具有中心穿透裂纹缺陷的矩形板极限拉伸强度分析

本文利用弹塑性有限元分析结果对现有的裂纹板的拉伸极限强度简化公式进行了修正,得到了与实验结果比较吻合的修正公式,并且以受单向拉伸、具有中心穿透裂纹的正方形板为例,借助弹塑性断裂力学的理论推导了断裂控制基础上该材料的极限拉伸强度计算公式,从而从理论上解释了修正公式的合理性。

中心穿透裂纹板在复杂载荷作用下的剩余极限强度分析

为了深入研究复杂载荷作用下的含中心穿透裂纹板的剩余极限强度,利用弹塑性有限元分析方法对现有的具有中心穿透裂纹板进行了双向拉伸载荷下的极限拉伸强度分析,得到了与实验结果比较吻合的结果;系列有限元计算结果表明,结构剩余极限强度随有效裂纹长度的增大而线性降低,并推导了具有较高精度的极限拉伸强度计算公式;最后对轴向压缩载荷作用下的具有初始挠度的中心穿透裂纹板进行了剩余极限强度分析,分析了裂纹参数和结构初始缺陷对其相对剩余极限强度的影响。计算结果表明,此时结构的剩余极限强度主要取决于结构中存在的初始缺陷的大小。

弯曲载荷作用下工字形截面梁腹板中心穿透裂纹的应力强度因子

工字形梁是工程中最常见的结构之一。其中的任何裂纹都将成为结构断裂失效的隐患。带有裂纹的工字形梁是典型的三维有限边界问题,用经典方法求解其裂纹的应力强度因子通常是相当困难的。本文利用裂纹非自发扩展的能量释放率建立了一个求解弯曲载荷作用下工字形截面梁中心裂纹的应力强度因子的一个新的方法。给出了工字形截面梁裂纹非自发扩展能量释放率G*-积分与应力强度因子的关系,同时也给出了G*-积分与载荷、几何参量以及机械性能参数的关系,进而得到工字形截面梁腹板中心裂纹的应力强度因子。

具有中心穿透直裂纹的圆柱体弯曲应力强度因子

文中讨论了具有中心穿透直裂纹的圆柱体的非对称弯曲问题,给出了裂纹尖端应力强度因子的解析算式,其特点是形式简单、计算方便,具有较好的计算精度,利于实用。

2219-T87铝合金的中心表面裂纹拉伸试样的断裂强度(英文)

将2219-T87铝合金板材进行低温拉伸试验,用改进的固有缺陷模型分析铝合金基材和焊接接头金属表面裂纹试样的断裂强度数据,通过构成的失效评估图来确定材料的断裂参数。通过考虑材料的极限拉伸强度、铝基材及焊接接头金属的断裂强度数据,对具有不同厚度的中心表面裂纹拉伸试样进行断裂分析。由拉伸断裂板材所得到的失效评估图能够应用到由相同材料构成的任何开裂组件的失效压力估计。

裂纹尖端塑性区三维有限元分析

裂纹尖端塑性区的大小与其三维约束状态有关,而三维约束状态不仅与板厚还与外载荷、材料性质有关。因此不论是薄板还是厚板,用平面应力或者平面应变来模拟其状态都有局限性。现阶段对于三维约束状态下的裂纹还没有一个公认的可以准确计算塑性区大小的公式。文章用有限元对小范围屈服下,含I型中心穿透裂纹板裂纹尖端的三维塑性区进行了研究,分析了硬化指数、屈服强度以及泊松比对塑性区大小的影响。计算从平面应力逐渐过渡到平面应变,结果与现有理论的预测结果进行比较,进而给出了一个计算裂纹尖端塑性区大小的计算公式。

拉伸过载对裂纹张开应力影响的量化分析

为快速地估算拉伸过载作用下裂纹张开应力,本文提出基于裂纹最大张口位移变化量来计算裂纹张开应力方法。针对单次过载、多次连续过载,考虑了过载比、应力比、材料特性的影响,通过弹塑性有限元分析建立中心穿透裂纹张开应力与最大张口位移变化量的函数关系,该函数关系适用于不同形式的连续拉伸过载的硬化金属材料;对于间断过载,量化分析了过载距离对裂纹扩展的影响,发现当过载距离等于0.233倍,高载塑性区时迟滞效应最强,为获得最佳迟滞效果提供了有效的施加方案。

关于各向异性纤维复合材料板Ⅰ型,Ⅱ型裂纹尖端的应变能释放率

研究各向异性纤维复合材料板的断裂问题 ,首先分两种情况给出了I型 ,II型裂纹尖端的应力与位移公式 .其次将应力与位移代入应变能释放率的基本公式 ,推出了I型 。

关于各向异性纤维复合材料板Ⅲ型,混合型裂纹尖端的应变能释放率

研究各向异性纤维复合材料板的断裂问题.首先给出了Ⅰ、Ⅱ混合型,Ⅲ型裂纹尖端的应力与位移公式的极坐标形式.其次将应力与位移代入应变能释放率的基本公式,推出了Ⅰ、Ⅱ混合型,Ⅲ型以及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ混合型裂纹尖端应变能释放率的具体计算公式。

压应力对裂尖塑性区影响的量化研究

为了量化压应力对裂尖反向塑性区尺寸的影响,填补压应力作用下裂尖塑性区尺寸估算的空白,基于理想弹塑性材料采用有限元数值计算方法,研究了含有中心穿透裂纹有限平板在拉压循环载荷作用下裂尖塑性区尺寸的变化规律,并分析了裂纹长度、应力比、时间历程等因素的影响;建立了压应力引起的裂尖最大反向塑性区尺寸的估算模型,提出了一种适用于R<0拉压循环载荷作用的基于裂纹最大张口位移确定最大反向塑性区尺寸的简便方法.

硬化材料裂尖塑性区尺寸简便计算方法研究

为了快速方便地估算裂纹尖端的塑性区尺寸,以承受双向均匀拉伸的含有中心穿透裂纹的有限平板模型为研究对象,提出了一种基于裂纹最大张口位移确定硬化材料裂尖塑性区尺寸的简便方法.该方法以理想弹塑性材料提出的裂纹最大张口位移与裂尖塑性区尺寸间的函数关系为基础,考虑了材料硬化特性的影响,提出了仅与应变硬化指数相关的修正系数表达式,建立了不同外加载荷作用下基于裂纹最大张口位移确定硬化材料裂尖塑性区尺寸的简便方法,并分析了不同裂纹长度和不同屈服极限条件下方法的适用性.研究结果表明:该方法能够消除裂纹长度、屈服极限和外加载荷等参数的影响,适用于任意材料的有限平板模型.

基于VMCOD确定裂尖反向塑性区尺寸的方法

为了及时掌握动态变化的裂尖塑性区尺寸,以承受交变拉伸载荷作用的含有中心穿透裂纹的有限平板模型为研究对象,提出了一种基于裂纹最大张口位移变化量确定动态变化的裂尖反向塑性区尺寸的简便方法.以理想弹塑性材料的无限大板为基础,通过理论分析和有限元数值计算,建立了裂尖反向塑性区尺寸与裂纹最大张口位移变化量之间的函数关系,并研究了模型尺寸、裂纹长度、弹性模量、屈服极限和应力比等因素对函数关系的影响.研究结果表明:提出的方法能够消除这些因素的影响,适用于应力比大于等于0交变载荷作用的任意材料的有限平板模型.