热解炭涂层Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹的应力强度因子分析

为了研究人工心瓣热解炭涂层在生产加工等过程中可能出现的微小裂纹,采用ABAQUS有限元分析软件对人工心瓣热解炭涂层裂纹的应力强度因子进行仿真分析。结果表明:在裂纹数量不变的情况下,边缘裂纹和中心裂纹的Ⅰ型应力强度因子随裂纹倾斜角和裂纹长度的增加而增大,当裂纹倾斜角不为0°和90°时,边缘裂纹和中心裂纹的Ⅱ型应力强度因子随裂纹长度的增加而增大;在裂纹倾斜角不变情况下,随着裂纹数量的增加,边缘裂纹和中心裂纹的Ⅰ,Ⅱ型应力强度因子曲线分别重合,且均小于单条裂纹情况下的Ⅰ,Ⅱ型应力强度因子。     

人工心瓣含硅低温热解炭涂层热处理分析

采用化学气相沉积法制备人工心瓣含硅低温热解炭涂层,并进行热处理。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、纳米压痕仪、热膨胀仪研究了热处理对涂层微观结构和性能的影响。结果表明,涂层包含热解炭（乱层石墨结构）与β－SiC两种物相,热处理后热解炭微晶层间距减小,表明石墨化程度提高,同时β－SiC微晶与热解炭微晶尺寸增大。电镜下材料主要由类球形颗粒组成,颗粒之间存在微米级孔隙,热处理后材料孔隙结构发生变化,大孔隙减少,孔隙分布更加均匀。热处理后材料纳米硬度明显减小,热膨胀系数略增大,微观结构的变化是导致材料性能改变的主要原因。     

热处理对人工心瓣热解炭力学性能的影响

该文通过对化学气相沉积工艺制备的人工心瓣各向同性热解炭材料进行热处理,利用三点弯曲实验,测量材料的杨氏模量和弯曲强度,并在偏光显微镜下观察热处理前后材料抛光表面的微观结构变化。结果表明,各向同性热解炭是一种脆性材料;材料经热处理之后,杨氏模量会略微降低,而弯曲强度则没有明显变化。这种力学性能的变化可能与热处理引起材料内部孔隙结构变化有关。     

含裂纹板的应力强度因子分析

着重研究了含裂纹悬臂矩形板的应力强度因子的算法，利用《应力强度因子手册》中的曲线对现有的经验公式进行了修正，并与有限元结果对比。结果表明，修正后的公式对解决平板弯曲问题是可行的．     

内压圆筒内外表面裂纹交互应力强度因子分析

对内压圆筒内外表面两个相同表面裂纹交互应力强度因子进行了综合分析,分析的裂纹深度与长度比为:b/a为0.25,0.5,0.75,1.0;裂纹深度与圆筒壁厚比为:2b/t为0.2,0.4,0.6,0.7,0.8.数值结果显示,当2b/t＜0.7时,与单个裂纹相比,交互作用使得内外表面裂纹应力强度因子均减小.因而,对于实际的断裂分析,可不考虑交互作用,而将得到偏保守的结果.     

受内压作用的管道表面斜裂纹尖端应力强度因子分析

裂纹是压力管道最危险的一种缺陷,是导致压力管道各种事故的主要原因。因此,依据断裂力学的相关概念,运用ANSYS有限元软件,建立了受内压作用的压力管道及其表面具有不同周向夹角的斜裂纹的三维模型,并对裂纹尖端的应力强度因子进行有限元计算及分析,得出了裂纹的应力强度因子随裂纹角度的变化而变化的规律。定量分析了裂纹尖端应力场的强弱,为压力管道表面斜裂纹的研究提供了一定的数据支持。     

身管内膛涂层界面裂纹的应力强度因子分析

针对火炮身管内膛的损伤、裂纹扩展及涂层剥落问题,基于断裂力学理论,结合有限元分析软件ANSYS对火炮身管内膛涂层界面裂纹进行仿真分析.应用APDL语言对内膛基体与涂层的界面裂纹结构进行参数化建模,对裂纹尖端应力场进行分析,探究不同裂纹尺寸、载荷等因素对界面裂纹扩展及I型、II型应力强度因子的影响.结果表明,I型、II型...     

铆钉填充锪窝孔边角裂纹应力强度因子分析

采用工程有限元软件ANSYS建立含铆钉填充锪窝孔板有限元模型,计算了不含铆钉填充的锪窝孔边单侧扇形角裂纹、含铆钉填充净配合锪窝孔边单侧扇形角裂纹和含铆钉填充锪窝孔在不同干涉量下孔边单侧扇形角裂纹前缘的应力强度因子的值,分析了铆钉与锪窝孔干涉配合量对孔边裂纹前缘应力强度因子的影响规律,给出了铆钉与锪窝孔干涉配合时的最佳配合量及有效干涉量范围,为铆钉设计提供了参考数据和指导性建议,对于铆接结构设计具有重要的工程实用价值。     

基于流场复势的空间裂纹止裂应力强度因子分析

选择带有圆形埋藏裂纹的金属构件作为研究对象。在向金属构件通入脉冲电流时,可以将金属构件内电流绕圆盘裂纹的流动比作在流体力学平面势流中流体绕平板流动的情况,给出电流流动的复势函数,进而推导出电流密度,据此推求热源功率,最后确定带有圆形埋藏裂纹的金属构件脉冲放电瞬间的热应力强度因子,结合只有外载荷作用下的金属构件裂纹尖端的机械载荷应力强度因子,给出外载荷作用下带有埋藏裂纹金属构件脉冲放电瞬间的综合应力强度因子。     

平面五次对称准晶中的应力强度因子

引入一组新的应力函数来讨论平面五次对称准晶的弹性力学问题,将问题中的１８个弹性力学基本方程简化成一个高阶偏微分方程,并且应用Ｆｏｕｒｉｅｒ变换和对偶积分方程方法,求解了平面五次对称准晶结构中的Ｇｒｉｆｖｆｉｔｈ裂纹问题,得到了应力强度因子和应变能释放率,它们是研究材料变形的断裂的关键物理量。     

潜孔冲击器活塞的应力强度因子有限元分析

工程中经常发生潜孔冲击器活塞沿着小径倒圆角部位断裂的问题,这主要是因为在该处存在应力集中,导致一些缺陷或微裂纹不断扩展,直至活塞断裂。通过ANSYS在活塞小径倒圆角部位建立裂纹体,求得应力强度因子,并分析活塞的内孔直径和倒圆角半径与冲击末速度对其应力强度因子的影响规律。     

一种确定双重应力强度因子的数值方法

基于奇异点附近的位移场和奇异应力场,提出了一种利用普通的数值分析结果确定双重应力强度因子的数值方法和提高应力强度因子求解精度的结点选取方法,并把确定V形切口与裂纹的应力强度因子问题统一起来,利用有限元软件MSC／Nastran对Ⅰ-Ⅱ型复合平面裂纹以及V型切口问题进行了具体计算。计算结果表明,所提出的方法具有通用性强、精度高的特点,便于实际工程应用。     

受到轴向拉伸载荷作用的多裂纹体应力强度因子的近似分析

研究了断裂力学中线弹簧模型在受轴向拉伸载荷作用的多裂纹结构应力强度因子评价中应用的可行性。     

裂纹尖端应力强度因子的有限元计算方法分析

通过在裂纹前缘附近采用退化的奇异单元,远离裂纹部分则采用常规单元的方式,建立了带穿透性裂纹板的有限元模型。分析了1/4节点位移法、位移外推法、虚拟裂纹闭合法3种方法计算裂纹尖端应力强度因子的特点。根据有限元后处理结果,分别采用以上3种方法计算了裂纹尖端的应力强度因子,结果显示3种方法计算结果一致性较好。研究了载荷、裂纹长度、构件几何参数对裂纹尖端应力强度因子的影响。3种方法的比较分析,对裂纹尖端应力强度因子的计算方法选择具有指导意义。     

三点弯曲试样应力强度因子动态响应的有限元分析

在ＡＤＩＮＡ程序基础上,编制了有限元程序,对动态载荷作用下,三点弯曲试样应力强度因子的动态响应进行了分析,结果表明该程序是有效的。     

最小二乘法与焦散线法结合确定应力强度因子

本文通过在焦散上取点，用具有迭代过程的最小二乘法得到了光学各向同性材料试件应力强度因子KI、KⅡ的求法，确定了含裂纹的有机玻璃试件的KI、KⅡ，并将所得结果及直接用焦散线法所得结果与相应的理论计算值进行了比较，精度有所提高。     

复合型三维裂纹应力强度因子计算方法的研究

介绍了一种计算复合型三维裂纹应力强度因子的单元初始应力法,该法采用退化的1/4节点奇异单元,通过近裂尖最佳应力点应力进行应力强度因子的求解。由该法计算的含有内埋倾斜圆形裂纹圆柱体受远场均布拉力作用下的应力强度因子与手册解相比,KI的最大相对误差为1.44%,KⅡ的最大相对误差为-2.30%,KⅢ的最大相对误差为-1.22%。这种单元初始应力法使用简单,精度高,对于复杂三维裂纹的计算具有较强的实用性,值得推广。     

基于ANSYS的应力强度因子计算

以I型裂纹的3点弯曲试件为例,介绍和分析了运用有限元软件ANSYS计算应力强度因子的方法．通过对求得的应力强度因子值与解析解的比较,表明用有限元方法计算应力强度因子具有相当高的精度,并且操作简便．