有限长界面裂纹对冲击载荷的响应

本文研究了受冲击载荷作用下界面裂纹的瞬态特性。通过引入裂纹尖端附近裂纹面无摩擦接触区,消除了界面裂纹问题中存在的振荡奇异性。由于产生了随时间变化的运动边界,应用积分变换及路径积分方法进行反演,在时间-空间域上给出了问题的控制积分方程。应用chebyshev多项式展开,将问题转化为非线性微分-积分方程组的求解。给出了剪切应力强度因子和裂纹面接触区尺寸的数值结果。所得结果表明,拉伸场中界面裂纹的扩展和剪切失效有密切关系。

裂纹面接触对中心裂纹圆盘应力强度因子影响分析

从理论和数值两个方面进行分析,发现受径向集中力和围压作用的中心裂纹圆盘(CCBD)试件裂纹面接触会对II型应力强度因子产生较大的影响。通过理论研究,分析CCBD受集中力和围压作用裂纹面接触时圆盘内部的应力场,采用断裂力学权函数理论,推导得出在集中力和围压共同作用下,考虑裂纹面闭合时应力强度因子的解析解。然后,使用ANSYS软件建立了相应的数值模型计算应力强度因子,并与理论解和相关文献进行对比验证,证明了理论公式的正确性。无论裂纹张合与否,所提出的解析公式都能计算出不同裂纹长度、加载角、围压和摩擦系数的应力强度因子。最后,利用公式分析摩擦系数对应力强度因子的影响,结果表明:随着摩擦系数的增大,I型裂纹的应力强度因子不变,II型裂纹的应力强度因子随之显著减小;当加载角较大时,裂纹面产生更为复杂的二次裂纹,故压剪断裂测试的推荐加载角范围为30°~50°。

河谷地形对面板坝防渗体系安全性的影响

通过对实际工程案例的分析,河谷地形对面板防渗体系的影响主要在两个方面,基坑开挖形状和坝肩岸坡地形。本文通过引入摩擦接触来模拟堆石体与坝肩之间的接触关系,分析了不同岸坡坡度下堆石体的变形特性和岸坡发生转折的地形条件下堆石体的滑移性状,解释了面板在岸坡转折处发生破坏的原因。

带复合型摩擦裂纹的圆盘动态断裂实验有限元分析

为验证考虑裂纹面接触和动态荷载时,中心裂纹巴西圆盘(CCBD)试件用于分离式Hopkinson压杆(SHPB)系统中测量脆性材料复合型动态断裂韧度的可行性,以及研究裂纹面接触对动态断裂韧度实验结果的影响.通过有限元法建立SHPB-CCBD三维有限元模型,计算了不同加载条件下CCBD试件的动态应力强度因子(DSIF).结果表明:在实验中,将考虑裂纹面接触的应力强度因子(SIF)准静态公式推广为动态公式,需要判定断裂时间是否达到应力平衡的时间条件;压剪复合型加载时,裂纹面接触导致裂纹面应力变化,会对Ⅱ型裂纹的DSIF产生显著影响,不考虑裂纹面接触的影响将会导致Ⅱ型DSIF的测试值偏大.