用切口尖端应力方法分析V形切口的应力强度因子

为了基于传统有限元法分析圆轴中的V形切口尖端的奇异性应力场的高精度数值解,建立一种切口尖端应力方法,用于计算V形切口的应力强度因子。该方法不需要在V形切口尖端采用反映应力奇异性的奇异单元。求解时,首先给定参考问题的广义应力强度因子,然后利用待求问题的应力值与参考问题的应力值之间的比值来求解待求问题的广义应力强度因子。算例采用切口尖端应力方法分析圆轴中的V形切口问题。计算结果表明,该方法计算精度较高,能方便地用于求解相关的工程问题。

PA6单边缺口拉伸性能的研究

对尼龙6（PA6）进行不同缺口深度和不同缺口曲率半径的单边缺口拉伸试验，同时采用SEM观察断口形貌。结果表明，随着缺1：5曲率半径的增加，PA6缺口尖端应力呈逐渐降低，而断裂伸长率呈逐渐上升趋势。缺口曲率半径在0．1～0．5mm范围内时，拉伸断裂功基本消耗在裂纹萌生阶段，PA6裂纹扩展区表现为脆性断裂方式。当缺口曲率半径大于0．5mm后，拉伸断裂功主要消耗在裂纹扩展阶段，PA6裂纹扩展区表现为韧性断裂方式。随着缺口深度的增加，缺口附近应力集中程度增大，PA6塑性变形能力下降，缺口尖端应力呈逐渐增大，而断裂伸长率呈逐渐下降趋势，PA6的破坏方式由韧性断裂逐渐转变为脆性断裂。

V形切口尖端裂纹起裂方向的主应力判别准则及其验证

围绕V形切口尖端裂纹起裂方向,分析了V形切口尖端裂纹应力场、位移场、应力强度因子,提出了裂纹起裂方向的主应力判别准则。首先,详细给出了V形切口尖端应力应变场的求解方法,通过裂纹尖端场本征值的三次线性拟合及误差分析,确定了V形切口尖端裂纹位移场;然后,建立了V形切口尖端的数值分析模型,运用数值计算方法确定了应力强度因子和切口强度因子,提出了V形切口尖端裂纹起裂方向的主应力判断准则,给出了外推法求解分析过程;最后,以LY8为试验材料,在张角2β=60°的V形切口情况下,对提出的V形切口尖端裂纹起裂方向计算方法与判别准则进行了试验验证。

弯曲载荷下船体十字形焊接接头的应力场分析

针对船体焊接接头处因结构不连续造成局部应力集中,拐角处形成应力奇异效应,结构易发生破坏的问题,以船体十字形接头为研究对象,引入奇异强度系数as的概念,将拐角应力简化成I型应力(张开型)和II型应力(滑移型)之和,提出评估十字形接头拐角处应力场的简便算法,并将预估结果同传统的NSIF公式以及有限元结果进行对比,结果表明,所提出的十字型接头拐角应力场预估公式更简便有效。

蠕变损伤材料中缺口尖端稳定扩展的应力场

研究了在拉伸载荷和反平面载荷作用下蠕变损伤材料缺口尖端稳定扩展的应力场.假设材料的应力及位移势函数,得到了缺口尖端场的各参数分量,进而在小范围蠕变条件下,建立了缺口尖端稳定扩展的蠕变损伤控制方程,并考虑缺口尖端蠕变钝化作用和问题的边界条件,对控制方程进行了数值分析,得到了缺口尖端的应力场,并讨论了缺口尖端应力场随各影响参数的变化规律.结果表明,缺口尖端的应力具有r1/(1-n)的奇异性,应力率具有rn/(1-n)的奇异性,n是蠕变指数.

基于缺口分析原理的裂纹扩展速率新模型

针对金属结构疲劳裂纹扩展速率的模型进行了相关研究,提出了一种新的裂纹扩展速率模型。该模型在进行裂纹扩展速率分析时,仅需要考虑名义应力及临界断裂应力,相较于传统的应力强度因子分析方法,该方法更加简单有效。通过应用已有材料Al2024-T351及Al7075-T6的试验数据对该方法进行了曲线拟合,并与现有方法所得到的裂纹扩展曲线进行了对比。结果表明新方法与传统方法获得的裂纹扩展曲线走势大致相同,并且对裂纹发生扩展行为的低速率及高速率区域能够提供更好的描述,证明了新模型具有较强的实用性。