尖Ⅴ形切口的脆性断裂准则

利用Ⅴ形切口尖端附近的线弹性奇异应力场,建立了单奇异性Ⅴ形切口的脆性断裂准则,并用脆性材料有机玻璃PMMA加工单边对称Ⅴ形切口试样,进行拉伸破坏实验,对Ⅰ型Ⅴ形切口临界应力的理论预测值和实验结果进行了比较.结果表明所给出的单奇异性Ⅴ形切口的脆性断裂准则有效、简单且便于工程应用.     

U形切口平均周向应力准则的工程应用

线弹性切口断裂准则常借助于材料的基本参数来预测构件的承载能力;反之,可利用U形切口平板试样最大载荷来确定材料的断裂韧度.根据I型U形切口平均周向应力准则,提出了运用临界切口应力强度因子KU1C确定脆性材料断裂韧度K10C的工程方法,并对有关文献中的U形切口三点弯曲试验结果进行了相应计算和验证.结果表明,该方法为切口断裂准则的工程应用提供了新的思路..     

V型切口尖端的弹塑性应力奇异性问题

研究了V型切口尖端的弹塑性应力奇异性问题，通过分析V型切口尖端附近应力场，建立了问题的微分方程，提出了解决该微分方程的可行方法，对V型切口的弹塑性问题进行了数值计算，讨论了切口几何参数和硬化指数对应力奇异性的影响，对一边自由一边固定的V型切口问题，提出了估算塑性应力奇异性的近似表达式。     

砂岩半圆盘弯曲的复合型断裂性质及准则研究

本文对裂纹倾斜角度这一几何参数对砂岩半圆盘试件复合型断裂性质的影响进行了研究。采用含边缘裂纹的四川黑砂岩半圆盘试件(SCB试件)进行三点弯曲实验,结合有限元数值模拟软件ABAQUS计算出复合型断裂韧度,并将最终结果与已提出的多个断裂准则进行比较,得出适用于黑砂岩复合型断裂的断裂准则。结果表明,随着裂纹倾斜角度增加,I型断裂与II型断裂的复合度即二者所占比例发生变化,I型断裂所占比例逐渐减小,应力强度因子KI逐渐减小,同时II型断裂所占比例逐渐增大,应力强度因子KII和T应力逐渐增加。黑砂岩复合型断裂的实验结果与改进的R准则最为吻合,验证了改进的R准则在黑砂岩半圆盘弯曲实验中的准确性和可靠性。     

T应力对线弹性材料脆性断裂的影响

在考虑裂纹尖端应力场常数项T应力的基础上对传统的最小应变能密度因子准则(minimumstrain energy density criterion,SED)进行修正,应用修正的最小应变能因子准则对Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅰ-Ⅱ复合型脆性断裂问题分别进行研究,分析T应力对裂纹扩展方向和断裂时刻应力强度因子的影响并给出不同T应力条件下的通用的Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹扩展条件,并将预测结果与现有的试验数据进行比较。分析表明,T应力对于Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅰ-Ⅱ复合型断裂均有显著影响,考虑T应力的SED预测结果和试验结果吻合很好。     

激光催裂的初步研究

利用激光可实现对预制Ｖ型切口根部一定深度层内的淬硬，从而大大提高了材料的屈服强度，降低了断裂韧性值Ｋ１Ｃ，减少了疲功断裂周次；并且实现了塑性较好材料的韧性断裂到脆性断裂的转化，降低了断裂能耗，提高了断料效率和断口质量。     

四点弯曲U形切口应力集中系数的数值分析

四点弯曲实验是适用陶瓷材料断裂韧性的测试方法和标准,可以研究具有切口脆性材料构件的断裂.借助于ANSYS有限元分析,得到了不同的切口尖锐度(切口深度与切口根部半径的比值a/ρ)和宽度比值(试样宽度和切口深度的比值w/a)下,单边U形切口四点弯曲的应力集中系数.利用Matlab软件拟合不同宽度比值,得到四点弯曲U形切口应力集中系数与切口尖锐度的关系式,为四点弯曲U形切口的断裂分析提供了理论基础.     

单材料V型切口尖端应力奇异性问题分析

从建立单材料V型切口问题的微分方程着手,采用数值分析的方法,研究了切口问题的弹塑性应力奇异性和切口尖端附近应力场,提出了解决该微分方程的可行方法.讨论切口的几何参数和硬化指数以及切口两边的约束条件及切口角度对应力奇异性的影响,提出了估算应力奇异性的近似表达式.     

双轴向载荷I—II复合型裂纹J积分断裂准则探讨

通过理论分析和双轴向断裂试验，对我国压力容器常用钢１６ＭｎＲ所制成的含中心穿透Ｉ－Ⅱ复合型裂纹十字形试样的断裂规律进行了试验研究，探讨了Ｉ－Ⅱ复合型裂纹Ｊ积分断裂准则。结果表明，不同的载荷比和裂纹倾角下Ｉ－Ⅱ复合型裂纹的启裂Ｊｉ值接近，复合型Ｊ积分断裂准则预测的启裂载荷与试验结果相吻合。     

混凝土Ⅰ—Ⅱ复合型Ⅴ型切口断裂判据的初步探讨

本文从V型切口尖端附近的应力场和位移场出发,按最大周向拉应力理论和最大用向拉应变理论,研究了Ⅰ—Ⅱ复合型V型切口的最大周向拉应力判据(即(σ_θ)_(max)判据)和最大周向拉应变判据(即(ε_θ)_(max)判据),完善了文献[1]所得的结果,使得反映Ⅱ型影响的参数f_σ能够唯一地确定,避免了其取值的任意性。最后用混凝土Ⅰ—Ⅱ复合型断裂试验的资料分析了这两种判据对于混凝土的适用性。分析表明,两种判据与试验资料都比较相符,其中尤以最大周向拉应变复合判据更为满意。     

Maximum twin shear stress factor criterion for sliding mode fracture initiation

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｐｒｅｓｅｎｔｍｉｘｅｄｍｏｄｅｆｒａｃｔｕｒｅｃｒｉｔｅｒｉａ ,ｆｏｒｅｘａｍｐｌｅ,ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｓｓｃｒｉｔｅｒｉｏｎ[1] ,ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｅｎｅｒｇｙｒｅ     

压力容器中倾斜裂纹的失效分析方法

现有含缺陷结构失效评定规范对倾斜裂纹按投影法处理,其理论基础是线弹性断裂力学的复合型断裂准则,对于韧性材料的应用具有局限性．将美国电力研究院(EPRI)对材料按Ramberg-Osgood规律硬化的含缺陷结构失效评定双判据法的理论阐述推广到一般的硬化材料;又根据I-11复合型裂纹韧性断裂的研究成果,并吸收英国中央电力局(CEGB)R6-Rev3方法的特点,提出含倾斜裂纹结构的失效评定图．     

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。     

长期热老化对铸造奥氏体不锈钢断裂韧性的影响

为了研究热老化对铸造奥氏体不锈钢断裂韧性的影响及其微观机理,按照ASTME1820-05a等实验标准,采用标准C（T）试样对Z3CN20.09M铸造奥氏体不锈钢进行了热老化断裂韧性测量.结果表明：Z3CN20.09M铸造奥氏体不锈钢的断裂韧性随热老化时间的增加呈现下降趋势;通过SEM观察断口发现,断裂机制由原始态的微孔聚集型断裂转变为解理断裂和微孔聚集断裂的混合断裂;断裂韧性J值与热老化时间t满足幂指数关系.对该材料制造的主管道的热老化断裂韧性做出外推预测.     

部分脱胶压电复合材料层合梁黏结界面失效扩展有限元分析

采用三维有限元模型,对在电场作用下部分脱胶的压电复合材料层合梁黏结界面损伤扩展行为进行了研究.建立了基于虚裂纹闭合技术(VCCT)的界面断裂单元,通过有限元软件ABAQUS的用户自定义单元功能UEL实现并计算了脱胶前缘的能量释放率GⅠ,GⅡ和GⅢ,采用B-K准则作为脱胶扩展判据.对部分脱胶的压电复合材料梁在电压作用下对...     

Experimental and theoretical study of static-dynamic mixed mode brittle fracture of rock

Ｖａｒｉｏｕｓｍｏｄｅ－Ⅰｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｌｉｎｅａｒｅｌａｓｔｉｃｆｒａｃｔｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｃｓａｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｃｏｎｓｔａｎｔｓ．Ｔｏａｎａｌｙｓｅ...     

滚动楔形边双材料平面V形切口应力奇性指数的计算

研究具有滚动楔形边界的平面V形切口问题应力奇性指数的分析。首先,以V形切口尖端附近位移场沿其径向渐近展开为基础,将其线弹性理论控制方程转换成切口尖端附近关于周向变量的常微分方程组特征值问题。然后采用插值矩阵法计算该常微分方程组特征值问题,从而得到具有滚动楔形边界V形切口的应力奇性指数。计算结果表明本文方法是分析V形切口应力奇性指数的一个准确、有效的路径。     

I-II-III复合型裂缝应力强度因子与能量释放率的关系

基于断裂力学理论,应用复合型断裂判据中的最大周向应力判据和最大拉应变判据,以单一型裂缝应力强度因子K与能量释放率G的关系为基础,推导出I-II-III复合型裂缝应力强度因子K_I、K_II、K_III与能量释放率G_I-II-III关系公式;并应用有限元软件进行I-II-III复合型裂缝的有限元模拟,模拟值与理论值之间相差为1.14%,拟合良好,分析验证了复合型裂缝应力强度因子K_I、K_II、K_III与能量释放率G_I-II-III关系公式的合理性。     

压铸模具失效分析

利用扫描电镜对失效压铸模具热疲劳裂纹的宏观、微观、断口形貌进行了分析．分析表明,裂纹尖端不断分枝,裂纹内的氧化物内部被破坏,并产生了新的裂纹．热疲劳断口形貌为典型的沿晶加韧窝混合型断口．