用有限元研究金属构件裂纹的修补参数

金属结构的裂纹可以用加补强板的方法修补 ,但有限元程序计算表明 :选择补强板的参数应按照最大限度降低裂纹尖端应力的原则。笔者用实例说明修补裂纹只能延缓裂纹的扩展速度而不能根除裂纹的存在     

带裂纹的金属结构修补

金属结构的裂纹可以用加补强板的方法修补。有限元程序计算表明：选择补强板的参数应按照最大限度降低裂纹尖端应力的原则。文中用实例说明修补裂纹只能延缓裂纹的扩展速度而不能根除裂纹的存在。     

金属构件裂纹的修补参数研究

金属结构的裂纹可以用加补强板的方法修补，但有限元程序计算表明：选择补强板的参数应按照最大限度降低裂纹尖端应力的原则。笔者用实例说明修补裂纹只能延缓裂纹的扩展速度而不能根除裂纹的存在。     

复合材料补片参数对裂纹尖端应力强度因子的影响

利用有限元法对复合材料补片修补前后的铝合金薄板的裂纹尖端应力强度因子KI进行研究,分析各类补片参数对裂纹尖端应力强度因子的影响.结果表明,在正确选择复合材料补片的参数后,修补后铝合金板裂纹尖端的应力强度因子有显著地下降.     

用有限元确定起重机裂纹补强板的参数

采用ANSYS有限元分析软件，对因出现裂纹的起重机主梁而添加的补强板进行系列计算，得出修补后主梁裂纹的应力及应力强度因子的变化规律。结果表明，采用参数适当的补强板，可降低起重机主梁裂纹尖端的应力，从而保证起重机的安全。     

起重机轨道梁疲劳裂纹的检查与修补

本文提出在疲劳载荷作用下,起重机轨道梁(桁架结构)出现裂纹的检查与修补方法。包括:(1) 何时应检查轨道梁,防止它出现裂纹?(2) 从小裂纹扩展到一条大裂纹,可能经过多长的时间?(3) 检查小裂纹的最好工具是什么?(4) 修补裂纹的最好程序如何?(5) 有没有提高疲劳强度的方法?     

机械修补黏合剂

修补铸件的砂眼、气孔和设备的裂纹与漏洞,常用两种方法:一是用传统的电气焊修补,费时、费工、成本高,热应力大易产生变形,有时还受环境限制(如在禁火区内)而不宜施工;二是用无机浸渗液或低黏度厌氧胶修补,这对铸件微孔、细裂纹有较好的效果,但不能修补较大的气孔、砂眼。用黏合剂修补,不仅使用方便,效果理想,而且原料易得,工艺简单,成本较低。1.黏合剂的配制 用于机械修补的黏合剂,主要由环氧树脂固化剂、增韧剂、填料、防沉淀剂和助剂组成。下面介绍几个配方实例。 (1)配方A(见表1) 甲组分:乙组分=5-8:1(重量比)。     

基于有限元法的单边裂纹孔板应力强度因子

为了研究板长、圆孔半径对拉伸载荷作用下的有限宽度平板裂纹尖端应力强度因子的影响,运用ABAQUS有限元仿真软件进行数值模拟,给出了有限宽度带孔单边裂纹平板裂纹尖端应力强度因子求解方法。结果表明,板长、板内圆孔半径和裂纹长度对有限宽度裂纹平板的裂纹应力强度因子有着很大的影响。     

疲劳裂纹扩展中单峰过载引起的残余应力强度因子计算

采用弹塑性有限元方法,模拟由不同过载比单峰过载引起的有限宽板单边裂纹试件裂纹尖端附近的残余应力分布.选用混合高斯模型(正态高斯模型结合高斯指数衰减模型)对沿裂纹方向的残余应力作回归分析,得到残余应力σres与过载应力强度因子Ko1的关系式.在此基础上,利用权函数法计算残余应力强度因子kres,为建立基于裂尖残余应力的裂纹扩展模型创造条件.     

汽缸体和汽缸盖裂纹的修复

柴油机运转过程中,汽缸体与汽缸盖容易产生裂纹,造成漏气、漏水、烧坏汽缸垫,甚至发生机械事故。汽缸体与汽缸盖出现裂纹应及时进行修复,方法主要有以下4种。1.补板法补板法主要用于修补裂纹较多且相对集中或有部分破洞的机体平整的外表面。具体步骤是：①清除裂纹附近准备补板部位的油污、漆皮等物;     

中心裂纹宽板的弹塑性有限元计算

本文应用ADINA/ADINAT程序研究了中心裂纹宽板在超屈服断裂时的弹塑性有限元计算。分析了有关弹塑性断裂力学计算中的三个重要问题:1.三维应力,即板厚度对裂纹尖端应力场的影响。2.超屈服断裂中裂纹尖端附近应力应变场的奇异性。3.应用 ADINA 程序进行弹塑性有限元计算时,其增量载荷的选择方法。最后作为一个实例,计算了60×60mm~2,裂纹长度α=15mm的小型宽板的应力应变场,并将这些计算结果与实验结果比较,其一致性是很好的。     

钝化的预裂纹尖端产生的短裂纹对解理断裂的影响

结合-130℃下C-Mn钢三点弯曲(3PB)断裂韧度试验时预裂纹尖端构形的变化和断口观察,用有限元对预裂纹尖端起裂并扩展的短裂纹进行模拟与计算,通过计算得到的应力、应变、三向应力度来说明短裂纹的产生和钝化对钢最终发生解理断裂的影响。结果表明:当预裂纹仅仅被钝化时,预裂纹尖端一区域内积累的应变足以使裂纹形核;另一区域三向应力度和正应力也足以使一裂纹核扩展,但是这两个区域不重合,之间有一距离,因此形核的裂纹不能扩展,能扩展的区域内没有裂纹核,解理断裂也就不能引发。在钝化的预裂纹尖端产生短裂纹后将改变应力、应变、三向应力度的分布,特别是改变他们在裂尖前的相对位置。裂尖前短裂纹起裂、扩展及钝化产生更尖锐的构形,使应力及三向应力度区向钝化的裂尖方向靠近,从而使上述两个区域彼此重叠,这时解理裂纹起裂与扩展的条件同时具备,而在钝化的预裂纹尖端的一定距离处起裂与扩展。     

应力强度因子的有限元分析

本文介绍了用平板裂纹尖端的 williams 函数建立裂纹尖端附近奇异元的方法,为无限大板的解析解用于有限尺寸结构提供了一个途径。文章中用有限元方法(奇异元加常规三角形元素或八节点等参元)计算了平面应力板的应力强度因子,计算结果表明这种方法具有一定的计算精度。文中也介绍了奇异元刚度矩阵的无量纲表示法,在运用中有经济、简便的优点.同时也分析了这种奇异元尚存的问题.     

飞机整体壁板裂纹修补工艺研究

采用钛合金板材单面加强修补技术,研究了飞机上常用7050-T7651铝合金壁板裂纹的损伤修补工艺,对修复方法进行了理论计算和有限元数值分析,并对修补件和未修补件进行了静强度拉伸试验。结果表明,用钛合金加强修补壁板裂纹损伤的效果明显优于传统的铝合金加强修补,可显著提高修补强度和表面质量。     

环氧树脂的增韧对裂尖约束的影响

对用不同增韧方法制成的环氧树脂材料进行了断裂性能分析,结合有限元计算,得到了裂尖约束以及不同增韧方法对裂尖应力应变场的影响。同时,给出了裂尖钝化半径与裂纹尖端应力应变场的关系,指出：在一定的载荷水平下,可以有效地降低裂纹尖端的应力水平,降低裂纹尖端的三轴应力度,提高结构的承载水平。本文还指出增韧有利于提高材料的断裂性能,降低裂纹尖端的三轴应力度。     

试论应力腐蚀与应变时效型氢脆的关系

本文系用断裂力学的理论研究氢脆问题。文中论述了研究应力腐蚀和氢脆机理要从氢对裂纹尖端的影响着手;强调了从应力腐蚀裂纹微区的化学与电化学反应的研究;叙述了应力腐蚀及氢脆所引起的延迟断裂现象是相联系的,是同时发生而分别进行的;指出裂纹尖端氢的界限富集浓度(H)是由(K_(1c)~2-K_(1i)~2)/(t_F·σ_F~2·π)给定。     

A533B-1钢韧脆转变区断裂韧度预测的约束评估法

分析A533B-1压力容器钢韧脆转变温度区的断裂韧度、温度以及裂纹尖端约束效应之间的关系.根据实验数据,给出从浅裂纹到深裂纹,不同裂纹长度时单边裂纹弯曲试件(single edge notched bend specimens)的主曲线(mastercurve).用有限元分析相应试件裂纹尖端区域的应力场,采用J-A2双参数方法对裂纹尖端的三轴约束水平进行评估,并给出约束参数A2与主曲线参考温度T0之间的关系.由此,建立A533B-1钢断裂韧度KJC与温度T和约束参数A2之间的关系.为利用实验室数据对工程中不同裂纹构件的断裂评估提供一种经济、可行的方法.     

不同加载条件压载荷对疲劳裂纹尖端塑性区的影响

应用弹塑性有限元方法,研究不同加载条件下压载荷对疲劳裂纹尖端塑性区的影响.建立两个具有中心穿透裂纹的高强铝合金板的有限元模型,分别进行不同载荷的拉压加载模拟分析.结果表明,压载荷对疲劳裂纹尖端塑性区有显著影响,在一拉一压加载周期,当拉载荷减小到零时裂纹尖端应力不为零,裂纹尖端应力对裂尖的挤压作用产生反向塑性区,裂尖反向塑性区随压载荷的增加而增加,压载荷的大小是决定裂纹尖端塑性区大小的主要因素,压载荷越大塑性区越大.     

机械修补黏合剂

修补铸件的砂眼、气孔和设备的裂纹与漏洞,常用两种方法:一是用传统的电气焊修补,费时、费工、成本高,热应力大易产生变形,有时还受环境限制(如在禁火区内)而不宜施工;二是用无机浸渗液或低黏度厌氧胶修补,这对铸件微孔、细裂纹有较好的效果,但不能修补较大的气孔、砂眼.用黏合剂修补,不仅使用方便,效果理想,而且原料易得,工艺简单,成本较低.     

压应力对长短疲劳裂纹尖端塑性区影响的有限元分析

应用弹塑性有限元方法,研究压应力对长短疲劳裂纹塑性区的影响.分别建立两个具有长短中心穿透裂纹高强铝合金板的有限元模型,进行拉压加载模拟分析.结果表明,压应力对长短疲劳裂纹尖端塑性区有显著影响,相同的应力强度因子条件下,在一个拉一压加载周期,当拉载荷减小到零时裂纹尖端应力不为零,裂纹尖端应力对裂尖的挤压作用产生反向塑性区,裂尖反向塑性区随压应力的增加而增加,压应力的大小是决定裂纹尖端塑性区大小的主要因素,压应力对短裂纹的影响比长裂纹大.