实验断裂力学与总应变准则(一)

作者根据长期从事焊接结构强度研究的实践,认为目前难以运用数学手段从理论上解决裂纹尖端应力、应变的问题,但为了满足解决工程问题的需要,提出了实验断裂力学理论,其总应变准则是:结构在断裂时,如能达到约2%的总应变,则结构中所存在的缺陷是允许的。本文介绍了实验断裂力学的提出及其基本内容。     

实验断裂力学与总应变准则(二)

二、宽板试验1.宽板试验宽板试验是结构元件试验较普通的一种形式,在此试验中,考虑三种型式的应变:无缺陷部位的外加应变ε;缺陷尖端处的应变ε′;在缺陷平面内试件边缘区的应变ε″。在拉伸试验时总存在ε′>ε″>ε。如果我们把材料屈服应变ε_y,考虑进去,则试验的结果有下列情     

试论材料的破坏及其判据——兼评古典强度理论与断裂力学

一、关于材料的破坏根据近代观点,金属材料在不同的载荷条件下,可以出现不同的破坏形态。工程设计中,所谓构件材料的破坏,一种是指出现塑性变形引起失效的屈服“破坏”,另一种则是指实际的断裂破坏。金属材料的塑性屈服破坏,是一个材料内部塑性滑移的扩展过程,这一概念为人们所熟知。断裂破坏,又可以区分为延性断裂和解理断裂两种。延制断裂的形成和材料内部的塑性滑移过程有着密切联系。作为多晶体的金属材料,所谓解理的脆性断裂,也不可能在断裂前     

疲劳裂纹扩展特性试验研究 断裂力学研究动向之一

为了研究疲劳裂纹扩展特性方便起见,近来有人把裂纹分为二类:一类称之为理想裂纹,或称之为停止裂纹;另一类称之为疲劳裂纹或扩展裂纹。如图一所示。     

断裂力学理论在易拉盖设计中的应用

对拉环拉开式易拉盖的开盖机理进行了理论探讨，根据断裂力学理论对有关Ⅲ型裂纹问题的分析，建立了不同结构易拉盖的力学模型，提出了易拉盖设计时降低开启力的有效措施     

用统一强度理论和统一滑移线场理论求解某些塑性平面应变问题

采用俞茂宏统一强度理论和统一滑移线场理论分析了高压厚壁圆筒的极限载荷,得出了统一解形式,常用的Ｔｒｅｓｃａ、Ｍｉｓｅｓ、Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍ ｂ 和双剪强度理论解等均为特例,利用此解可以合理地得出不同材料的相应解,它既可以适用于拉压强度相等的材料,也可以适用于拉压强度不相等的材料,并且能充分发挥材料性能,从而减轻结构重量,取得多方面的效益。     

一个非线性强度退化模型

从疲劳过程本质上是材料静强度不断退化的过程的观点出发，建立了一个非线性的，连续性强度退化模型，该模型的参数可由Ｓ－Ｎ曲线来确定。将模型应用于两级及多级载荷下剩余寿命估算，并用１６Ｍｎ钢进行了试验验证，结果表明可以较准确地估算两级及多级载荷下的疲劳寿命。     

基于断裂力学理论的结构形状设计优化

采用生物算法对飞机结构中典型开口问题进行基于断裂力学理论的优化设计研究,将以往按照应力优化的思路发展为按照开口边缘应力强度因子优化,采用三次样条函数曲线模拟开口结构形状,以插值节点处的应力强度因子为优化目标,通过调整节点的位置实现优化目的.文中通过两个不同设计域下的算例的优化结果,表明按照文中方法进行结构形状优化,不仅能使整个开口边缘有均匀的应力强度因子,而且能使关键部位的应力强度因子大大降低.     

应变检测新桥路非线性的微机分析

本文推导出《应变检测的一种新桥路》一文提出的动漂补偿方法，非线性补偿方法和传感器输出灵敏度标准化方法的数学模型；用最小二乘法在微机上对误差曲线进行了回归分析，给出了最佳参数和应用新桥路时降低误差的方法。     

复合材料双孔板应变集中的实验研究

对含双孔的Ｔ３００／ＨＤ０３ 碳／环氧层压板在单拉伸下孔边的应变集中进行了云纹实验研究,得出了不同板宽、不同孔距、不同孔径、在不同载荷下应变集中系数,沿板宽的分布曲线,并对板宽、孔距、孔径以及载荷对孔边应变集中系数的影响进行了讨论。     

结构强度试验应变测量误差来源分析

针对结构强度试验应变测量的误差来源进行深入分析,结合试验现场测量流程,总结了试验现场应变测量规模较大时应变误差的主要来源,提出了降低应变误差的系统维护和校正方法,采取有效措施抑制测量设备安装以及试验环境对应变误差的直接影响,大幅降低传统应变测量过程中信息利用不足导致的应变误差发生概率。试验验证表明,所提方法能够实现应变状态的在线检测和校正,效率较高,具备一定的实用性。     

基于断裂力学理论的安装边泄漏特性分析

安装边泄漏对航空发动机的工作效率影响较大,现有文献关于发动机安装边泄漏特性的研究较少。基于断裂力学理论,推导了法兰安装边泄漏压力与安装边应力关系公式,建立了某型航空发动机安装边三维有限元模型,研究了安装边厚度、螺栓数量、螺栓直径以及螺栓预紧力对安装边泄漏压力的影响。研究表明:安装边的泄漏压力随着螺栓数量以及预紧力的增加而增大,随着安装边厚度的增加而减小,随着螺栓直径的增加先增大后减小。研究为航空发动机机匣安装边结构参数设计提供了参考。     

持久限与低循环疲劳持久强度的近似估算与在高压容器上的应用(裂纹应变集中理论之二)

近来由于尖端技术的发展,对材料性能的要求也越来越高,因而发挥材料的使用潜力已成为不可缺的环节。低循环疲劳就是打破不允许裂纹延展的框框,在裂纹延展下使用,仅要求在寿命以内不断。十几年来国外在这方面做了很多工作,目前已能通过实验直接量出可靠     

我国最大的强度环境工程研究中心之一——北京强度环境工程研究所

北京强度环境工程研究所是我国较大规模的结构强度与力学环境试验研究单位。从事结构强度的试验研究,结构和电子仪器设备的冲击、振动、噪声和动态测试,热环境的模拟试验研究,以及部分力学环境试验设备的研制工作,已有二十余年的历史,近年来又开展了高温、低温分别与振动组合的试验技术。科技力量雄厚,拥有工程师,高级工程师以上工程技术人员数百名,仪器设备齐全,试验技术先进。为有关工业部门、高等院校科研机关完成了大量的研究、试验和设     

结构强度试验应变测量时序匹配设计

针对结构强度试验高速测量时的时序匹配问题,采用基于PLD的时钟设计方法,对控制系统触发信号的输出时间进行记录,同时对测量系统触发响应时间进行标记。该方案可以实现应变测量的线下时序检验以及校对,实现控制加载时间与测量采集时间的时序精确匹配,可对高速测量过程中的测量可靠性提供一定的保障。     

飞机强度试验异常应变数据诊断研究

针对飞机强度试验中常见的由于测量线路原因而产生的应变数据异常情况进行归类总结,通过设计模拟试验,测量应变数据,对数据进行分析处理,提取故障特征,归纳总结异常现象与产生原因的对应关系,为异常应变数据的快速分析和排除提供依据。     

基于断裂力学的多部位损伤结构的剩余强度分析方法研究

老龄飞机中由于多裂纹的产生将导致结构剩余寿命大幅削减。针对如飞机机舱上布有沿纵向铆钉接头的隔板结构,文中给出一种分析多部位损伤结构剩余强度的方法。裂纹扩展模型是分析的基础,文中对两类(单参量和三参量)扩展模型进行讨论,给出裂纹在增量载荷下萌生与稳定扩展的处理方法。基于Irwin和Dugdale裂尖张开位移模型与Swift准则,给出较为完整的分析多部位损伤(multiple site damage,MSD)结构剩余强度的方法。最后,通过对飞机压力舱上的沿纵向铆钉接头的模拟计算,对文中方法进行验证。由分析结果可知,采用文中方法计算得到的剩余强度值与试验值符合得较好,该方法能较为准确有效地对复杂MSD结构的剩余强度进行分析。     

车辆结构强度动态应变测量的单片机系统

本文分析了车辆结构强度动态应变测量的特点,并根据单片机采集系统的优点,设计了车辆结构强度动态应变测量的单片机采集处理系统,试验表明：该系统可以满足车辆结构强度动态应变测量的需要。     

动态应变时效对不锈钢高温强度的影响

本文研究了动态应变时效预处理对18-8型奥氏体不锈钢高温（300～600℃）抗拉强度、疲劳强度和持久强度的影响。结果表明,动态应变时效预处理提高了材料的高温强度,且其强度随预应变温度和预应变量的增加而提高,动态应变时效具有比冷变形处理更优的强化效果。     

由真拉伸图近似估算 K_(1c)与 COD 及其在胀合高压容器上的应用(裂纹应变集中理论之一)

近年来国外发生了大量脆性断裂事故,例如全焊接轮船、超音速飞机、导弹、原子能与化工高压容器的爆炸,因此断裂力学迅猛发展。但线性弹性理论(LEFM)还有不足之处,例如断裂机理还不能完全肯定,破坏应力仅当在屈服限一半以下时才较准确,用于软钢还有实际困难等。各国都在继续研究。