中等厚度高强钢缺口板断裂试验及数值分析

为研究中等厚度高强钢断裂机理,对厚度为16mm的Q345缺口板和开孔板各10个试件进行了拉伸断裂试验,研究了缺口尖锐度对中等厚度高强钢断裂模式的影响.试验表明,初始裂纹形成于缺口边缘内侧,缺口较尖锐的试件断裂延性较低,初始开裂点位于载荷位移曲线的强化阶段,呈脆性断裂;缺口较钝的试件断裂点位于载荷位移曲线的下降段,呈延性断裂.对高强钢缺口板和开孔板断裂试验进行了基于广义屈服模型和椭球面断裂模型的数值模拟和断裂分析,结果表明,金属椭球面断裂模型对预测中等厚度高强钢缺口板和开孔板的初始开裂有较高精度,但对中等厚度高强钢延性断裂的预测偏于保守.     

Q345圆钢杆的疲劳破坏模型

为研究结构钢圆杆的疲劳破坏模型,以结构钢的椭球面断裂模型为开裂判据,由结构钢圆杆疲劳裂纹的裂尖真实应力场,计算出结构钢圆杆疲劳裂纹的失稳扩展面积、稳定扩展面积和稳定扩展长度.基于结构钢疲劳裂纹随加载次数加速扩展的试验事实,假定结构钢圆杆的疲劳裂纹稳定扩展速率是循环加载次数的单调递增幂函数,即双对数坐标系下结构钢圆杆的疲劳裂纹稳定扩展速率和循环加载次数为单调递增线性函数,积分后得到结构钢圆杆的疲劳裂纹稳定扩展长度和疲劳寿命间的函数表达式,导出结构钢圆杆的疲劳破坏模型.建议的结构钢圆杆的疲劳破坏模型表明,结构钢圆杆的疲劳寿命是名义最大应力、相对应力幅、初始裂纹位置和初始裂纹长度的复杂函数,不能简单化为仅是应力幅的函数.对Q345B圆钢杆进行了常幅循环应力疲劳试验,结果表明,Q345B圆钢杆的疲劳寿命随相对应力幅和名义最大应力的增加而降低.根据Q345B圆钢杆的疲劳试验结果,标定了其疲劳破坏模型参数,验证了建议的疲劳破坏模型精度.     

裂纹起裂角预测方法研究

本文提出一个新的屈服准则,该屈服准则适用于岩石类材料的小范围屈服,旨在预测弹塑性材料的破坏行为,基于该屈服准则,推导出了I型,II型以及I-II混合型裂纹尖端塑性区半径并对在单轴拉伸和纯剪切等荷载作用下的裂纹尖端塑性区进行了分析。结果显示,荷载加载方式、裂纹倾斜角和材料内摩擦角对塑性区的形状与大小有显著影响。根据对裂纹尖端塑性区的分析,基于如下假设：裂纹沿塑性区最短路径扩展,本文在提出的屈服准则的基础上导出了新的断裂准则,该准则可预测裂纹开裂初始角。相较于其他断裂准则,文献实验结果与本文提出的准则吻合地更好,能更加精确的预测裂纹的起裂角。     

复合型裂纹疲劳扩展的新准则

把最近提出的及计材料拉压屈服强度不同对材料断裂影响的复合型裂纹断裂准则扩充到疲劳裂纹扩展的情况，建立了一个新的复合型裂纹疲劳扩展准则，进而将位移不连续法(一种边界元方法)和本文提出的复合型裂纹疲劳扩展准则结合在一起，用于数值模拟复合型裂纹疲劳扩展过程．对中心斜裂纹板的疲劳扩展的数值模拟结果揭示了材料拉压屈服强度不同对复合型裂纹疲劳扩展的影响。     

基于弹塑性有限元法的含多部位损伤(MSD)板剩余强度分析

文章采用非线性弹塑性分析方法进行多裂纹结构剩余强度分析,提出了通过选择结构的载荷响应从线性段到非线性段转折点来预测剩余强度的方法.应用该方法对多部位损伤2524 -T3铝合金平板结构进行了剩余强度的试验研究及预测,并与已有的表观断裂韧度kapp准则、净截面屈服准则、韧带屈服准则等失效准则预测进行了对比.结果表明,文中方法思路清晰,容易实现,适用于多种形式的含裂纹结构,并且预测的结果与试验结果吻合良好.     

延性材料开裂机理及抗断设计

从特定的工程背景出发,结合经典力学和断裂力学对延性材料屈服和断裂解释的力学原理,通过对延性材料刻痕杆刻痕根部的断裂应力场分析,推导出了延性材料在应力三轴空间中微观裂纹的形成准则:σF=σY1-υ.随后,通过对比开孔铝合金方板的断裂试验和数值模拟结果,验证了该准则对于预测延性材料在应力三轴空间中微观裂纹的形成及宏观断裂具有较高的精度且略偏于保守.最后,给出了抗断设计建议、应用该准则时应注意的问题及进一步的研究工作.     

C-M和D-P屈服准则参数与岩石断裂韧度关系研究

通过断裂力学中裂纹端部的应力叠加,得出拉剪裂纹的端部总应力,代入D-P屈服准则和M-C屈服准则,推导得出D-P准则与岩石抗拉断裂韧度和抗剪断裂韧度的关系.与试验数据对比,说明推导的合理性.     

岩石、混凝土类材料复合裂纹断裂准则的探讨

本文对岩石与混凝土类脆性材料的强度和断裂机理进行了简要分析。在最大分离位移(MAXSD)屈服准则的基础上,建立了三维复合型裂纹的断裂准则。并与混凝土材料的三维复合裂纹和Ⅰ、Ⅱ型复合裂纹的断裂试验结果进行了比较。     

镍基单晶合金板裂纹尖端塑性区分析

裂纹尖端塑性区对研究裂纹开裂扩展具有重要意义.应用Hill屈服准则和考虑拉-剪耦合的修正Hill屈服准则,对镍基单晶合金板裂纹尖端塑性区进行了分析.得到了Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅰ、Ⅱ复合型裂纹尖端塑性区.对镍基单晶合金板内裂纹尖端塑性区与各向同性材料板内裂纹尖端塑性区进行了比较.讨论了拉-剪耦合、Ⅰ、Ⅱ复合型裂纹复合比及温度对裂...     

基于三剪统一屈服准则的复合裂纹断裂分析

基于三剪统一屈服准则,研究了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型复合断裂问题,对复合裂纹的断裂条件进行了分析计算,给出了包含十二面体单元上的2个主剪面应力对材料屈服的共同影响系数b及反映材料拉压性能的参数α的三剪统一屈服断裂因子,并根据裂纹扩展条件及临界状态下断裂因子的取值得到了复合裂纹断裂准则。算例中对35CrMn2材料的复合裂纹的开裂角及断裂因子进行了计算,并给出了影响系数b与开裂角θ0的关系曲线,算例的实验值与数值解的比较结果表明,通过改变参数可使该断裂准则适用于不同性质的材料且该准则可较好地应用于复合断裂问题。     

新的陶瓷缺口试件制备方法及其在断裂韧性测试中的应用

利用模压注塑的方法制出陶瓷缺口试件生坯,然后烧结制成缺口试件。这种方法制备的缺口试件其缺口半径可按需要在很大范围内变化以供选用,其最小可达几μｍ;而且缺口光洁度一致性好;可以很好地用于陶瓷材料缺口强度和断裂韧性的测试。     

混凝土预制缺口梁试件拉张破裂数值模拟

目的针对混凝土抗压不抗拉的特性,探讨混凝土预制缺口梁断裂过程中裂纹尖端应力分布及裂纹扩展规律．方法采用拉张破裂有限元软件,对预制缺口在梁的顶部和在底部不同位置的模型进行数值模拟,描述拉张破裂后形成的不连续面．结果得出了不同方案中预制梁受拉破裂的破坏形式．缺口到梁跨度中心线的距离越小,梁试件底部拉应力区域越小;缺口到梁跨度中心线的距离越大,梁试件底部的拉应力区域越大．结论由不同方案破坏形式可以看出,缺口梁受拉应力作用发生破裂,形成不连续面;随着破裂面的形成与发展,混凝土梁的结构形式发生相应改变,导致应力状态随之调整．缺口的位置直接影响梁结构的破裂方式,缺口到梁跨度中心线的距离在一定的范围内,缺口控制着梁破坏的形式,破裂沿缺口发展;超出范围以后,缺口的存在不影响梁的破坏形式,破裂的形成、发展形式与无缺口梁的破坏形式相同．     

纤维金属层板成形极限测试的新试样设计

在拉深成形过程中,纤维金属层板常见的失效模式主要有起皱、纤维拉伸断裂以及界面分层.受金属拉深成形测试的启发,经研究,当纤维金属层板以纤维拉伸断裂与界面分层失效为主要的失效模式时,可以将纤维应变引入到成形极限图中.但是,由于用于拉深测试的传统金属条状试样形状会干扰纤维金属层板内纤维应变的计算,因此,本研究设计了一种新型切...     

AA6063铝合金韧性断裂断口分析

为探究6063铝合金的韧性断裂机制, 通过一系列韧性断裂试验观察6063铝合金不同应力三轴度试件的韧性断口形貌. 结果表明:应力三轴度越高,孔洞的形核、长大、汇聚越快,孔洞更大更深. 不同应力三轴度下主导试件韧性断裂的方式也有所不同:缺口圆柱拉伸试件断裂由韧窝断裂主导;凹槽板拉伸试件断裂由韧窝断裂与剪切断裂共同主导;圆柱扭转试验断裂主要由剪切断裂主导,并且试件表面存在部分韧窝断裂特征.     

Mechanical behaviors of notched composite laminates

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＦｏｒｔｈｅｉｒａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｓｔｒｅｎｇｔｈ ｔｏ ｗｅｉｇｈｔａｎｄｓｔｉｆｆ ｎｅｓｓ ｔｏ ｗｅｉｇｈｔ,ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓｈａｖｅｂｅｅｎｕｓｅｄｗｉｄｅｌｙｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｓｏｆａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌａｎｄａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ .Ｆｌａｔｃｏｕｐｏｎｓｐｅｃｉｍｅｎｓａｒｅｏｆｔｅｎｕｓｅｄｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｍｅ ｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｌａｍｉｎａｔｅｓ .Ｂｅｃａ…     

割口正交叠层板的应力集中及强度

建立一种分层剪滞模型，研究了含割口的正交叠层板在拉伸载荷作用下的应力重新分布问题，获得了割口前缘完整纤维的应力集中因子。在此基础上，采用复合材料的细观统计破坏理论，研究了割口正交叠层板的拉伸破坏强度，得到与现有实验较吻合的结果。     

高密度聚乙烯/橡胶共混物的断裂特性

在室温下,对高密度聚乙烯/橡胶共混物的单边缺口试样进行拉仲断裂实验,测试了裂纹在亚稳临界扩展时的断裂韧性(G_(1c)),缺口敏感度(K_s)和材料断裂能量密度(W_o)。用扫描电子显微镜对共混物试样断口形貌进行了观察分析。实验结果表明,加入顺丁橡胶可以明显改善高密度聚乙烯的强韧性能。     

几种常见圆形缺口试样的极限载荷

推导了平面应力条件下单边圆形底部深缺口板条受纯弯曲和拉伸载荷作用的极限载荷公式。通过对比可求出受拉伸板条与受纯弯曲板条极限载荷之间的修正系数，从而将三点弯曲试样极限载荷公式经修正后用于单边缺口和紧凑拉伸缺口试样。同时，文中汇总了其它几种常用缺口试样的极限载荷公式，为缺口试样的极限载荷分析或双判据失效评定图研究提供了方便     

基于复合梁的钢桥面铺装断裂参数数值模拟

基于桥面铺装的裂缝特点及断裂力学理论,引入J积分并建立复合梁三点弯曲试验数值模型,研究了温度和初始缝高比对其断裂特性的影响。研究分析可得,随切口深度的增加,梁启裂、失稳时的J积分和裂纹的亚临界扩展量逐渐降低,启裂Jini的降低幅度比失稳扩展Jmax小;复合梁的Jini、Jmax和裂缝亚临界扩展长度随着环氧沥青混凝土的模量增大而变小。研究可为桥面铺装的抗裂设计提供依据,并为铺装结构的裂缝修补时机研究提供思路和参考。