JC-1断裂力学有限元软件

项目简介：工程断裂力学在工程设计、材料及工艺研究，强度分析和性能测试，探伤及质量检查、维修和安全核制等方面日益受到广泛重视，特别是随着Ｘ光超声波等无损探伤技术的发展，在结构内部发现裂纹和缺陷已比较容易．重要的是如何评价这些裂纹和缺陷对结构安全使用的影响。ＪＣ－１断裂力学软件能根据缺陷的大小、形貌和所处位置，再与结构的受力及工作条件联系，计算出每个缺陷的Ｊ积分值，特别是多个裂纹共生，需要考虑相互干涉时，这种计算更是非常必要，以前Ｊ积分值得到非常困难。通过计算有了Ｊ积分值，就可以比较准确判定结构的使…     

一种表面裂纹可靠性分析方法

建立受剪应力表面裂纹塑性失稳扩展的可靠性分析模型。采用三维弹塑性模型对其综合变量Ｊ积分进行了计算，分析在不同的无量纲裂纹尺寸和外载应力情况下，裂纹失稳扩展的失效概率分布规律，为工程检测和维修提供指导。     

疲劳裂纹的修理方法对比分析

航空结构件中最常见的损伤为疲劳裂纹,损伤维修需要考虑经济性、易操作性、维修后的力学性能等因素。本文针对不同裂纹长度的中心裂纹板,分别采用传统的止裂孔和先进的搅拌摩擦焊技术进行修理,对修理后的裂纹扩展寿命进行了对比分析。结果表明,两种修理方法均延长了中心裂纹板的使用寿命,搅拌摩擦焊延长效果更好,为后续工程应用提供技术参考。     

起重机金属结构裂纹的复合修复方法

针对起重机金属结构在长期疲劳交变载荷作用下易产生疲劳裂纹的问题，采用碳纤维复合材料（CFRP）加固止裂孔的方法对裂纹进行复合修复。建立不同载荷下止裂孔、CFRP以及复合修复的有限元模型，分析计算应力应变状态和应力集中系数；建立止裂孔打偏情况下复合修复的有限元模型，研究CFRP加固对止裂孔修复的影响；通过静拉伸强度试验，研究复合修复方法对损伤构件的修复效果，并与仿真结果进行对比，验证了CFRP与止裂孔复合修复这一技术的可行性。结果表明，复合修复方法相比于止裂孔及CFRP修复效果，不仅可以消除裂纹尖端的奇异性，减小名义应力，提高试件的承载能力，还可以弥补钻止裂孔修复焊缝裂纹的不足，为工程维修提供了参考。     

超声波检测螺栓头下裂纹的检测概率曲线测定

确定维修检测中可检裂纹的尺寸是制定维修大纲的需要，同时也是损伤容限耐久性分析所必须的重要依据。文中针对飞机机翼大梁的螺接结构，研究其裂纹检测的方法，并完成一条超声波检测裂纹的检测概率曲线。     

基于模糊层次分析法的造船门式起重机裂纹结构缺陷安全评估

围绕造船门式起重机结构缺陷对起重机安全运行的风险评价问题,以造船门式起重机主要结构缺陷之一的裂纹为例,基于模糊层次分析法建立了裂纹对造船门式起重机安全的影响指标体系,构造了裂纹的模糊综合评价矩阵,提出了裂纹评定准则,并对该起重机的裂纹情况进行定性和定量化安全评价,得出了安全等级,经过实际工程验证该方法具有较强的可行性和合理性。     

表面裂纹K1计算方法的研究与评价

在焊接压力容器和工程结构中,表面裂纹无疑是一种重要的缺陷。对压力容器进行缺陷的安全性评定时,表面裂纹断裂分析中应力强度因子计算方法的研究及其评价有重大意义。近二十年来,国内外学者对表面裂纹的断裂和疲劳问题进行了大量的理论和实验研究工作,取得了可喜的重大进展,但是彻底解决这个困难的三维断裂问题,尚有大量工作要作,更不用说是在弹塑性和全域屈服条件下的表面裂纹计算问题。本文将综述并分析近二十年来表面裂纹应力强度固了的二十种计算方法,并用实验数据对各种解的准确性、稳定性、应用范围及工程使用的方便与否等进行综合评价。国外缺陷评定标准中采用的表面裂纹K 1计算法及表面裂纹等K 1换算曲线的依据,也予以一定分析。     

焊接裂纹预测及诊断专家系统

焊接裂纹预测及诊断专家系统能预测产生焊接裂纹的可能性，诊断焊接裂纹的性质，制定焊接工艺和修复工艺，对于解决焊接裂纹问题具有实际意义。经工程实例评价表明，系统决策的结果与实际相符，基本上达到了焊接专家解决裂纹问题的水平。     

在用含缺陷压力容器安全评定方法及应用

在压力容器制造运行中存在产生多种裂纹和材质脆化的倾向,准确评价裂纹缺陷对压力容器的影响可以正确判定其是否可继续使用。为了更好地对含裂纹型缺陷压力容器进行适用性评价而研究API579和GB/T 19624-2019的裂纹评定过程。以具体裂纹为研究对象,对两种评定方法进行应用,该分析评定过程可为今后的工程应用提供参考。     

含裂纹结构剩余强度的一种估算方法

剩余强度分析对结构断裂安全性评价十分重要。现有的剩余强度分析方法中,Feddersen工程分析法具有代表性,它对简单含裂纹结构比较有效。但这类方法一般需要预先得到弹性断裂应力的连续曲线,才有可能进行短裂纹阶段的弹塑性修正和长裂纹时的净截面屈服修正,使用不方便,有时甚至不适用。本文认为含裂纹结构的破坏是静力学模式破坏和断裂力学模式破坏共同作用的结果,从而建议一种结构剩余强度的实用估算方法。通过表观断裂韧度准则确定的弹性断裂强度和净截面全面屈服后的静力学破坏强度的结合,估算剩余强度许用值。该方法可以方便地估算任意时刻的剩余强度。分别进行含中心裂纹的有限宽板和含裂纹耳片结构的剩余强度试验,并与估算结果进行比较,表明本文方法预测精度良好,有望推广到其他结构形式。文中强调,表观断裂韧度Kapp值的合理与否对估算结果有明显影响。     

基于机器视觉技术的疲劳裂纹自动检测实验系统

为解决现有传统的金属疲劳裂纹检测方法存在的精度不高、操作繁琐、抗干扰性差和不易实现自动记录等问题,将虚拟仪器和图像处理技术应用到金属疲劳裂纹检测系统中,进行了疲劳裂纹长度在线测量和疲劳扩展速率计算。通过系统的整体设计和原理介绍,提出了疲劳裂纹在线非接触式的机器视觉检测方案;并基于LabVIEW的实验平台,进行了疲劳裂纹扩展试验,通过使用NI的IMAQVision实现了图像处理功能。研究结果表明,由该方案建立的基于图像处理技术的裂纹检测系统在线测量得到的最大裂纹长度测量误差为0．148mm,且由拟合裂纹长度一时间曲线的导函数可得到裂纹扩展速率,是一种较理想的疲劳裂纹在线检测方法。     

HG80钢及其焊接接头的疲劳裂纹扩展

为适应大型工程机械焊接用钢需要，对低合金高强度钢HG80及其焊接接头的疲劳裂纹扩展速率进行了研究。结果表明，疲劳裂纹扩展速率对钢板的轧制方向不敏感，焊缝及热影响区疲劳裂纹扩展速率明显低于基材。在排除焊接残余应力导致的裂纹闭合效应后，焊缝及热影响区疲劳裂纹扩展速率与基材相当。     

脉冲放电截止热疲劳裂纹的亚临界扩展

对３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ模具热疲劳裂纹进行脉冲放电,裂纹尖端熔化形成焊点,使裂尖钝化,阻止了热疲劳裂纹的亚临界扩展。脉冲放电能使裂尖处的组织和性能发生有利的变化,显著地 提高裂尖处裂纹萌生所需的能量和扩展功,截止了亚临界裂纹的继续扩展。     

Sliding wear of polymeric composites

The wear mechanisms of two different polymeric composites sliding against metal were investigated experimentally. The sliding distance, normal force and sliding speed were the test variables.Microscope observations showed that the mode of wear of the two materials is similar. Subsurface deformation, crack nucleation at the matrixharder particle or matrix-glass fibre interface, crack propagation parallel to the surface at a depth corresponding to the friction coefficient and crack shearing to the surface were found in both materials. The wear particles often have the shape of thin sheets. Comparison of the metal subsurfaces and wear particles with those of the polymers indicates that the mechanism of wear of semicrystalline composites is similar to delamination wear. Since film transfer greatly influences friction and wear it should be considered together with crack growth in fatigue in the prediction of wear of polymeric composites.     

16Mn钢焊接件疲劳裂纹扩展的微观特征研究

研究了在循环载荷作用下,16Mn钢焊接件疲劳裂纹的扩展情况.通过光学显微镜观察了裂纹扩展的微观特征,发现了裂纹在焊接结构不同部位的扩展路径方式并分析了显微组织对裂纹扩展的影响.裂纹在母材处为穿晶扩展,在热影响区和焊缝金属中的扩展为穿晶和沿晶混合型.     

激光超声信号变分模态分解与裂纹定量检测

针对激光超声检测技术应用于金属增材件中所获取的信号具有复杂、多模态、信噪比低的特性的问题,获取激光超声信号进行时频分析,探究其频域可分性,采用变分模态分解算法根据频域特征进行分离并提取最佳表面波模态。在此基础上,提出一种基于激光超声信号B扫图结合变分模态分解提取表面回波特征值技术,对金属增材件表面裂纹长度进行定量检测。针对直接观察B扫图获取裂纹长度信息存在误差较大的问题,通过对变分模态分解提取的表面波模态在有无裂纹时反射回波峰峰值的变化分析,绘制扫查位置-峰峰值图并据此精确获取裂纹起始和结束位置,检测结果的相对误差不超过8%。与直接获取原始信号B扫图的裂纹长度信息相比,提高了检测精度。该方法在金属增材件的激光超声信号的特征提取与定量检测方面具有可行性。     

低周疲劳精密下料新工艺及试验研究

传统的金属棒料下料工艺存在着材料利用率低、能耗高、生产效率低以及下料断面质量差等问题。采用一种新的下料工艺-周向加载低周疲劳精密下料技术,利用V形槽的应力集中效应,促使棒料V形槽底尖端处疲劳裂纹的萌生及疲劳裂纹的快速扩展。描述周向加载低周疲劳精密下料机的工作原理。给出在低周疲劳下棒料V形槽根部裂纹是否起裂的判据。采用两种控制曲线对5种材料(20钢、H59、45钢、20Cr和LY12)的棒料进行试验研究,实现加速棒料裂纹的产生、扩展并获得良好的棒料断面质量。试验结果表明,V形槽的应力集中效应可以有效地减小棒料下料过程中的平均应力,在不断增加打击位移的同时减小冲击频率可以保证棒料裂纹的稳定扩展和断裂。     

低碳贝氏体钢的焊缝结晶裂纹敏感性研究

采用横向变拘束热裂纹试验方法（ＶａｒｅｓｔｒａｉｎｔＴｅｓｔ）对低磷贝氏体钢的焊缝结晶裂纹敏感性进行了研究。并与４２ＣｒＭｏ、３０ＣｒＭｎＳｉＡ钢作了对比．结合三种材料的结晶裂纹断口形貌讨论了化学成分和高温塑性对结晶裂纹敏感性的影响规律。结果表明，低碳贝氏体钢的结晶裂纹敏感性较小．导致这一结果的主要原因是由于低碳贝氏体钢焊缝中晶间低熔点偏析物较少，金属的高温塑性较好，因而具有较高的抗焊缝结晶裂纹的能力．     

带有空间双裂纹的金属拉伸试件脉冲放电止裂与力学性能

为解决电磁热裂纹止裂技术应用的学性能.应用热-电耦合的分析方法模拟研究带有预制双裂纹的标准合金钢拉伸试件脉冲放电止裂瞬时的温度场,并为实施止裂试验提供了工艺参数;应用ZL-2超强脉冲电流发生装置实现了空间双裂纹的止裂试验,放电后两个裂纹尖端附近均熔化形成焊口,裂尖的曲率半径在放电瞬间增大了几个数量级,可达到止裂的目的;借助微机控制电子万能试验机对止裂后的合金钢试件进行拉伸试验,并对止裂后裂尖处金相组织进行分析,研究断口的形态.研究结果表明:在合适的脉冲放电电压下,电磁热效应可以实现空间裂纹止裂,并有效地提高试件的力学性能.     

带有圆形半埋藏裂纹金属构件放电瞬间的温度场分析

应用复变函数理论,采用曲线坐标变换的方法,对带有圆形半埋藏裂纹金属构件在放电瞬间裂纹尖端区域附近的温度场进行理论分析。并借助于有限元软件,建立三维模型,模拟分析了在放电瞬间裂纹尖端区域附近温度场、温度梯度场的分布状态。计算结果表明:在圆形半埋藏裂纹尖端处,由于电流产生的焦耳热源的作用,使其温度瞬时急剧升高,能够在很小的范围内熔化形成微小的焊口,裂纹前缘的曲率半径增加了几个数量级,显著地减少了应力集中,有效地遏制了裂纹的扩展;数值模拟与理论分析结果吻合。