功能梯度材料动态断裂力学的径向积分边界元法

采用径向积分边界元法分析功能梯度材料动态断裂力学问题.该方法使用与弹性模量无关的弹性静力学开尔文基本解作为问题的基本解,在导出的边界-域积分方程中含有由材料的非均质性和惯性项引起的域积分,通过径向积分法将域积分转化为等效的边界积分,得到只含边界积分的纯边界积分方程;从而建立只需边界离散的无内部网格边界元算法.采用候博特方法求解关于时间二阶导数的系统离散的常微分方程组.最后通过数值算例验证本文方法的精度和有效性.

基于动态断裂力学的超声振动切削分析与仿真

为了解释超声振动切削所具有的切削力小等优点的产生原因,进行了超声振动切削的切削机理研究.文中采用动态断裂力学的方法,分析切削过程中由于引入振动所产生的冲击作用,引起了工件内部的动态应力强度因子的变化.利用理论分析与数值仿真相结合的方法,从力学的角度给出切削区产生断裂,从而形成切屑的机理.仿真结果说明了超声振动切削机理:由于振动加入所带来的动态效应使得切削区材料更易发生断裂,导致振动切削力下降.在上述分析基础上,给出了振动切削中正确选择振动参数的方法.

基于MLPG法的动态断裂力学问题

利用无网格局部Petrov-Galerkin(MLPG)方法分析了受瞬态载荷作用的动态断裂力学问题.采用移动最小二乘近似函数为试函数,并利用罚函数法施加本质边界条件.同时,利用纽马克法进行时间积分.最后求解了双缺口板尖端附近的应力场,以及Ⅰ型和Ⅱ型应力强度因子随时间的变化关系.算例表明:利用MLPG方法分析受瞬态常压力作用的动态断裂力学问题是可行的和有效的,且具有效率高和容易分析的特点.

边界积分方程法在动态断裂力学中的数值计算研究

本文将D.Nardini和C.A.Brebbia所提出的一种动态边界积分方程新解法应用于动态断裂力学数值计算。对数值实现问题,尤其对数值稳定性及精度问题进行了详细研究,得到了能保证数值稳定性的数值解法。给出了动态断裂力学计算实例,同已有的数值结果比较,表明本文的计算是成功的。

动态断裂力学的无网格流形方法

运用无网格流形方法求解动态断裂力学问题.该方法利用单位分解法和有限覆盖技术建立形函数,形函数的建立不受域内不连续的影响,可较好地求解裂纹问题.对于局部化问题,该方法的形函数构造较其他方法更为有效,避免了其他方法在建立试函数时没有考虑不连续尖端的缺点.由于采用有限覆盖技术建立试函数,该方法克服了不连续对试函数的影响,尤其当不连续变得复杂时,更能显示该方法在处理不连续方面的优点.在求解动态断裂力学问题时,弹性动力学积分弱形式的推导采用加权残数法,空间离散采用基于单位分解法的无网格流形方法,时间离散主要采用Newmark法.最后给出两个数值算例,将计算结果与解析解对比,说明该方法的正确性和可行性.

钻柱失效的动态断裂力学探讨

石油钻井过程中,钻杆加厚过渡带刺穿和钻具螺纹断裂是最常见的钻柱失效形式,影响了钻井安全和经济效益,一直是国内外冶金和石油钻井研究的重点。传统的断裂力学只能解释石油管柱静态断裂问题,而不能解释动载下钻柱失效问题。文章采用动态断裂韧性评价钻杆断裂性能,在对现有动态断裂韧性测试方法进行研究的基础上,提出用动态断裂力学理论研究钻柱失效问题的理论及其测试方法。通过实验研究了国内外钻杆厂家的材料的动态断裂韧性,得出了钻杆材料动态断裂韧性与钻杆失效的相关性。

有限变形弹性体动态J积分守恒及其对偶形式

提出了含裂纹弹性体在有限变形条件下裂纹尖端的动态Ｊ积分及其对偶形式，并利用有限变形弹性体的基本方程及弹性体势能与余能的对偶关系，给出了其路径守恒的证明。本文提出的崐积分形式在考虑小变形或静态时将退化为小变形或静态下的Ｊ积分及其对偶形式，从而建立了适应于各种弹性变形范围的统一的Ｊ积分及其对偶形式，拓宽了Ｊ积分的应用范围。

动态J积分及Rice J积分一致性比较与分析

首先回顾了动态J积分的发展进程,然后给出了两种常用动态J积分和Rice J积分的数学计算式,并对它们的一致性加以讨论,由此提出一种广义J积分的定义。然后通过算例,基于ANSYS软件,建立平面应变情形下纯I型中心裂纹模型,并利用编写的APDL程序计算了各个J积分,通过结果比较,进一步验证了在动态加载条件下,动态J积分比Rice J积分具有更好的路径守恒性,但仍可以看出它们的取值具有一定的一致性。最后,通过J积分间接法和裂尖位移外推法分别计算裂纹动态应力强度因子,所得结果吻合很好,验证了编写程序的正确性。

仪器化冲击试验方法在生产和科研中的应用

介绍了仪器化冲击试验方法的基本原理及其在生产和科研中的应用,重点阐述了仪器化冲击试验方法在动态断裂力学测试技术中的开发、冲击曲线参数分析、材料断裂机理研究等领域所取得的成果,并展望了这一方法未来的应用和发展趋势。

三点弯曲试样动应力强度因子求解的振动分析方法

采用振动分析方法,对冲击载荷作用下三点弯曲试样的动态响应进行了研究。通过对试样刚度的求解,把转动惯性和剪切变形的影响引入到动应力强度因子的计算中。动态有限元的分析结果表明,本文建立的动应力强度因子公式具有较好的计算精度。