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基于统一强度理论的复合型裂纹断裂准则 总被引:7,自引:2,他引:7
提出一个复合型裂纹等效应力断裂准则,用以解决工程上普遍存在的复合型裂纹的断裂问题。该准则通过借鉴强度理论对复杂应力状态的处理方法,将等效应力作为度量复合型裂纹开裂的基本物理量。该准则在预测发生临界扩展时提出两个基本假设,(1)裂纹沿着等效应力最小的方向开始扩展。(2)等效应力达到临界值时裂纹开始扩展。根据选取的等效应力计算公式的不同,等效应力准则有不同的形式,当等效应力的计算采用总应变能理论时,等效应力准则等价于应变能密度准则;当等效应力采用σr时,等效应力准则可近似逼近最大周向应力理论。采用统一强度理论计算等效应力。最后通过与实验结果及其他理论的计算结果对比,验证基于统一强度理论的复合型裂纹断裂准则满足工程精度要求,且适用性好。 相似文献
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复合型裂纹小范围屈服下裂尖塑性区统一解 总被引:9,自引:0,他引:9
采用俞茂宏统一强度理论,推导Ⅰ、Ⅱ复合型裂纹在小范围屈服条件下裂尖塑性区尺寸的统一解析解.给出材料参数在不同拉压比α、泊松比v和中间主应力影响参数b下的一族裂尖塑性区形状与大小的轨迹.讨论以上参数对裂尖塑性区变化的影响,其中拉压比α对塑性区影响较大,α≠1导致塑性区在裂纹上下表面处不连续,b=0和b=1分别对应裂尖塑性区的上限、下限边界.同Tresca准则、Mises准则的解进行比较分析,已有解均是它的特例或线性逼近,该理论解具有理论的统一性和对不同材料的普适性. 相似文献
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本文采用四点弯曲试件考察了常用韧性材料16MnR钢中Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹的断裂机理。实验测定了裂纹扩展方向和裂纹尖端位移参量的启裂值;与此同时,采用有限元程序计算了试件中复合型裂纹尖端邻域的应力、应变场,分析了各种控制空洞成核的力学参量的几何分布曲线,结合实验研究和有限元分析表明,Ⅰ-Ⅱ复合型断裂存在两种不同的断裂机理,它们的发生取决于Ⅰ-Ⅱ复合型载荷比的大小,当Ⅱ型载荷分量小于一临界值时、断裂为张开型.裂纹扩展方向与本文的бm峰值线准则一致;而当Ⅱ型载荷分量大于此临界值时,断裂表现为不稳定的剪切型断裂。 相似文献
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LC4CS铝合金三维复合型断裂的试验研究 总被引:2,自引:1,他引:2
设计并完成了LC4CS铝合金2mm,4mm,8mm,14mm等四种不同厚度紧凑拉伸试样的Ⅰ+Ⅱ复合型断裂试验,得到各个厚度下不同加载条件时不同加载条件的载荷位移曲线和裂纹起角。结果表明试样厚度和载荷复合比对试样的承载能力,裂纹起裂角均有明显影响,纯I型载荷下载薄试样的承载能力好于厚试样;Ⅰ+Ⅱ复合载荷条件下4mm的承载能力最大,2mm和8mm接近,14mm最小,纯Ⅱ型载荷条件下各厚度的承载能力基本一致。2mm试样的起裂角值与14mm试样的值很接近,4mm试样的值略高,8mm试样的值低得多,基于平面假设基础上的最大周向应力准则能够很好地预测2mm薄试样和14mm厚试样的裂纹起裂角,但预测8mm中间厚度时误差很大,此结果为建立三维复合型断裂准则提供必要的试验基础。 相似文献
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基于三剪统一强度准则,考虑材料应变强化效应、包辛格效应、拉压异性及中间主应力的影响,采用双线性强化材料模型对厚壁圆筒进行自增强分析,得到了厚壁圆筒加载应力、残余应力和工作应力的解析解,提出了最佳自增强压力的计算方法,探讨了拉压比、强度准则变化参数的影响,比较了自增强处理和非自增强处理及双线性强化模型和理想弹塑性模型厚壁圆筒的应力分布差异。研究结果表明:厚壁圆筒的最佳自增强压力随半径比和强度准则参数的增大而增大;工作时的最大等效应力随半径比和强度理论参数的增大而减小,随拉压比的增大而增大;自增强等效应力的最大值在弹塑性分界面处,且应力沿壁厚的分布较均匀;与理想弹塑性模型相比,双线性强化模型所对应的弹塑性分界面半径和残余应力较小,且随着自增强压力的增大,两种模型的差值越来越大;等效应力随半径比的变化规律可为厚壁圆筒选择合理的壁厚提供一定的参考;自增强技术可改善厚壁圆筒工作时的实际应力分布,提高其极限承载能力。 相似文献
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为了解TC4钛合金的抗冲击力学性能,利用一级轻气炮进行了卵形头弹冲击TC4钛合金靶板的试验,撞击速度范围为125.9~240.0 m/s。通过撞击试验获得弹体的初始-剩余速度以及靶板的失效破坏模式,并利用公式拟合弹体初始-剩余速度得到弹道极限速度。利用ABAQUS/Explicit有限元软件建立弹体冲击靶体的三维模型,研究断裂准则对TC4钛合金板抗卵形头弹冲击性能的影响,分别采用不同断裂准则进行数值模拟,并将数值模拟预测结果与试验结果进行对比。研究结果表明,从弹道极限和失效破坏模式综合考虑,Hancock-Mackenzie (H-M) 准则预测的结果与试验结果更接近,说明考虑失效应变随应力三轴度的变化关系能提高数值仿真精度。 相似文献
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采用统一强度理论分析了厚壁圆筒自增强中的一些关键问题,得出了非自增强厚壁圆筒弹性极限载荷和塑性极限载荷的统一解的形式,以及弹塑性界面上当量应力最小时的弹塑性界面半径,并导出了当材料拉、压强度不同,及考虑中间主应力的情况下,自增强处理不发生反向屈服时的圆筒径比。另外,利用统一强度理论公式比较了现有的几种强度理论在自增强分析中所得的结果。 相似文献
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This paper presents a new gear design method which is different from traditional method——the safety factor method,it is based on reliability theory.It is mainly used to study the gear tooth bending strength.A formula for gear reliability is presented, and the program can be used to calculate the reliability design information of cylindrical gears accurately and reliable. 相似文献
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1IntroductionGeardrivesarewidelyusedinalmostallmechanicalsystems.Thegeardesignisimportantinthemechanicalfield,but,currentlyallgeardesignisbasedonthetradi-tionaldesignmethod,thatisthesafetyfactormethod,whichisshownasfollows:n=S/σ<犤n犦(1)wherenisthesafety… 相似文献
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具有圆孔的大薄板材料的统一极限解 总被引:2,自引:0,他引:2
采用俞茂宏统一强度对具有圆孔的大薄板材料进行了极限分析,得到了统一解形式,以往基于Tresca、Mises、双剪屈服准则以及Mohr-Coulomb强度理论的极限解均为本文统一解的特例。 相似文献