数字散斑相关方法测定岩石Ⅰ型应力强度因子

提出一种通过数字散斑相关方法测定岩石I型裂纹尖端位置和应力强度因子的试验方法。采用数字散斑相关方法观测三点弯曲加载条件下,含Ⅰ型预制裂纹的花岗岩半圆盘试件裂尖区域的位移场,采用牛顿-辛普森方法求解含未知参量的非线性位移场方程组,计算裂尖位置和应力强度因子。研究结果表明,采用该方法可以准确测定岩石I型应力强度因子、裂尖位置及裂纹扩展长度,揭示岩石断裂及裂纹扩展的演化特征。该方法解决以往研究中因不能准确测定裂纹尖端位置,而无法计算岩石断裂参数的难题。

钛合金Ⅰ型裂纹应力强度因子测试的实验研究

采用疲劳裂纹预制机对含Ⅰ型缺口的TC4合金试件预制裂纹,通过数字图像相关方法观测试件在三点弯曲加载条件下裂纹的扩展过程及裂尖区域的位移场,将位移场数据带入裂尖位移场方程,计算裂尖位置和应力强度因子。结果表明,采用该方法可以准确测定钛合金的Ⅰ型裂纹应力强度因子、裂尖位置及裂纹扩展长度。该方法解决了以往研究中因不能准确测定裂纹尖端位置,而无法准确测定钛合金Ⅰ型裂纹应力强度因子的难题。

无限大板中矩形裂纹I型应力强度因子的计算——有限部积分边界元法

建立以裂纹表面位移为未知函数的超奇异积分方程,利用有限部积分原理和边界元法来求解该方程.运用该方法计算出矩形裂纹的I型应力强度因子.

应力强度因子的有限元算法研究

基于位移外推法和相互作用积分法,以含穿透裂纹的有限宽板受单向拉伸载荷为力学模型,建立了相应的计算裂纹尖端应力强度因子(SIFS)的有限元模型,研究了两种方法在求解断裂参量时的差异性,并对比分析了裂纹长度对裂纹尖端应力强度因子的影响。结果表明,裂纹长度的改变对应力强度因子有较大的影响,其中裂纹长度对应力强度因子KⅠ具有较大的推动作用。同时也发现,相互作用积分法与位移外推法的求解结果,在Ⅰ型应力强度因子时具有很好的一致性,二者可以相互验证。

基于数字散斑相关方法测定Ⅰ型裂纹应力强度因子

提出了一种通过数字散斑相关方法测定金属材料Ⅰ型裂纹尖端位置和应力强度因子的实验方法。实验采用疲劳试验机对含Ⅰ型缺口的Cr12MoV钢试件预制裂纹,通过数字散斑相关方法测试试件在三点弯曲加载条件下裂纹的扩展过程及裂尖区域的位移场。将位移场数据代入裂尖位移场方程组,采用牛顿-拉普森方法求解含未知参量的裂尖非线性位移场方程组,计算裂尖位置和应力强度因子。实验结果表明,采用该方法可以准确地测定金属材料Ⅰ型裂纹应力强度因子、裂尖位置及裂纹扩展长度,解决了以往研究中因不能准确测定裂纹尖端位置,而无法准确计算Ⅰ型裂纹裂尖断裂参数的难题,揭示了金属材料裂纹扩展过程中应力强度因子演化特征。

铸铁缺口梁断裂过程电测试和结构承载力计算

为探寻带缺口金属件的断裂规律与承载能力,对8种不同切口尺寸的铸铁梁进行了三点弯曲加载实验,并对其中2个铸铁梁进行应变规电测跟踪测试,得到了加载点位移、应变规处断裂损伤区黏聚裂纹张开位移、中性层位置、黏聚裂纹端点位置随载荷的变化曲线.结合粘聚裂纹应力强度因子的计算公式与断裂准则,得到该类材料结构承载力的理论计算数值,并与实验值进行对比,二者符合良好.

铸铁三点弯曲切口梁的抗断裂性能

铸铁类材料裂纹端部的断裂损伤过程区能简化为具有黏聚力的裂纹。为探寻带切口铸铁试件的最大承载力计算方法,用实验机对8种不同切口尺寸的铸铁三点弯曲梁进行加载实验,得到载荷随加载点位移变化曲线;计算各个试件断裂过程消耗功以及相应单位断裂面消耗比能。分别通过实验测得载荷和预制裂纹尺寸及等效裂纹长度,计算应力强度因子和能量释放率。根据黏聚裂纹应力强度因子计算式与双K断裂准则,得到该类材料结构承载力的理论计算数值;并与实验结果进行对比,两者符合良好。

含切口的混凝土试件承载力计算

为探寻大尺寸混凝土结构的承载力计算方法,对6种不同切口尺寸的混凝土紧凑拉伸试件的实验数据进行应力强度因子计算和承载力分析,计算结果表明各组试件的应力强度因子存在尺寸效应.通过应力强度因子的计算公式,结合双K断裂准则与粘聚裂纹阻力分析,对该材料结构的承载力进行理论计算,并与实验峰值平均值作对比,结果发现相对误差不大,说明所用的计算承载力方法是可行的.

HTPB推进剂低温裂纹扩展特性试验研究

使用中间穿透型平板裂纹试件开展不同温度下Ⅰ-型裂纹扩展试验,研究了温度对HTPB推进剂裂纹扩展特性的影响。使用改进割线法计算了不同温度下推进剂的裂纹扩展速率,得到了其裂纹扩展阻力曲线,并对裂纹扩展速率与Ⅰ-型应力强度因子进行了回归分析。研究结果表明,在低温下推进剂的裂纹扩展速率比常温时要大,温度越低,裂纹开始扩展的时间越短。不同温度下推进剂的裂纹扩展速率与Ⅰ-型应力强度因子都满足幂函数关系。

低碳钢线割裂缝三点弯曲梁的阻裂电测过程分析

为探寻低碳钢三点弯曲试样断裂过程与承载能力,分别对不同尺寸的带裂缝试件进行加载试验,并对其中的典型试件进行应变片电测跟踪测试,得到了一系列关系曲线,其中有载荷与加载点位移关系曲线,中性层位置随载荷变化曲线,塑性段卸载再加载关系曲线等;且计算了各试件失稳时的应力强度因子.同时测量了该试样的塑性变形,并结合黏聚裂纹应力强度因子计算式与断裂准则,得到计算此材料结构承载力的理论值,并与试验值进行对比,两者比较符合.

滑塌式危岩破坏断裂力学分析

危岩是一种全球性高频率的地质灾害,其中滑塌式危岩破坏是危岩主要的破坏类型之一。该文针对滑塌式岩石破坏类型,通过考虑自重、裂隙水压力和地震力3种组合荷载构建滑塌式危岩力学模型,采用断裂力学的方法推导其Ⅰ-Ⅱ型复合应力强度因子。根据最大周向应力理论,使用三角形万能公式计算变形得出其理论断裂角。