工字型截面梁腹板中心裂纹的应力强度因子

工字型梁是工程中最常见的结构之一。其中的任何裂纹都将成为结构断裂失效的隐患。带有裂纹的工字型梁是典型的三维有限边界问题, 用经典方法求解其裂纹的应力强度因子通常是相当困难的。利用裂纹非自发扩展能量释放率得到一个求解均布载荷作用下工字型截面梁中心裂纹应力强度因子的一个新方法。给出了工字型截面梁裂纹非自发扩展能量释放率G ^＊积分与应力强度因子的关系, 同时也给出了G ^＊积分与载荷、几何参量以及机械性能参数的关系, 进而得到工字型截面梁腹板中心裂纹的应力强度因子。     

异型管扭曲环向周期裂纹应力强度因子

断裂是工程结构中常见的失效形式之一,控制结构断裂的重要参量是应力强度因子。本文以异型管周期裂纹为例,提出了利用J2守恒积分求解II型裂纹的应力强度因子方法。     

关于管道环向穿透裂纹的应力强度因子

由守恒积分给出的裂纹尖端近场以应力强度因子表示的积分值,并利用Ｊｋ积分概念及管道膜应力的初等分析,提出了计算裂纹管应力强度因子的一个方法。给出了适用于各种载荷的Ⅰ型管道环向穿透裂纹的应力强度因子表达式,以及拉伸环向周期裂纹管应力强度因子的计算公式,从而建立了一个简单而有效的求解方法。     

含裂纹的梭形薄壁圆柱壳结构应力强度因子分析研究

应力强度因子是表征裂纹尖端应力场奇异强弱的物理量,对裂纹的扩展和构件失效具有一定的意义,针对梭形薄壁圆柱壳结构断裂问题,基于J积分理论,采用有限元方法研究了含有环向裂纹的梭形薄壁圆柱壳结构在偏心受压下的断裂力学响应,分析了荷载的大小、偏心度、裂纹长度、梭形结构的楔率对裂纹应力强度因子的影响,计算结果表明:裂纹长度、荷载以及楔率对应力强度因子影响很大,而且这些参数是相互影响的.最后根据计算数据拟合出偏心受压梭形圆截面的应力强度因子的计算公式,并和相关的计算结果进行了比较,证明了该公式的可行性.     

材料属性连续性对边裂纹应力强度因子的影响

为了能够有效求解含复杂界面材料内的应力强度因子,发展了一种相互作用积分方法,使该方法不要求材料属性可导.而且当积分区域内部含有材料界面时,相互作用积分仍然有效.将相互作用积分方法与扩展有限元方法结合计算了一个典型的断裂问题来验证方法的正确性.最后,采用相互作用积分方法考察了材料属性的连续性对边裂纹应力强度因子的影响.     

三角形截面管裂纹的应力强度因子

将守恒律给出的裂纹非自发扩展，即最垂直于裂纹面扩展的能量释放率，应用于求解三角形截面管裂纹的应力强度因子．给出了三角形截面管裂纹张开能量释放率的G-．积分表征，以及和应力强度因子的关系，进而得到三角形截面管横向裂纹的应力强度因子的封闭解．所给出的方法不仅适用于一般箱形结构件的裂纹问题，也适用其他有限边界多边管状结构的三维裂纹问题．     

拉伸工字形截面梁腹板中心裂纹的应力强度因子

工字形梁是工程中最常见的结构,其中的任何裂纹都将成为结构失效的隐患。带有裂纹的工字形梁是典型的三维结构,用经典方法求解其裂纹的应力强度因子通常是相当困难的。利用裂纹张开能量释放率得出了一个求解拉伸工字形截面梁中心裂纹的应力强度因子的新方法。给出工字形截面梁裂纹张开能量释放率的G 积分表征,以及与应力强度因子的关系。同时也给出了G 积分与载荷、几何参量以及机械性能参数的关系,得到工字形截面梁腹板中心裂纹的应力强度因子。不仅适用于一般结构型材的裂纹问题,也适用其他有限边界薄壁结构中的三维裂纹问题。     

圆柱壳内曲面椭圆裂纹应力强度因子数值计算

采用1-4节点法,在裂纹前沿设置三维奇异单元,建立了求解圆柱壳内埋曲面椭圆裂纹应力强度因子的断裂力学有限元模型,对裂纹前沿各点应力强度因子进行了分析,得出了应力强度因子的变化曲线并确定了最大应力强度因子所在位置为出现氢腐蚀分层现象的化工设备的安全评估提供了重要的依据.     

关于管道环向穿透裂纹的应力强度因子

由守恒积分给出的裂纹尖端近场以应力强度因子表示的积分值,并得用Ｊｋ积分概念及管道膜应力的初等分析,提出了计算裂纹管应力强度因子的一个方法。     

弯曲梁裂纹应力强度因子求解方法研究

建筑工程中的梁大多数都是矩形梁,随着使用年限的增加以及受一些人为因素的影响,梁会产生裂纹,而所产生的任何裂纹都会使梁结构存在安全隐患。应力强度因子是反映裂纹尖端弹性应力场强弱的物理量,与裂纹的尺寸或构件的几何特征及载荷有关。同时,断裂力学中的一个重要内容就是计算应力强度因子,无论是对断裂理论还是工程应用,寻求一个简单的求解应力强度因子的方法极其重要。在以往的研究中,要想求得裂纹的应力强度因子需要测得初始裂纹的形状,但是测初始裂纹的形状常常会受到测试条件的约束,可见这是相当困难的。本文以弯曲梁为例,基于守恒积分法求解裂纹非自发扩展的能量释放率,建立了一个求解弯曲载荷作用下矩形梁的三种裂纹开裂情况下的应力强度因子新方法。     

Ⅰ型类中央双裂纹椭圆形截面管环向裂纹应力强度因子

应力强度因子是断裂力学中一个重要的参量。基于虚功原理和材料力学基本理论,利用裂纹张开能量释放率建立了拉伸作用下双裂纹椭圆形截面管环向裂纹应力强度因子的确定方法,给出了椭圆形截面管裂纹张开能量释放率的G*-积分表征,得出了截面管环向裂纹应力强度因子的具体表达式。同时也确定了G*-积分与载荷、物体几何尺寸以及材料机械性能参数之间的关系。通过将其结果与有限元分析所得结果的比较,表明该方法是可靠和方便的。     

腹板连接节点焊缝应力强度因子的参数分析

为定量的确定荷载作用下钢框架结构延长翼缘连接板梁柱腹板连接节点焊缝应力强度因子的大小,采用断裂力学与有限元积分相结合的方法,研究腹板连接节点的断裂性能.判断延长翼缘连接板腹板连接节点焊缝开裂的依据是Ⅰ型应力强度因子,应力强度因子可以通过有限元计算J积分的方法求得.通过有限元计算分析了初始裂纹深度、梁截面尺寸、柱截面尺寸和梁柱长度对延长翼缘连接板腹板连接节点焊缝应力强度因子的影响.采用正交设计法进行研究方案设计,根据有限元分析结果归纳出应力强度因子计算公式.研究结果表明：延长翼缘连接板腹板连接节点梁下翼缘焊缝比上翼缘更容易开裂,应力强度因子随梁截面参数的增大而增大,随柱截面参数的增大而减小.     

钢框架节点焊缝应力强度因子的参数分析

为定量地确定荷载作用下钢框架梁柱节点焊缝应力强度因子的大小，提出了断裂力学与有限元分析相结合的方法.有限元分析采用ANSYS软件.判断焊缝开裂的依据是Ⅰ型应力强度因子，应力强度因子通过积分的方法求得.通过有限元计算分析了初始裂缝深度对梁柱节点焊缝应力强度因子的影响,所分析的参数还包括梁截面尺寸、柱截面尺寸、梁柱长度和焊脚尺寸.分别研究了梁上翼缘和下翼缘焊缝的应力强度因子随参数的变化情况.参数分析结果表明，梁下翼缘焊缝比上翼缘更容易开裂，应力强度因子与梁截面参数是增函数关系，与柱截面参数是减函数关系.最后，得出了应力强度因子计算公式.     

Dynamic fracture behavior of rock under impact load using the caustics method

We studied the dynamic fracture mechanical behavior of rock under different impact rates. The fracture experiment was a three-point bending beam subjected to different impact loads monitored using the reflected caustics method. The mechanical parameters for fracture of the three-point bending beam specimen under impact load are analyzed. The mechanism of crack propagation is discussed. Experimental results show that the dynamic stress intensity factor increases before crack initiation. When the dynamic stress intensity factor reaches its maximum value the crack starts to develop. After crack initiation the dynamic stress intensity factor decreases rapidly and oscillates. As the impact rate increases the cracks initiate earlier, the maximum value of crack growth velocity becomes smaller and the values of dynamic stress intensity factor also vary less during crack propagation. The results provide a theoretical basis for the study of rock dynamic fracture.     

正交异性双材料反平面界面裂纹分析

研究了正交异性双材料反平面界面裂纹问题。采用复合材料断裂复变方法,构造了特殊应力函数,通过求解一类偏微分方程组边界问题,推导出界面裂纹尖端附近的应力场、位移场及应力强度因子的表达式,确定了裂纹尖端应力场的奇异性,结果现实裂尖附近应力具有r^-1/2的奇异性,但没有振荡性。     

冲击载荷下材料动态断裂参数的有限元计算

材料在冲击载荷下的行为不同于静态载荷作用下的行为。然而,由于动态断裂问题的复杂性,即使象三点弯曲试样,也还没有获得裂纹尖端动态应力强度因子的解析表达式。为了满足理论分析和实验工作的需要,采用LS-DYNA有限元软件,对三点弯曲试样在冲击载荷作用下(包括正弦、线性和不规则载荷历程)的动态过程进行了有限元分析,获得了裂纹尖端的动态应力应变场和裂纹尖端区域节点力和位移与时间的关系曲线。基于虚拟裂纹闭合技术(VCCT),提出了在冲击载荷作用下裂纹结构能量释放率和动态应力强度因子的计算方法,得到了不同冲击载荷下三点弯曲试样的能量释放率GI和动态应力强度因子KId与时间的关系曲线。结果表明:该方法得到的有限元计算结果与实验吻合较好,且具有较高精度,文中提出的方法可用于动态断裂参数的计算。     

楔形翼缘连接板腹板连接节点断裂性能

为定量确定采用楔形翼缘连接板的钢框架结构梁柱腹板连接节点焊缝应力强度因子与初始缺陷深度之间的函数关系,采用断裂力学与有限元分析相结合的方法.判断焊缝开裂的依据是一型应力强度因子,应力强度因子通过J积分的方法求得.通过有限元计算研究初始裂缝深度、梁截面尺寸、柱截面尺寸、梁柱长度和翼缘连接板伸出柱边缘的长度对腹板连接节点焊缝应力强度因子的影响.采用正交设计法进行研究方案设计,根据参数分析结果归纳出应力强度因子计算公式.结果表明,梁下翼缘焊缝比上翼缘更容易开裂,采用楔形翼缘连接板可以明显改善焊缝边缘的断裂性能,应力强度因子与梁截面参数是增函数关系,与柱截面参数是减函数关系.     

用Hopkinson压杆技术测试材料动态断裂韧性的方法研究

对传统的Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ压杆测试系统进行了改进,建立了应力波载荷作用下材料动态断裂韧性的测试方法,该方法采用３点弯曲试样进行动态断裂试验,应用试验－－数值法确定动态应力强度因子的响应曲线,进而测试材料的动态断裂韧性。４０Ｃｒ材料的试验结果表明,本文设计的测试装置是有效的,建立的测试方法是可行的。     

56cm彩色显像管玻壳应力计算与分析

本文以四边形平面壳体单元的有限元法建立了玻壳有限元计算的模型，并应用SAP5中四边形平面壳体单元的计算程序，对某厂56cm彩色显像管破壳应力进行了计算与分析，指出了玻壳体最大拉应力和压应力的部位，为进一步改进玻壳体的结构设计提供了参考依据。     

不同基体平面压痕应力强度因子

基于经典守恒积分方法对刚性压头冲压平板情况下应力强度因子（ＳＩＦ）进行数值分析,应有有限元软件模拟冲压形成的奇异应力场,并计算应力强度因子。比较了几组具有不同弹性模量和泊松比的应力强度因子,研究其与断裂韧性之间关系得出变化规律。工程中可利用奇异应力场数值分析结果研究材料的破坏行为、测试材料的机械性能。