度的影响。根据弹性断裂理论和复变函数理论建立了一个计算模型,利用保角映射方法解决了尖角裂纹的边界条件问题,得到了具有不同深度和尖端曲率的裂纹周围应力分布,并对此应力分布规律进行了分析。     

A STUDY ON FATIGUE CRACK GROWTH UNDER OUT-OF-PHASE COMBINED LOADINGS

Abstract— Fatigue tests were performed on thin-walled tubular specimens of S45C steel under tension-compression, pure torsion, in-phase and out-of-phase axial-torsional loadings. The relationship between cracking behaviour and stress components on the crack plane was investigated. Measurement of microcrack density showed that microcracking was governed predominantly by the shear stress amplitude acting on the crack plane for all loading conditions. The failure crack was formed by coalescence of many cracks initiated near the maximum shear planes. The cracks grew turning their orientation to the direction perpendicular to the maximum normal stress. The transition of crack orientation occurred at relatively longer crack lengths at a higher stress ratio. The crack growth behaviour for all loading modes can be correlated using an equivalent strain intensity parameter based on shear and normal strains on the crack plane.     

COMPRESSION FATIGUE CRACK GROWTH BEHAVIOUR OF AN ALUMINIUM ALLOY: EFFECT OF OVERLOADING

Abstract— The behaviour of fatigue cracks in an Al-alloy under cyclic compression, either with or without overloads, was studied. For constant-amplitude compressive cycling, a non-catastrophic (saturation) character of the fatigue crack behaviour was confirmed, with the final depth of a crack depending on the applied load level. Single (tensile or compressive) intermittent overloads were shown to re-activate a previously arrested crack while reversed (tensile—compressive or compressive—tensile) ones were also shown to maintain continual fatigue crack extension under otherwise fully compressive cycling.     

Al—Li合金缺口疲劳短裂纹行为的研究

研究了不同时效状态的Ａｌ－Ｌｉ合金短裂纹的扩展规律，缺口曲率半径对短裂纹扩展规律的影响，在相同的时效温度下，裂纹扩展速率ｄａ／ｄＮ随时效时间增加而加快，钝缺口萌生裂纹的ｄａ／ｄＮ在缺口应力场内变化不大，然后随着应力强度因子的增加而逐渐变大，而锐缺口萌生裂纹的ｄａ／ｄＮ在裂纹萌生后很快下降到最小值，然后又逐渐回升。