含中心裂纹薄壁型钢的又一组应力强度因子解

首先根据无限大中心裂纹板在Ⅰ型荷载作用下应力分布的全场解析解,构建薄壁杆件在均匀拉伸时沿裂纹所在截面的正应力的分布模型;然后利用平衡条件确定无量纲应力强度因子Y(ξ)获得含中心裂纹拉伸薄壁型钢的又一组无量纲应力强度因子Y(ξ)的近似解析解。与现有的数值结果比较表明,该方法不仅简单实用,而且结果可靠。文中给出的几种常见薄壁杆件含Ⅰ型中心裂纹时的无量纲应力强度因子的近似简单解析表达式,既适用于焊接组合薄壁杆件,也适用于冷弯薄壁杆件。     

含中心裂纹薄壁型钢的又一组应力强度因子解

首先根据无限大中心裂纹板在Ⅰ型荷载作用下应力分布的全场解析解,构建薄壁杆件在均匀拉伸时沿裂纹所在截面的正应力的分布模型;然后利用平衡条件确定无量纲应力强度因子Y(ξ)获得含中心裂纹拉伸薄壁型钢的又一组无量纲应力强度因子Y(ξ)的近似解析解.与现有的数值结果比较表明,该方法不仅简单实用,而且结果可靠.文中给出的几种常见薄壁杆件含Ⅰ型中心裂纹时的无量纲应力强度因子的近似简单解析表达式,既适用于焊接组合薄壁杆件,也适用于冷弯薄壁杆件.     

岩石裂纹小范围屈服时声发射总数与应力强度因子关系的研究

根据裂纹尖端微裂纹密度理论，假定声发射总数与裂纹尖端的显微裂纹总长度成正比，推导了出了岩石裂纹稳定扩展时声发射总数与应力强度因子之间的关系式。将并一些试验结果与理论推导进行了比较，结果表明；理论推导与试验结果大体一致。     

FRP单面加固带裂纹钢板的应力强度因子分析

对单面粘贴FRP的带裂纹钢板进行了线弹性断裂力学分析,研究了裂纹尖端的应力强度因子变化,分析结果表明,经过FRP加固后,钢板的应力强度因子显著降低;随着FRP刚度的增加,应力强度因子逐渐减小。     

高压断路器瓷套裂纹尖端应力强度因子研究

针对三维裂纹尖端应力强度因子计算困难的现状,提出了一种新型的三维裂纹应力强度因子计算方法,通过与其它方法在计算含圆孔平板裂纹尖端应力强度因子的对比分析,验证了本文应力强度因子计算方法的有效性和优越性。建立含裂纹缺陷的高压断路器瓷套有限元数值模型,将本文方法应用于高压断路器瓷套裂纹的应力强度因子计算,研究了高压断路器瓷套表面裂纹应力强度因子与瓷套所处环境温度、裂纹分布位置和裂纹尺寸的变化关系,获得了易导致瓷套断裂的环境、裂纹分布位置和裂纹尺寸,为电力行业中断路器瓷套的设计及运行维护提供有效的技术指导和借鉴。     

基于ANSYS的应力强度因子计算

以平板表面裂纹为例,介绍和分析了运用有限元软件ANSYS计算应力强度因子的方法。通过对求得的应力强度因子值与解析解的比较,表明用有限元方法计算应力强度因子具有相当高的精度,并且操作简便。     

点腐蚀裂纹的应力强度因子分析

由点腐蚀诱发的裂纹分为穿透型裂纹和表面型裂纹两种形式,通过半解析半数值方法,分别给出两种裂纹形式的应力强度因子表达式。对于穿透型裂纹,其应力强度因子表达式基于有限宽板上的圆孔周界散射出的裂纹的应力强度因子推导得到,并采用有限元方法进行验证,验证结果表明表达式与有限元方法吻合良好;对于表面型裂纹,首先采用有限元方法进行系列计算,根据计算结果进行回归分析并得到应力强度因子的回归公式,然后对回归公式进行显著性检验,检验结果表明回归公式是显著成立的。     

H形钢梁裂纹前缘应力强度因子数值计算

采用有限单元法对H形钢梁椭圆弧形裂纹前缘的应力强度因子(SIF)开展了数值计算.对裂纹前缘附近区域进行了精细化网格划分,并采用J积分法计算了裂纹前缘的SIF.H形钢梁裂纹前缘处出现明显的应力集中,并且应力集中程度随裂纹增长而愈加严重.H形钢梁裂纹前缘端点处及紧邻端点的个别结点处的SIF偏离其余大部分结点上S1F所形成的...     

三维裂纹应力强度因子数值计算

利用无网格Galerkin方法对三维裂纹问题进行分析。基于最小二乘法的无网格方法仅需一系列节点信息就可构成物体的离散模型。在无网格Galerkin方法中,位移边界条件不包含在内,因此,在边界已知位移方向上设置一系列弹簧来满足无网格方法的本征边界条件。弹簧的一端与已知位移的物体表面固连,而另一端固定,把计算位移与已知位移的误差作为弹簧的变形量。弹簧作为弹性体的一部分,弹簧的变性能也是弹性体应变能的一部分。裂纹使得弹性体具有不连续性,对体内节点具有隔离作用。用可视准则处理裂纹面对影响域内Gauss点的隔离作用。提出简单有效的方案,确定可变的节点影响域,这一方案可以保证体内每一个节点影响域内的节点数为一给定的常数,通过限制影响域内最小二乘计算的大小,提高计算近似函数的效率。利用三维间断位移法计算三维裂纹前缘的应力强度因子,计算有限体内边界贯穿平置裂纹和边界非贯穿平置裂纹的应力强度因子。无网格Galerkin方法的计算结果与前人研究的结果吻合很好,这可为三维裂纹的扩展追踪提供参考。     

任意多裂纹应力强度因子的位移不连续数值算法

1　绪　　言 yh土木工程中的岩石、混凝土等介质通常处于压缩外荷载的作用下且其内部往往裂纹随机发育 ,工程结构的极限状态一定程度上受裂纹扩展特性的影响。因此 ,研究压剪条件下随机复杂裂纹应力强度因子的计算方法从而有效地研究断裂扩展问题是土木工程领域所面临的重大课题。迄今 ,人们对此进行了大量的基础理论及数值计算方法等的研究 ,取得了许多有实用价值的成果 ,形成了解析法[1～ 3] 、数值方法[4～ 16] 、半解析半数值方法[2 ] 等应力强度因子的计算方法。其中 ,解析方法、半解析半数值方法所能解决的问题还十分有限 ,仅能解决拉伸荷载作用下的有限个规则排列的裂纹问题 ;大量工程结构中的复杂裂     

环氧树脂修补混凝土构件裂缝技术与效果检测

阐述用环氧树脂灌浆修补混凝土构件裂缝的施工工艺 ,用工程实例说明其修补效果 ,并提出用超声波检测结果评价灌浆效果的方法     

Simulation of Corrosion Crack in Pretensioned Prestressed Concrete Members

Corrosion of PC tendon embedded in concrete deteriorates performance of PC （prestressed concrete） members. Corrosion crack observed in pretensioned PC members is different from that in reinforced concrete and post tensioned PC members. The purpose of this study is to clarify mechanisms of corrosion crack in pretensioned PC members. Contribution of compressive stress induced by prestressing force and arrangement of PC tendons on corrosion crack in pretensioned PC members is investigated through experiment and numerical analysis. Three dimensional finite element analyses were carried out to simulate corrosion crack in PC specimen. Based on the analytical and experimental results, the influencing factor of corrosion crack in pretensioned PC members is discussed. It was concluded that the contribution of compressive stress in concrete by prestressing force on corrosion crack is not significant and that the dominant reason for wider corrosion cracks in pretensioned PC members is the arrangement of PC tendons with small intervals.     

表面荷载下横观各向同性介质中水平裂纹分析

首先采用基于横观各向同性双材料基本解的一种数值方法计算半无限介质的弹性场,然后根据线弹性断裂力学叠加原理获得裂纹处的内应力,再利用另一种数值方法获得裂纹面的张开或滑移位移,最后应用应力强度因子(SIF)与裂纹面位移之间的关系,获得裂尖SIF值。基于建议的方法,讨论了表面矩形荷载作用下横观各向同性半无限介质中的单条裂纹问题以及两条裂纹间的相互影响问题。分析结果表明:加载面中心点下单条裂纹应力强度因子开始随距离自由面深度的增加而增大,达到一定深度后减小;相邻裂纹的存在对加载面中心点下裂纹的影响除相隔最近的相邻裂尖外均为抑制效应;而加载面中心点下裂纹的存在对相邻裂纹的影响主要体现在相隔最近的相邻裂尖上。     

裂纹非一致起裂对动态断裂韧度确定的影响

为了考察中心圆孔裂缝平台巴西圆盘试件直裂缝非一致性起裂对测试岩石动态断裂韧度带来的影响,在霍普金森压杆冲击系统上对圆盘试件进行冲击试验,获得了端部加载载荷和裂纹前缘不同点的起裂时刻,并借助ANSYS动态有限元分析得到了圆盘试件三维裂纹前缘不同点的动态应力强度因子时间历程曲线,采用实验—数值方法计算得到相应的动态断裂韧度值。结果表明:裂纹前缘点对应动态应力强度因子值沿厚度方向逐渐递增;二维分析方法得到的动态应力强度因子与三维分析方法裂纹前缘中心处的值最为接近,两者的相对误差小于5%,对应确定的动态断裂韧度值相对误差小于1.2%。如果不考虑圆盘厚度影响,假设试件在圆盘表面起裂,由裂纹前缘其它点所求得的动态断裂韧度值与二维方法得到的值相对误差最大可以达到23%,采用二维简化方法存在较大的误差。     

基于有限元法的双边切槽根部裂纹应力强度因子研究

以裂纹区域和破坏结构的断裂参数(应力强度因子)作为判断裂纹是否进入失稳状态的主要依据,使用有限元软件ANSYS分别对不同尺寸的圆弧形和角形切槽根部裂纹问题进行分析,确定裂纹尖端应力强度因子的变化特征.分析结果表明:同一裂纹长度,角形切槽的应力强度因子大于圆弧形的,同时角形切槽裂纹尖端应力集中现象比圆弧形更严重;圆弧形切槽尖端的应力强度因子随着裂纹尺寸变化的速度比角形的快;裂纹长度在0～4 mm变化时,2种切槽应力强度因子有明显变化;当裂纹长度大于4 mm时,2种切槽应力强度因子随着裂纹长度变化的幅度逐渐减小,最终趋于平稳并重合.     

岩石裂纹扩展诱发的强度弱化模型研究

岩石应力应变本构关系对于判断岩石强度、变形力学特性有着重要的意义,细观裂纹对岩石力学特性又有着重要的影响。基于细观裂纹扩展模型,将裂纹角度影响引入模型,并结合宏细观损伤定义联系,建立了一个考虑裂纹角度影响的轴向应力应变本构模型,并解释了围压与轴向应变本构关系,分析了裂纹贯通与岩石失效极限应变之间的联系,然后将该本构模型,与常规压缩试验与循环加卸载试验对比分析得到的试验规律相结合,提出了一个岩石内部裂纹扩展、变形损伤作用下岩石压缩强度弱化模型。并通过将不同围压下的裂纹启裂应力试验值和理论公式相结合,预测了模型中难以试验直接获取的关键参数μ,a,β,φ。其中初始裂纹尺寸a与裂纹角度φ,是由真实岩石中随机分布裂纹尺寸、角度平均化思维获取。随着裂纹扩展或应变增加,岩石压缩强度开始保持不变,当岩石达到一定损伤后不断降低。该强度弱化模型的应用,为地下工程围岩稳定性评价提供了一个重要的理论支持。     

在结构受拉区设置钢板的抗裂机理分析

采用经典层合梁理论分析了钢板在结构中对裂缝阻碍的作用,证明了在结构受拉区设置钢板可以更充分的发挥钢材的作用,使得钢板与混凝土共同受力,起到阻碍受拉区域混凝土裂缝产生的作用。     

颗粒复合材料微裂纹增韧的数值模拟

将弹性复合材料体中主裂纹尖端划分为3个不同的区域,导出了各个区域的本构模型及饱和区域的范围。在最大饱和区域内,应用Monte Carlo技术产生均匀分布的微裂纹来表示损伤的各向同性,并采用轮流迭代数值技术来评估主裂纹和微裂纹相互作用。在稀疏微裂纹的假设前提下,忽略微裂纹间的相互作用,主裂纹与每一个微裂纹相互作用的应力强度因子可以叠加。分析了两种荷载源,一个是在无限远荷载作用下主裂纹和微裂纹的相互作用,另一个是伴随着微裂纹面上残余应力的释放主裂纹和微裂纹的相互作用。结果表明,两种荷载源都对主裂纹有屏蔽作用,且主裂尖后的微裂纹有最大的屏蔽作用,主裂尖前的微裂纹没有屏蔽作用。     

岩石不等长裂纹应力强度因子及起裂规律研究

天然岩体中含有数量众多的裂隙且绝大多数为不等长裂隙,而那些具有一定尺度和规模的主控裂隙对岩体稳定性起决定作用。为研究不等长裂纹相互作用规律及主控裂纹起裂规律,基于Kachanov法,推导了远场受力的两条拉剪不等长共线裂纹的尖端应力强度因子表达式并从理论上分析了裂纹间距对裂纹相互作用的影响;通过最大周向应力准则,计算了单轴受拉时不同裂纹倾角的主控裂纹起裂角,绘出理论断裂准则曲线;推算滑动裂纹的应力强度因子,对含不等长裂纹的类岩试件进行单轴压缩试验。结果表明:当裂纹间距大于等于小裂纹长度时,小裂纹对主控裂纹的起裂几乎无影响;主控裂纹起裂角只与裂纹角有关,单轴受拉时,起裂角随裂纹角增大而减小,单轴受压时,起裂角随裂纹角增大而增大;当裂纹倾角小于30°时,起裂临界荷载急剧增大。