缺口部件极端不规则裂纹前沿生长规律研究

真实的、极端不规则裂纹前沿生长路径预测直接影响结构剩余疲劳寿命评估的准确度。以与工程结构在几何上局部最为相似的缺口部件为裂纹受体,构建了一种不规则裂纹前沿应力强度因子(Stress Intensity Factor,SIF)分布规律研究方法。首先,利用高分辨率样条曲线表征不规则裂纹前沿上由于凸区、凹区以及小曲率半径引起的局部曲率变化;然后,基于自适应网格划分技术结合子模型法迭代模拟不规则裂纹前沿生长迹线,得到不规则裂纹扩展规律;最后,通过算例验证Franc3D计算裂纹扩展驱动力的可靠性,将预测得到的裂纹几何与试验测得的裂纹位置、尺寸等信息进行比较。结果表明,预测得到的裂纹前沿迹线与真实轨迹基本重合,沿任意路径SIF数值几乎相等,且裂纹扩展寿命预测值与试验寿命极其接近,误差只有2.4%。

应用MATLAB图像工具箱的不规则裂纹检测

提出了一种表面不规则裂纹特征的检测方法,通过获取CCD相机拍照得到裂纹图像,使用MATLAB图像处理工具箱对图像进行灰度化、二值化处理。对二值图像可以进行细化处理以求得裂纹长度,提取灰度等值线可以获得裂纹边界,在提出的修正算法下可以得到裂纹真实宽度的近似值,相比于其他已知方法提高了计算结果的精度,并且实现了自动处理,降低了数据处理过程中的人工劳动强度,提高了数据处理效率。

类岩石材料内置不规则裂纹形状因子分析

脆性岩体中内置裂纹的萌生、扩展和贯通将导致岩体失稳破裂。为研究脆性岩体中内置裂纹的断裂特性,首先,利用室内相似材料模拟试验,验证了1/4节点奇异单元建立的含圆形水平内置裂纹的圆柱体有限元数值模型的正确性与可靠性。其次,为了分析裂纹尖端弯曲程度和裂纹相对试件尺寸对内置裂纹断裂特性的影响作用,定义了相对曲率半径比t和相对尺寸比n,用于描述不规则水平内置裂纹的几何形态。然后,利用圆型和椭圆型内置裂纹数值模型,分别研究了t值与n值对裂纹形状因子的影响规律。在此基础上,综合考虑二者的影响作用,得出了一种适用于计算任意凸曲线型水平内置裂纹形状因子的简易表达式。同时,对该表达式可靠性进行了验证,结果表明,对于圆型、椭圆型、不规则型裂纹,该式计算结果与数值计算结果的误差均小于2%。同时得出,在与极轴夹角约为60°和300°处,文中所述不规则裂纹尖端的应力强度因子值最大,裂纹将率先由此处扩展。研究结果可以为工程或实验中估算内置裂纹岩体的应力强度因子提供参考。

不规则裂纹角度对渗透深度的影响

从渗透检测原理和规则裂纹渗透深度公式入手.推导出不规则裂纹渗透深度的公式.

基于ACFM的奥氏体不锈钢不规则裂纹可视化重构方法研究

奥氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性、高韧性和塑性,在石化特种装备和海洋结构中有着广泛应用。奥氏体不锈钢通常在高温、高压、强腐蚀介质中服役,结构表面可产生各种类型不规则裂纹缺陷,威胁结构安全服役。由于不导磁、弱导电、晶粒粗大的特性,传统无损检测对奥氏体不锈钢表面不规则裂纹检测和评估存在诸多挑战。提出基于交流电磁场检测(Alternating current field measurement,ACFM)技术的奥氏体不锈钢不规则裂纹可视化重构方法,建立奥氏体不锈钢不规则裂纹ACFM有限元仿真模型,分析不规则裂纹周围电磁场畸变规律,提出垂直方向磁场(垂直于试块方向磁场,称为Bz)图像梯度场的不规则裂纹表面轮廓可视化重构方法,利用不规则裂纹检测试验验证可视化重构方法的效果。结果表明,ACFM探头感应电流可在奥氏体不锈钢不规则裂纹端点聚集,聚集电流引起垂直方向磁场Bz畸变,Bz图像梯度场可反映电流聚集位置,Bz图像梯度场可视化重构方法能够实现奥氏体不锈钢不规则裂纹表面轮廓可视化成像显示及精确评估。

大吨位预制箱梁早期裂纹整改措施

以某高速铁路项目建设需求为基础,深入分析预制箱梁早期裂纹出现的根本原因,对混凝土工艺和钢筋保护层厚度控制以及混凝土养护工艺等多个方面进行优化和改进,在形成有效的改进措施的同时,避免大吨位预制箱梁早期裂纹的出现。

FRACTAL KINEMATICS OF CRACK PROPAGATION IN GEOMATERIALS

Experimental results indicate that propagation paths of cracks in geomaterials are often irregular. producing rough fracture surfaces which are fractal. A formula is derived for the fractal kinematics of crack propagation in geomaterials. The formula correlates the dynamic and static fracture toughnesses with crack velocity, crack length and a microstructural parameter, and allows the fractal dimension to be obtained. From the equations for estimating crack velocity and fractal dimension it can be shown that the measured crack ve1ocity, Vo, should be much smaller than the fractal crack velocity, V. It can also be shown that the fractal dimension of the crack propagation path can be calculated directly from Vo and from the fracture toughness.