长输油气管道裂纹初始扩展特性

为了研究油气管道中裂纹扩展初始阶段曲折角度的影响因素,利用倾斜角度β=30°、45°、60°,应力比R=-1的退火预裂纹,考察了混合型应力下裂纹初始扩展过程中的扩展路线。在裂纹扩展实验前,首先在静载荷作用下测量了沿着预裂纹的位移分布。与另2种倾斜角度的预裂纹不同,当倾斜角度较小即β=30°时开口和滑移方向位移量的测量结果都小于理论值。根据最大切线应力准则对疲劳裂纹的曲折角度进行了预测,其结果是,对于β=45°、60°的预裂纹,根据位移量的理论计算值就可以准确地预测疲劳裂纹的曲折角度;对β=30°的预裂纹,由于倾斜角度较小导致裂纹表面接触,对疲劳裂纹的曲折角度产生影响。但此时根据实验测得的沿着裂纹的位移量,仍然可以用最大切线应力准则对裂纹的扩展路线作出准确的预测。

输油管道表面裂纹初始扩展的研究

针对输油管道中检测出的表面裂纹提出了在测量沿着裂纹表面的开口方向位移分布的基础上,通过计算裂纹周围的应力分布,评价裂纹端部应力强度因子Kest的方法.通过有限元解析对不同深长比(c/a)的表面裂纹,对在各种载荷作用下的应力强度因子KFEM进行了评价.并与传统的Newman-Raju公式对同样裂纹计算的相应应力强度因子K进行了比较.其结果是KFEM与K的结果基本相同.说明了本评价方法的可靠性.通过实验研究了表面裂纹初始疲劳扩展过程中裂纹端部应力强度因子Kest,结果表明对实际输油管道中存在的表面裂纹,即使载荷、裂纹深度未知及裂纹周围有残余压缩应力存在的情况下,本文提出的应力强度因子的评价方法仍然有效.

扩展初始角对镍基合金焊接过渡区裂纹应力腐蚀行为的影响

焊接接头过渡区的复杂成分分布和材料性能梯度都会改变裂尖的力学状态,进而影响接头的应力腐蚀开裂行为。为了对镍基合金焊接过渡区的应力腐蚀裂纹扩展行为进行准确预测,利用ABAQUS软件对不同扩展初始角裂纹尖端的应力应变及扩展驱动力进行了分析,研究结果表明:裂纹扩展到达熔合线边界后会停止扩展;若扩展驱动力足够大,裂纹会发生偏折,转为沿熔合线边界在镍基合金焊缝内扩展;有限元分析的结果与实验结果一致。

中心斜裂纹矩形薄板的极限断裂强度分析(英文)

对具有中心穿透斜裂纹在弹性断裂和完全塑性断裂两种破坏模式下的断裂强度进行了分析。在弹性破坏模式下,利用应变能密度因子准则对不同的裂纹倾斜角和不同的矩形板长宽比对斜裂纹的初始扩展角度的影响进行了数值计算和讨论。对于延性材料的完全塑性断裂模式,利用弹塑性有限元对不同裂纹倾斜角下的矩形板的极限拉伸强度进行了分析,并对中心穿透裂纹拉伸强度简化计算公式进行了考虑裂纹倾斜角度的修正。

聚碳酸酯的复合断裂力学行为的实验研究

为了研究聚碳酸酯材料的复合断裂力学行为,利用半圆形PCBA试件开展了多组复合断裂三点弯曲试验,获得了不同复合程度的破坏荷载、裂纹初始扩展方向以及从纯Ⅰ型到纯Ⅱ型的全范围复合断裂韧度。实验发现:被广泛用于复合断裂预测的最大周向应力理论(MTS)无法正确预测PCBA的复合断裂;从纯Ⅰ型到纯Ⅱ型其破坏荷载基本相等,即破坏荷载与裂纹的复合程度关系不大。

浅谈水下自流平混凝土

水下混凝土施工,由于不能振捣,施工时依靠混凝土自密实,在计划时限内,达到设计强度。控制混凝土初始流动性、扩展度经时损失、混凝土凝结时间、抽水时混凝土达到的强度、混凝土的连续浇筑、水下无缝监控等是混凝土配制、施工过程中需要控制的几个关键环节。

OLSM沥青路面反射裂缝扩展路径的数值模拟

根据路面断裂力学基本理论与二维有限元方法,对开级配大粒径沥青碎石混合料(Open-graded Large Stone as-phalt Mixes,简称OLSM)缓解层沥青路面的反射裂缝扩展路径进行了数值模拟。研究表明:在轮载与温度耦合作用下,反射裂缝并非直线向上扩展,而是呈"之"字形向上延伸;尤其是在OLSM缓解层中,当裂缝扩展遇到孔隙时,其扩展路径被孔隙所阻隔而愈呈"之"字形;裂缝扩展路径愈曲折,裂缝自下而上扩展至沥青面层顶部的时间越长,从而延长了路面使用寿命。

基于修正最大切向应力准则的含中心直裂纹混凝土圆盘断裂行为研究

采用一种含中心直裂纹的混凝土圆盘试件,对其进行准静态径向压缩测试,通过改变中心裂纹倾角和混凝土的配比,得到了不同情况下混凝土试件的裂纹初始扩展角和断裂阻力.基于Ayatollahi等人修正的最大切向应力准则(MMTS),通过联立理论公式求解得到不同配比、不同裂纹形式(II型和I-II混合型)混凝土试件的裂纹初始扩展角和断裂阻力的预测值,并将其与实验值进行了比较分析.其中MMTS准则是同时考虑了裂纹尖端应力场中奇异项和非奇异项(即Williams级数展开项中的T应力、A3和B3阶项,并忽略了更高阶项)的最大切向应力准则,使用超确定有限元法(FEOD)对Williams级数展开项的无量纲参数进行计算,并采用考虑了A3阶项的Schmidt模型计算断裂过程区的大小.研究结果表明,与传统MTS准则、GMTS准则相比,MMTS准则能够更好地预测混凝土试件裂纹初始扩展角和断裂阻力,特别是针对II型载荷占主导地位时的情况.