自增强厚壁圆筒轴向内表面裂纹的应力强度因子

本文研究用有限元通用程序计算具有残余应力的自增强厚壁圆筒内半椭圆形表面裂纹的应力强度因子的方法。所考虑的应力强度因子被分为相应于工作内压及残余应力两部分，分别用三维有限元通用程序算得的裂纹前沿单元节点的垂直位移直接计算，对后者又运用了＂叠加原理＂。结果表明，残余应力的存在能有效地降低内裂纹的应力强度因子值，自增强度高者这一作用亦显著，残余应力引起的应力强度因子对裂织数目不敏感。     

新的估算表面裂纹应力强度因子经验公式

该文给出了新的估算拉伸和纯弯曲载荷下表面裂纹应力强度因子的经验公式。根据疲劳裂纹扩展的数值模拟结果确定强度因子分布函数;利用按已知应力强度因子分布函数求裂纹形状及相应应力强度因子的方法计算给定尺寸的表面裂纹的应力强度因子;通过对数值结果的曲线回归得到估算表面裂纹应力强度因子经验公式。利用该公式对有限厚度和宽度平板内表面裂纹的应力强度因子进行了估算,并与已知的半椭圆形表面裂纹的应力强度因子解进行了比较。该文结果为估算表面裂纹应力强度因子提供了一种新的途径。     

受集中载荷作用的压电材料圆弧裂纹反平面应变问题

本文用复杂函数方法，研究了受集中载荷作用的压电材料圆弧裂纹反平面应变问题，给出了问题的一般解，对单个圆裂纹问题，给出了封闭形式的基本解和几种典型情况的场强度因子，结果表明：应力强度因子与普通材料的应力强度因子相同，而电位移强度因子与前者有相同的表达形式。     

30Cr2Ni4MoV钢的疲劳裂纹门槛值与闭合力

选用３０Ｃｒ２Ｎｉ４ＭｏＶ汽轮机低压转子钢，进行了一种测疲劳裂纹闭合力的方法－应变片法，及恒定最大应力强度因子Ｋｍａｘ＾ｃ法测定疲劳裂纹的门槛植。试验得恒应力比Ｒ＝０．１时疲劳裂纹门槛值ΔＫｔｈ，通过闭合力测得门槛值附近的张开应力强度因子幅ΔＫｏｐｔｈ，从而得到门槛值的有效应力强度因子幅ΔＫｅｆｆｔｈ。用恒定最大应力强度因子Ｋｍａｘ＾ｃ法测得高应力比下的门槛应力强度因子幅ΔＫｔｈ＾ｃ，该值与ΔＫｅ     

冷却剂加锌对316LN应力腐蚀性能影响

目的 在模拟压水堆一回路水化学环境中开展加锌对316LN应力腐蚀开裂行为研究，获得加锌对316LN腐蚀影响特性。方法 通过直流电位降方法获得316LN在不加锌和加锌水化学中的裂纹扩展速率，对比分析不同应力强度因子下加锌对316LN裂纹扩展速率影响，利用扫描电镜、透射电镜分别对316LN应力腐蚀断口形貌以及裂纹尖端元素分布进行观察和分析。结果 在不加锌水溶液中，应力强度因子K=38.5MPa·m1/2，裂纹扩展速率为2.80×10-8 mm/s，应力强度因子K=45.5MPa·m1/2，裂纹扩展速率为3.51×10-8 mm/s；在加锌水溶液中，应力强度因子K=38.5MPa·m1/2，裂纹扩展速率为1.29×10-8 mm/s，应力强度因子K=45.5 MPa·m1/2，裂纹扩展速率为1.74×10-8 mm/s；在加锌或不加锌水溶液中，应力强度因子对316LN裂纹扩展速率有促进作用，但在相同应力强度因子下，随锌的加入，316LN裂纹扩展速率降低46.0%～49.5%，使316LN生成保护性更好、韧性更高的氧化膜。结论 冷却剂加锌有利于提高316LN抗应力腐蚀开裂的能力。     

型材中裂纹应力强度因子计算方法

本文应用分区广义变分原理,提出了求解含有裂纹的型材应力强度因子的计算方法。并对角材中含有边缘裂纹和槽形型材中含有中心裂纹的应力强度因子进行了数值计算,计算结果绘成了曲线。     

拉伸环向周期裂纹管的应力强度因子

利用裂纹非自发扩展的能量释放率,即G*-积分理论分析求解了拉伸周期裂纹管应力强度因子问题,给出了周期裂纹管应力强度因子的系列解答。该解亦可作为开裂曲板应力强度因子的近似解。     

含裂纹悬臂梁的动态弯曲断裂行为研究

本文采用动态焦散线方法对含裂纹悬臂梁承受横向冲击的弯曲断裂行为进行了动态断裂力学实验研究，分析了无量ａ／ｈ（ａ：初始裂纹长度；ｈ：梁高度）对于裂纹动态扩展行为（裂纹起始状态、裂纹尖端的应力强度因子、裂纹扩展速度、裂纹扩展轨迹）的影响，并借助动态光弹性应力分析，对应力波与扩展裂纹的相互作用、以及应力波传播规律进行探讨。     

各向异性平面内双边半无限裂纹问题的基本解

应用复变函数的方法，对于含双边半无限裂纹的各向异性平面，给出了其在任意集中力作用下的复应力函数基本解与应力强度因子基本解；结果表明：当外载作用在裂纹表面上时，其应力强度因子与相应各向同性的情形相同     

椭圆裂纹的权函数和应力强度因子

本文推导了承受作用在同心椭圆周上法向均匀分布力拉伸的无限大体椭圆裂纹的权函数,并用它计算了一些应力强度因子K_1。对于椭圆裂纹的特殊情况——圆盘裂纹,则相应的应力强度因子K_1与文献[1]完全相同。本文所提出的方法具有计算简便的优点。     

裂纹闭合与疲劳裂纹扩展力的测试方法

介绍了一种在近十年里发展的裂纹扩展力测量方法，这种方法将裂纹扩展的门槛值行为与直流电位法结合起来，可以测量某一载荷下裂纹开始扩展的应力强度因子Ｋｐｒ，并由此计算有效应力强度因子范围ΔＫｅｆｆ＝Ｋｍａｘ－Ｋｐｒ。     

双轴弯曲载荷下表面裂纹应力强度因子的数值计算

本文通过FRANC3D软件计算双轴弯曲载荷下表面裂纹前缘的应力强度因子,数值计算和理论计算结果基本吻合;通过等裂纹面积不同纵横比的表面裂纹前缘应力强度因子的分析可知:当表面裂纹为浅裂纹时,等裂纹面积下a/c=1/3时椭圆表面裂纹最为危险;当表面裂纹为深裂纹时,等裂纹面积下a/c=2时椭圆表面裂纹最为危险。     

自增强厚壁筒残余应力和温度应力下应力强度因子的计算

本文用权函数法计算了自增强残余应力和温度应力下厚壁筒的应力强度因子,导得了适用于各种材料、自增强度、裂纹深度、温度和尺寸的厚壁筒应力强度因子的计算公式,编制了计算程序,方便于工程应用。     

关于瞬态应力强度因子和裂纹扩展加速度之间的关系探讨

将动态焦散线法与高速摄影技术相结合,本文记录了高分子材料悬臂梁内裂纹扩展加速、减速过程。一方面,利用动态焦散线可确定扩展裂尖的瞬态应力强度因子;另一方面,利用最小二乘法将裂纹扩展的水平、垂直位移分量拟合成时间(t)的四次多项式,描述了裂纹扩展方向、裂纹扩展加速度以及裂纹扩展加速度与动态应力强度因子的关系。结果表明:裂纹扩展加速度与动态应力强度因子之间存在一定的依赖关系;利用最小二乘法将裂纹扩展的水平、垂直分量拟合成时间(t)的四次多项式,可以对裂纹的扩展方向、加速度进行定量分析。     

裂纹板贴补应力分析

本文采用含裂纹无限大板特殊基本解和合力边界条件,用体积力法对含裂纹金属薄板的胶贴补强问题进行应力分析。使用一满足胶贴层位移连续条件的剪切单元,把问题转化为对裂纹板和贴片的分析。由于使用的特殊基本解精确满足裂纹面自由力边界条件,避免了对裂纹尖端附近的奇异场进行离散处理,因而可以比较精确地求出裂纹尖端附近的应力分布,同时由于单位集中力引起的裂纹尖端应力强度因子可以解析得到,因而可以较准确地反映出用应力强度因子的降低来表征的贴补效果。作为贴补计算的例子,文中计算了受拉力和剪力作用时,含中心裂纹的金属裂纹板在贴补前后裂纹尖端应力强度因子的降低,给出了贴片的厚度、弹性模量和尺寸及肢贴层厚度等对贴补效果的影响。     

预制疲劳裂纹应力强度因子幅对超高强度钢断裂韧度的影响

采用多试样法对D406A超高强度钢进行了准静态断裂韧度KⅠC试验,分析了不同应力强度因子幅预制疲劳裂纹对疲劳预裂纹扩展周期、疲劳预裂纹扩展速率、试样断口形貌以及最终断裂韧度试验结果的影响。结果表明:疲劳预裂纹扩展周期和扩展速率均与应力强度因子幅呈指数变化规律,断口上的疲劳裂纹间距及最终断裂韧度试验结果均随应力强度因子幅的增大而增大,在材料断裂韧度KⅠC的20%~30%选择最大应力强度因子进行KⅠC试验结果较为稳定。     

裂纹面荷载作用下多裂纹应力强度因子计算

该文基于比例边界有限元法计算了裂纹面荷载作用下平面多裂纹应力强度因子.比例边界有限元法可以给出裂纹尖端位移场和应力场的解析表达式,该特点可以使应力强度因子根据定义直接计算,同时不需要对裂纹尖端进行特殊处理.联合子结构技术可以计算多裂纹问题的应力强度因子.数值算例表明该文方法是有效且高精确的,进而推广了比例边界有限元法的...     

均匀热流下导热裂纹Ⅱ型温度应力强度因子的解析解

研究含中心裂纹无限大板受远场均匀热流作用,热流密度方向与裂纹有一夹角的情况。当垂直于裂纹面方向有定量热流穿过裂纹时,采用复变函数理论,得出了温度、应力与位移场解析解。利用位移单值条件,确定出温度应力强度因子的解析表达式。针对铝合金LY12材料进行了数值计算,研究了裂纹导热情况与热流方向对温度场及温度应力强度因子的影响。研究表明:该文给定的温度边界条件下,只产生Ⅱ型温度应力强度因子,不产生Ⅰ型温度应力强度因子。热荷载可等效为一个远场均匀作用的剪应力。Ⅱ型温度应力场取决于热流密度沿垂直裂纹面方向的分量,平行于裂纹方向的热流分量对温度应力场没有影响。     

基于裂纹尖端应力比值的含裂纹功能梯度材料圆筒应力强度因子计算方法

由于功能梯度材料(FGM)性质的特殊性,现有含裂纹FGM结构应力强度因子计算方法难以避免复杂的矩阵运算以及数值积分。该文针对含外表面环向裂纹FGM圆筒,利用FGM圆筒与均匀材料圆筒裂纹尖端应力之间的比例关系,将复杂的FGM圆筒应力强度因子求解问题转化为简单的应力值提取问题以及经验公式计算问题,仅由均匀材料圆筒应力强度因子经验公式、均匀材料圆筒和FGM圆筒裂纹尖端应力比值即可得到任意含裂纹FGM圆筒应力强度因子。该方法仅需建立2D轴对称模型即可满足计算要求,在保证精度的基础上成功回避了传统方法中的复杂矩阵运算以及数值积分,且适用于不同FGM、筒体尺寸、裂纹深度等情况下的应力强度因子计算。通过多组算例对比分析,证明该方法计算精度高、计算过程简便,便于工程应用。     

弯扭组合载荷下圆管半椭圆表面裂纹应力强度因子的有限元分析

对表面裂纹复合型应力强度因子的研究一直是线弹性断裂力学中的重要课题,例如弯扭组合载荷下圆管半椭圆表面裂纹应力强度因子的计算,到现在也没有一个正确的分析解。考虑到裂尖的应力奇异性,在裂纹前沿手动设置三维奇异单元,用三维有限元法中的1/4点位移法计算弯扭组合载荷下圆管表面椭圆裂纹前沿的Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型应力强度因子,并分析其随裂纹深度增加时的变化规律。运用该方法计算了有关模型的应力强度因子,并与该模型的实验值进行了比较,计算结果和实验结果吻合良好。