含类裂纹缺口结构完整性评定的失效评定图

本文探索了采用失效评定图进行含类裂纹缺口结构完整性评定的工程方法。研究结果说明,缺口失效评定图提供了一个既简单又方便的弹塑性断裂分析,又能给出可能失效形式判断的工程失效评定方法。由于缺口失效评定图与缺口端部几何尺寸有弱相关性,可以利用R6第三版的裂纹体失效评定曲线作为缺口的失效评定曲线。采用失效评定图评定缺口结构完整性的关键是缺口断裂韧性J_A的获取,本文给出了估算缺口断裂韧性J_A的近似方法。     

计算机辅助焊接结构弹塑性断裂分析系统

焊接结构弹塑性断裂计算机辅助分析系统，综合国际流行的R6-Rev．3断裂评定方法、EPRI弹塑性断裂工程分析方法以及焊接力学不均匀裂纹体的弹塑性断裂工程准则，能够对含缺陷焊接结构进行失效FAD图分析、驱动力图分析以及稳定性分析。对于推动断裂力学的工程应用具有重要的意义。     

倾斜裂纹的失效评定图

现有含缺陷结构失效评定规范对倾斜裂纹的处理基于投影法 ,比较粗糙。本文将美国电力研究院 (EPRI)对材料按Ramberg -Osgood规律硬化的含缺陷结构失效评定双判据法的理论阐述推广到一般的硬化材料 ;又根据Ⅰ—Ⅱ复合型裂纹韧性断裂的研究成果 ,并吸收英国中央电力局(CEGB)R6—Rev3方法的特点 ,提出含倾斜裂纹结构的失效评定图。     

焊缝区中裂纹的J积分和失效评定曲线的研究（一）

本文用弹塑性有限元的方法对16MnR母材及焊接热影响区和焊缝组合的对接焊接接头中裂纹做了大量J积分计算,对16MnR材料及其焊接接头中裂纹的失效评定曲线进行了研究,探讨了焊缝和焊接热影响区对失效评定曲线的影响,提出了焊缝区裂纹可采用的工程失效评定曲线制订方法。     

焊接接头缺陷评定方法及其辅助评定系统的研究与开发

讨论了目前几种主要的含缺陷结构完整性评定技术的最新发展与相互联系。针对焊接接头的特点,讨论了焊接结构失效评定参数的确定、失效评定图的建立,以及目前所存在的问题和今后需要开展的工作。结合数据库和专家系统知识,利用VC 6.0可视化程序设计软件,开发了焊接结构缺陷评定专家系统。     

未焊透的弹塑性断裂失效分析研究

本文研究了缺口根部曲率半径对失效评定曲线的影响,并基于已有焊缝附近金属性能对失效评定曲线影响的研究,分析了未焊透缺陷失效评定曲线。利用实验的方法测定了带来焊透试样的断裂韧性,提出了未焊透缺陷弹塑性失效评定曲线。     

承压热冲击下反应堆压力容器的概率评定进展与案例分析

在压水堆核电站运行中,某些工况可能会使反应堆压力容器(Reactor pressure vessels, RPV)经受承压热冲击(Pressurized thermal shock, PTS)瞬态,这给含缺陷RPV的结构完整性带来了一定的挑战。简要介绍含缺陷RPV在PTS条件下的筛选准则及其结构完整性评定方法,重点阐述PTS下含缺陷RPV的概率评定方法。概率评定方法采用概率断裂力学(Probabilistic fracture mechanics, PFM)分析,主要内容包括不确定因素统计分析(裂纹检出率、裂纹尺寸、材料性能等)、裂纹启裂模型及穿透模型等。此外,还对适用于PTS分析的典型PFM程序进行评价。在此基础上,针对典型RPV利用自主开发的PFM程序进行两个典型PTS瞬态的案例分析和结构完整性评定。分析结果表明在60年设计寿命内分析瞬态下该RPV的失效频率低于核安全要求值。结合目前我国核电发展,针对PTS下RPV结构完整性概率评定提出几点建议。     

含周向面型缺陷管道的失效评定曲线

１　引言失效评定图技术理论严格,使用方便,已经广泛应用于含缺陷容器的安全评定中。由于含周向缺陷管道的承受载荷和容器有很大的不同,为将这一先进的方法引入含周向缺陷管道的安全评定技术中,有必要研究含周向缺陷管道的失效评定曲线。管道周向缺陷的型式有面型缺陷和体积型缺陷。体积型缺陷失效模式一般为塑性极限载荷控制,评定时采用塑性极限载荷评定,无需进行断裂分析。面型缺陷的失效模式可能为极限载荷控制也可能为断裂控制失效模式,采用能同时考虑这两种失效模式的失效评定图技术是非常便利的。面型缺陷可以表征为表面裂纹、…     

含裂纹管道的失效评定曲线的实例验证

验证含裂纹油气管道的失效评定曲线，实例来源于某输油管线现场水压试验中爆裂的三个管段。给出基于J积分理论的含裂纹管道的失效评定曲线的基本方程，并采用有限元方法计算裂纹管道的J积分。对三个破坏的含裂纹管段，根据现场测量的裂纹尺寸和管材的力学性能试验数据，建立失效评定曲线，并与水压实验结果作比较，表明所建立的失效评定曲线的准确性。     

输油管道疲劳裂纹分形研究

在一次输油管道含裂纹管段的现场水压试验中,有一些管子发生了断裂失效,通过对管道疲劳裂纹的定量分析发现,裂纹不是平直向前扩展的,而是弯折地扩展着,大的弯折中存在着许多小的弯折,具有统计自相似的嵌套结构,即具有分形特征。本文运用分形理论对这3根失效管子进行了分析,并建立了分形裂纹的安全评定方法。结果表明,本文建立的评定方法是可行的。     

Prediction of fatigue regimes in notched components

Fatigue crack growth from notches is described as a two-stage process. Cracks are assumed to initiate in, and their early growth controlled by, the plastic zone due to the notch. Later growth is controlled by the developing crack tip plastic zone which can be described by the elastic stress intensity factor. A simple model is proposed which qualitatively accounts for all observed notch phenomena including non-propagating cracks and size effects. The equation: is shown to quantitatively predict the experimental fatigue failure limit of sharply notched specimens.     

Fatigue cracks at notches

The failure of a component or specimen due to a fatigue crack growing from a notch is considered. Previous methods of analysis involving stress and strain concentration factors are shown to be inadequate. By defining equivalent cracks in notched and un-notched situations as cracks with equal growth rates, the concept of notch contribution to crack length is introduced. Theoretical notch contributions are obtained for a variety of central and edge elliptical notches via stress intensity factor solutions. These results when extended to a very wide range of general notch shapes can be reduced to a useful and simple design rule where e is the contribution to a crack of length l growing from a notch of depth D and root radius . This rule combines the size and shape effects long known to affect fatigue behaviour and defines the extent of the notch field as 0·13√(D).The fatigue crack propagation lives of a wide variety of notches were estimated by this rule and comparisons with experimental values revealed very small errors normally well within the scatter of fatigue lives.The design rule is extended to enable the conventional stress intensity factor method to be employed. A fatigue concentration factor is proposed which takes into account the presence of a fatigue crack which all previous methods have ignored.     

缺口疲劳裂纹的萌生和扩展

本文使用AI-4Zn-2.5Mg-1.5Cu高强度铝合金研究了缺口疲劳短裂纹的萌生和扩展。结果表明,缺口有效应力强度因子可以用试验方法标定,它是缺口几何形状、裂纹尺寸和材料组织特征参量的函数。试验标定的缺口有效应力强度因子可以用来定量描述缺口短裂纹的萌生和扩展。     

980MPa级低碳贝氏体高强钢MAG焊接接头不同试样的拉伸断裂机理

在980MPa级深海用低碳贝氏体高强钢MAG焊接接头上,制取5种不同形状和缺口位置的试样进行拉伸试验,原位观察了每种试样的动态断裂过程,并对其断裂机理进行了分析,确定了焊接接头的薄弱部位。结果表明:直缺口试样的断裂经历了塑性变形、裂纹起裂、裂纹扩展、裂纹尖端钝化,直至断裂的过程,并且在裂纹扩展过程中,裂纹尖端重复钝化、扩展、新裂纹产生、再钝化、再扩展;圆弧和平板试样以剪切方式断裂,经历了塑性变形、颈缩、出现微裂纹、微裂纹扩展,直至瞬间断裂的过程;所有试样的薄弱部位都为焊缝金属。     

Fracture mechanics approaches in the analysis of strains and fractures of bodies with notches and scotches

Fracture mechanics models and criteria for bodies with cracks have been developed to analyze strains and fractures of bodies with notches and scotches. Criterion equations and corresponding crack growth resistance diagrams for a body with a notch taking into account the changes in the degree of strain constraint at the notch apex due to finiteness of its apex radius rounding and a nonsingular stress component (T-stresses) have been considered. Analytical relations for calculating the J-integral in the case of bodies with blunt U-and V-notches under elastic and plastoelastic loading have been given. Capabilities of the method of separable functions for the experimental study of plastoelastic crack growth resistance for nonstandard samples with scotches have been presented.     

循环载荷作用下X70管线钢在近中性溶液中应力腐蚀裂纹的扩展行为

研究了在循环载荷作用下V形和线形缺口X70管线钢试样在近中性溶液中的应力腐蚀裂纹的扩展行为.结果表明:线形缺口比V形缺口更容易使裂纹扩展,其原因是线形缺口试样的应力集中系数大于V形缺口试样的,且裂纹扩展速度随应力比的降低而增加;在裂纹扩展初期,环境是主要的影响因素,随着裂纹扩展的不断进行,力学作用逐渐增强,当应力强度因子幅△K达到某一值时,裂纹由稳定扩展转变为不稳定的快速扩展.     

多轴应力应变的一种新的计算方法

计算缺口件缺口处的应力应变方法有多种,其中应用较广的是具有能量观点的Neuber法和等效应变能密度法。通常Neuber法过高地估计应力和应变,等效应变能密度法过低地估计应力和应变。通过分析研究,文中引进屈服强度参数,提出一种新的计算方法。通过对同一构件缺口处的应力应变的计算结果进行比较可知,文中提出的新的计算方法是合理可行的,有较好的精度。     

Improved reliability analysis method based on the failure assessment diagram

With the uncertainties related to operating conditions,in-service non-destructive testing(NDT) measurements and material properties considered in the structural integrity assessment,probabilistic analysis based on the failure assessment diagram(FAD) approach has recently become an important concern.However,the point density revealing the probabilistic distribution characteristics of the assessment points is usually ignored.To obtain more detailed and direct knowledge from the reliability analysis,an improved probabilistic fracture mechanics(PFM) assessment method is proposed.By integrating 2D kernel density estimation(KDE) technology into the traditional probabilistic assessment,the probabilistic density of the randomly distributed assessment points is visualized in the assessment diagram.Moreover,a modified interval sensitivity analysis is implemented and compared with probabilistic sensitivity analysis.The improved reliability analysis method is applied to the assessment of a high pressure pipe containing an axial internal semi-elliptical surface crack.The results indicate that these two methods can give consistent sensitivities of input parameters,but the interval sensitivity analysis is computationally more efficient.Meanwhile,the point density distribution and its contour are plotted in the FAD,thereby better revealing the characteristics of PFM assessment.This study provides a powerful tool for the reliability analysis of critical structures.     

三维多裂纹应力强度因子的有限元分析

多处损伤和广泛分布疲劳损伤是影响军用老化飞机结构完整性的主要因素之一。三维裂纹前缘应力应变场很复杂 ,除个别理想情况外 ,绝大部分迄今为止无解析解。采用三维 2 0节点等参单元 ,运用ANSYS软件 ,对含半椭圆裂纹的半无限大体进行有限元分析 ,得到裂纹前缘各点的应力强度因子 ,通过对计算结果的分析 ,讨论裂纹长度、裂纹间距比、裂纹前缘位置对应力强度因子的影响以及多裂纹之间的相互影响 ,计算结果和手册的理论值比较表明 ,数值结果准确、方法可行     

含接触的多孔多裂纹结构应力强度因子分析

多孔多裂纹结构的损伤是老龄飞机和许多工程结构中存在的一种典型损伤形式,它严重影响着结构的完整性和使用安全。因此,研究多孔多裂纹结构的损伤容限问题,特别是结构的断裂特性,具有重要的工程意义和很高的实用价值。本文主要考虑销钉与结构间的接触问题,应用有限元方法,建立合理的计算模型,计算了多孔多裂纹结构的应力强度因子。通过大量计算,给出了典型多孔多裂纹结构应力强度因子的计算结果曲线,分析其相互影响规律及破坏特性。计算结果和结论可作为该类结构损伤容限设计的参考依据。