考虑修正平均等效应力强度因子的焊点缺陷疲劳寿命研究

提出了一种基于超声回波的焊点缺陷疲劳寿命预测评价方法。该方法采用模糊数学理论,基于超声回波特征获得损伤系数,然后综合考虑法向应力、剪切应力和初始缺陷的影响,将焊点缺陷在裂纹扩展路径上的修正平均等效应力强度因子作为疲劳评价的参量。通过对DP600GI材料的合格焊点、焊核过小焊点和烧穿焊点的接头进行疲劳试验,比较不同缺陷对焊接疲劳寿命的影响,得到一条修正平均等效应力强度因子与疲劳寿命的拟合曲线作为含初始缺陷的焊点疲劳寿命预测曲线,研究结果表明,该曲线能有效预测含初始缺陷的点焊接头的疲劳寿命。该方法有助于合理设计电阻点焊的缺陷容限。

基于应力梯度的Ⅰ型中心裂纹应力强度因子修正方法分析

基于无限大板Ⅰ型中心裂纹尖端附近非均匀应力分布规律,提出一种考虑应力梯度影响的应力强度因子计算方法。首先,利用校正的Westergaard应力函数求解单向拉伸Ⅰ型裂纹尖端附近应力场,分析其对裂纹扩展的作用,采用应力与距离分离形式,更加凸显因距离r值的大小而引起应力发生变化的本质原因;其次,提出应力系数函数用以表征应力场的变化,考虑当相对应力系数梯度函数值变化1%时,应力梯度变化对裂纹的扩展无影响,并定义为特征距离r eff,以此范围内平均应力去修正应力强度因子K;最后,以20Cr钢为研究对象验证本文方法的正确性和可行性,结果表明:本文计算方法得到的应力强度因子为经典断裂学方法的1.22倍,主要原因是考虑了应力梯度的影响,裂纹尖端附近实际承受的应力增大,应力强度因子增大。

一种基于平均应力强度因子的焊点疲劳寿命预测方法

传统的焊点疲劳仿真分析方法主要有基于力的LBF方法和基于应力的LMS方法,针对这两种方法所存在的预测精度不高、建模和计算效率偏低等问题,提出一种新的焊点疲劳寿命预测方法,该方法从断裂力学的角度考虑焊点的疲劳失效,采用一种模块化焊点模型,通过有限元提取焊点周围各节点的节点力和力矩,进而推算出焊点裂纹在板厚扩展路径上的平均应力强度因子作为疲劳寿命的评价参量。通过对HSLA340GI和DP600GI两种高强钢材料、4种不同厚度的电阻点焊接头进行剪切疲劳试验,将该平均应力强度因子与试验所得的焊点疲劳寿命数据进行双对数回归分析,得到一条平均应力强度因子与疲劳寿命的拟合曲线作为焊点的疲劳寿命预测曲线,并与传统的LBF和LMS方法进行预测精度的对比分析,结果表明本文的焊点疲劳寿命预测方法的预测精度高于传统的LBF和LMS方法。

焊接接头疲劳评定的等效应力强度因子法

等效应力强度因子 (equivalentstressintensityfactor,简称E SIF)法是近年来提出的一种新的疲劳评定方法 ,文中采用 16Mn钢的非承载角焊缝十字接头的疲劳试验结果对E SIF法的有效性进行研究 ,并分析讨论影响这种方法的有关因素。结果表明 ,采用等效应力强度因子法能对 16Mn钢非承载角焊缝十字接头的疲劳性能作出合理的评定 ,并能预测焊接接头的疲劳断裂位置 ,且该方法适合于焊态接头和较小焊趾半径的疲劳评定。等效应力强度因子法对应力集中区单元尺寸有一定的依赖性 ,对实际焊接接头的焊趾半径变化范围 (在 0 .15mm～ 0 .8mm内 ) ,选择焊趾半径与最小单元尺寸的比值 ρ/emin>1.7时 ,可以获得合理有效的等效应力强度因子ΔKⅠ 值计算结果 ;当焊接接头的焊趾半径较小 ( 0 .15mm～ 0 .40mm)时 。

薄壁管道穿透裂纹应力强度因子修正系数分析

利用有限元法,计算薄壁管道穿透裂纹的裂尖应力强度因子及其修正系数;采用非线性回归分析方法,利用Matlab对数据进行拟合计算,得到不同情况下裂纹尖端应力强度因子修正系数与裂纹长度、管道半径、壁厚、裂纹方向与管道轴线方向的夹角之间的关系表达式.利用应力强度因子修正系数可评定管道的安全性,为大管径压力管道的完整性评价提供依据.

等效内力法推求二维缝端应力强度因子

1 引言求解应力强度因子主要有边界配置法和有限元法。边界配置法不能适应复杂的边界条件,通常只用来处理一些简单问题。有限元法无此缺点,因而应用较广。其所用单元可分为两类,一种是用常规单元,另一种是考虑裂缝尖端的奇异性,在缝端构造奇应变单元,与常规单元耦台求解。两类方法的共同点都是用位移来推求应力强度因子。

钢板点焊翘曲缺陷对平均应力强度因子的影响

车身焊接易造成翘曲缺陷,显著影响其疲劳寿命。针对翘曲缺陷对平均应力强度因子的影响,基于力学理论和有限元法,将焊点模型模块化,对比分析仿真得出的合格焊点平均应力强度因子ΔK_(qua)与翘曲缺陷焊点平均应力强度因子ΔK_(def)。通过寻找影响因素及影响规律,提出翘曲因子C的概念并通过仿真验证其适用性。仿真分析与理论推导得出的平均应力强度因子间的平均误差小于6%。试验结果表明,经翘曲因子修正的翘曲缺陷焊点ΔK_(def)的平均准确率为84.6%。

碾压混凝土诱导缝等效强度和应力强度因子研究现状

碾压混凝土筑坝技术在我国已经得到了极为广泛的应用,对诱导缝的等效强度理论研究、诱导缝数值分析发展、应力强度因子等几个方面研究现状作了简要地介绍,并对其中的一些内容的发展方向作了进一步的展望。

用三维光弹法确定轴表面横向半椭圆裂纹应力强度因子及其修正系数

用三维光弹法测定了轴表面横向半椭圆裂纹的应力强度因子，并分析计算了应力强度因子修正系数。结果表明，应力强度因子的分布型式对加载条件和裂纹几何不敏感；修正系数对裂纹深度呈现对称分布趋势，仅取决于裂纹几何参数。

轴表面横向半椭圆裂纹应力强度因子修正系数的实验分析

通过三维光弹实验测定了轴表面横向半椭圆裂纹的应力强度因子（ＳＩＦ），并计算了与光弹轴裂纹几何及当地应力相对应的无限大体的ＳＩＦ，从而求得ＳＩＦ修正系数。结果表明，修正系数值相对于裂纹深度呈对称分布趋势，因而仅与裂纹几何因素有关。据此特性，可用所得修正系数估算工程轴件表面横向半椭圆裂纹的ＳＩＦ。

一种多裂纹应力强度因子计算的新方法

提出一种多裂纹应力强度因子计算的新方法———复合法 (亦称修正系数相乘法 ) ,该方法的目的是为了建立一种多裂纹结构复杂应力强度因子的简单计算方法。该方法是根据不同结构承受相同载荷 ,其应力强度因子用相乘原理 ,且多裂纹结构可以分解为若干简单情况。实际上 ,这种方法是多裂纹应力强度因子的修正系数由各简单情况的修正系数相乘得到。文中给出三个计算例题 ,用组合法和复合法进行计算比较。计算结果表明 ,复合法计算更简单、方便和直接 。

300M钢应力强度因子厚度效应的有限元分析

基于Ansys软件建立了300M钢不同厚度M(T)试样的三维应力强度因子计算模型,比较了不同厚度下应力强度因子的数值解。将不同厚度下应力强度因子的数值解与解析解通过Paris公式拟合得到相应的a-N曲线并与实验数据进行对比,结果表明:应力强度因子有限元数值解具有厚度效应,对于不同厚度下的解析解有一定的修正作用。

浅析焊点缺陷产生因素及修正应力强度因子的改善

焊接质量直接关系到工程安全,因此必须要将焊接质量作为工程施工中的质量控制重点。本文对焊接作业中焊点缺陷的产生因素进行分析,考虑到焊点的Yamada-Hirt-Albert模型中,采用SIF公式无法对焊点在均匀受拉状态下的SIF值进行合理计算,因此本文对该模型进行了相应的改进,以此改善其修正应力强度因子,提高焊点质量。

基于最大张口位移计算多条共线裂纹应力强度因子的方法研究

提出一种多裂纹应力强度因子计算的新方法。该方法是利用裂纹的最大张口位移量来确定多裂纹尖端的应力强度因子。首先基于单条穿透裂纹的张口位移与应力强度因子的解析解,推导出二者之间的对应解析关系,然后通过考虑双条共线穿透裂纹的板宽效应、裂纹间距比和裂纹长度比的影响,拟合出各种修正系数的变化曲线,进而确定双裂纹情况下裂纹尖端应力强度因子与裂纹最大张口位移之间的函数关系,最后利用复合法的思想,确定多裂纹与双裂纹修正系数之间的对应关系,进一步确定多裂纹的应力强度因子的计算方法。

一种新的确定应力强度因子的数值方法

应力强度因子是一个非常重要的参数,可以用来估算裂纹和切口的断裂.这篇论文提供了一种基于包含应力集中区域一定体积上的平均应变能密度,来确定应力强度因子的数值方法.对于I型或是II型裂纹的单一加载方式,应力强度因子都可以直接从一定体积上的平均应变能密度的表达式求得其解,但是对于I-II复合型裂纹,情况相对复杂.因此,作者们提出了利用围绕切口尖端一定体积上几组不同关于裂纹切口平分线对称区域上的平均应变能密度,来拟合复合加载下I型和II型应力强度因子的数值方法.为了验证,计算了I-II复合型裂纹的半圆形三点弯曲试样应力强度因子,并与文献中给出的应力强度因子进行了比较.结果表明,提出的数值方法可靠,为平均应变能密度准则的工程应用提供了一种新的思路.

平行双裂纹应力强度因子的计算方法

为了快速、方便地估算多裂纹尖端的应力强度因子,以承受均匀拉伸载荷的含平行双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量确定平行双裂纹尖端应力强度因子的新方法.该方法以单裂纹问题中最大张口位移与应力强度因子间的函数关系为基础,考虑了平行双裂纹的垂向、纵向裂纹间距比和裂纹长度比的影响,拟合出纵向间距比为0时不同裂纹长度比下与垂向间距比相关的修正系数表达式,并进一步分析了裂纹纵向间距比对双裂纹尖端应力强度因子的影响,最终建立了平行双裂纹应力强度因子的简便方法.

共线多孔边对称裂纹板的应力强度因子计算

阐明了复变应力函数方法及其近似迭加法的基本原理,并将其应用于无限板共线多裂纹应力强度因子的求解上,结合局部修正因子法得到共线多孔边对称裂纹板的应力强度因子,并利用此种方法计算了无限板共线双孔、三孔和四孔对称裂纹情况的数值算例。将计算结果与有限元结果比较可知,该计算结果精确、可靠,而且计算过程相对简单,易操作。因此,该解析方法能很好的解决无限板上对称分布与非对称分布的共线多孔对称裂纹问题,值得在工程断裂问题中得到推广。

T应力对Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹临界应力强度因子的影响

传统最大周向应力准则中的裂尖应力只考虑应力奇异项,通过引入应力非奇异项,对裂尖应力修正后得到了修正最大周向应力准则。与传统最大周向应力准则相比,该准则预测的开裂时的应力强度因子与实验值更加吻合。计算分析了半圆受弯(Semi-Circle Bend,SCB)试件在I-II不同组合模式下复合型裂纹开裂时的临界应力强度因子。算例结果表明,考虑应力后,临界应力强度因子的计算精度提高。

预制裂缝宽度对变尺寸圆盘试样应力强度因子的影响

为研究了预制裂缝宽度对不同尺寸圆盘试样无量纲应力强度因子的影响,采用ABAQUS有限元软件,对圆盘直径分别为40,80,100,120,200 mm,预制裂缝宽度0~2.0 mm内的直裂缝平台巴西圆盘试样进行数值分析,基于等效区域积分法标定了在裂缝长度与圆盘直径比为0.55条件下的无量纲应力强度因子。结果表明,在圆盘直径一定条件下,无量纲应力强度因子随着裂缝宽度增加而增加,最大相对误差为13.53%;随着圆盘直径增大,预制裂缝宽度带来的影响相对减弱,但最大相对误差仍然超过3%。给出了消除预制裂缝宽度影响的无量纲应力强度因子修正公式,为采用含有预制裂缝的圆盘试样准确确定岩石的断裂韧度提供理论支持。

水-岩化学作用下岩体裂纹应力强度因子的计算及分析

水化作用对裂隙岩体的影响主要来自于水压力和化学腐蚀伤两方面的作用.运用地球化学矿物-水反应的溶解动力学,考查水-岩反应化学溶液中不同时间段离子浓度的变化,从理论上探讨化学腐蚀下等效裂纹扩展的定量化分析方法,从而建立水-岩化学作用下等效裂纹扩展的计算公式并计算裂纹尖端应力强度因子.计算表明,水-岩化学作用的存在,对应力强度因子的影响明显,随着水-岩化学作用的不断发展,应力强度因子逐渐增大.