随机疲劳长裂纹扩展率的新概率模型

为实现在全应力强度因子范围合理进行结构安全性分析,提出了概全门槛值和断裂韧度的随机疲劳长裂纹扩展率的新概率模型。考虑了平均应力效应,以给定应力强度因子下裂纹扩展率服从对数正态分布为基础,考虑数据分散性规律和试样数量对概率评价的影响,将存活概率和置信度相融合,由线性回归结合极大似然原理确定概率模型的参数。通过对铁道车辆LZ50车轴钢试验数据的分析表明,模型从数学上良好描述了疲劳长裂纹从裂纹启裂到瞬时断裂的整个随机过程,比较Paris、Elber和Forman模型拟合试验数据表明,该模型相关系数最大,拟合效果最好。

改进的疲劳裂纹扩展率模型及其参数估算方法(英文)

疲劳裂纹扩展率曲线是任何基于裂纹扩展理论的疲劳寿命预报方法的基本疲劳特性。论文作者们提出了一种改进的疲劳裂纹扩展率模型,它可以解释金属疲劳试验中观察到的各种现象。为了便于工程应用,文中也给出了如何利用除裂纹扩展试验以外的其它试验结果来估算该模型参数的方法。文中还对恒幅载荷下该模型及其参数估算方法对HTS-A钢的适用性进行了分析,分析结果将为利用该模型预报由HTS-A型钢制成的海洋结构物的疲劳寿命提供基础。

基于改进裂纹扩展率模型的破损加筋板疲劳寿命预报方法(英文)

文章作者基于部分裂纹闭合的概念提出了一个改进的裂纹扩展率模型,对其参数的确定方法进行了研究,并将模型预报结果与多种合金的试验结果进行了比较验证。基于该模型建立典型构件的设计和评估流程是将该模型成功应用于船舶结构疲劳寿命预报的重要内容之一。加筋板是船舶结构最重要的单元,文中基于改进模型,对含穿透裂纹和表面裂纹的破损加筋板的疲劳寿命预报方法进行了分析,并与试验结果进行了比较,证明了该模型的有效性。

用现有疲劳试验数据确定疲劳裂纹扩展率

疲劳寿命的预报在船舶与海洋工程领域中相当重要 ,但其关键问题是要找到一种较科学的疲劳寿命预报方法。最近 ,本文第二作者提出了一种海洋结构物疲劳寿命预报的统一方法。该方法是基于疲劳裂纹扩展理论而发展起来的 ,在其九个参数模型的假设之下 ,能够较好地解释一些其它方法所不能解释的现象。采用该方法的主要障碍在于需要确定疲劳裂纹扩展率。作者通过对不同的疲劳裂纹扩展率的比较研究 ,并推广Mc Evily模型后 ,提出了一个具有较宽适用范围的九个参数疲劳裂纹扩展率模型 (从门槛域一直到不稳定断裂域 )。本文的主要目的是解决如何根据一些现有的疲劳试验数据来确定这九个模型参数的问题。文中给出了通过实验数据确定裂纹扩展率模型中各个参数的方法 ,并进行了模型参数的灵敏度分析。通过对文献中一些试验数据的收集 。

含空洞非线性材料的本构势和空洞扩展率

本文基于体胞模型的解析分析,分析了含空洞非线性材料的宏观本构势,得到了各种幂硬化指数下宏观应力和基体平均流变应力之间的相关曲线.当基体是遵循经典塑性全量理论时,这些曲线方程就是一簇依赖于空洞体积比和硬化指数的屈服面方程.当基体是粘性体时,这些方程就是粘性约束方程.通过曲线拟合的方法,本文发展了修正的Gurson方程,使之适合于不同硬化指数的情况.最后本文计算了粘性体中空洞的相对扩展率,结果与已有体胞模型的数值模拟计算结果相当一致.

金属疲劳裂纹扩展率曲线与S-N曲线之间的关系(英文)

目前有两种不同的理论用于预报金属结构的疲劳寿命。一种是基于S-N曲线的累积疲劳损伤理论 ,另一种是基于裂纹扩展率曲线的疲劳裂纹扩展理论。如果都把一个构件的最终断裂作为疲劳破坏的定义 ,则S -N曲线和裂纹扩展率曲线均是反映金属在疲劳载荷作用下的基本材料特性。尽管在过去这两种曲线是分别测试的 ,但它们之间应该存在一些相互关系。本文的主要目的就是讨论它们之间的关系。基于S -N曲线的一个一般表达式和裂纹扩展率曲线的一个有代表性的表达式 ,本文建立了两种曲线之间的一个正式关系 ,这表明只需要测试一种曲线 ,而另一种曲线就可以根据已有的试验结果导出。文章以一个中央裂纹平板作为例子 。

超载基础上的短时间保载所产生的塑性区对疲劳裂纹扩展率的影响(英文)

潜水器所受变幅循环载荷中包含了疲劳和室温蠕变两种载荷模式。由于变幅载荷的复杂性,要预报结构的寿命需要对载荷进行合理的简化。其中一个典型的简化载荷模式就是在循环载荷的基础上具有单个超载并在超载基础上进行短时间保载。以往的试验研究表明,超载基础上的短时间保载会造成裂纹扩展的迟滞,但目前无可靠的理论模型能够预报这一现象。文章针对这一载荷模式,提出了一个基于裂纹尖端单向压缩塑性区变化的简化预报模型,给出了超载和保载共同产生的塑性区大小以及裂纹闭合大小的计算方法,并以常用潜水器材料TC4 ELI为例进行了演示。其中,裂纹扩展率模型及蠕变模型参数均通过试验获得。计算结果显示,该模型能够合理地反映保载塑性区造成的裂纹扩展迟滞效应。

新旧通用分类标准质量评价及比较研究——基于元素扩展率视角

财政部先后制定了2010版、2015版两版通用分类标准,对推动XBRL实施工作起到了重要的指导作用。在《会计改革与发展“十三五”规划纲要》实施的冲刺阶段,研究通用分类标准的质量,可以丰富会计信息化的实践内容。文章通过建立元素扩展率质量评价一级指标,并将指标细分为9个末级指标,对新旧通用分类标准的质量进行评价与比较。同时以2012—2017年56份广西XBRL财务报告实例数据进行对比研究。结果表明,新版本元素类指标的通用性更强,但旧版本也有许多值得借鉴的方面,在以后修订通用分类标准的时候,可以结合这两个版本的优势综合考虑。

16MnR钢的延拓疲劳裂纹扩展率曲线

从改进近门槛区与Paris区拟合效果和进一步利用试验信息的角度,对Paris公式进行了修正,合理地延拓裂纹扩展率曲线到快速扩展区,进而得到能够反映材料在不同区域裂纹扩展规律的完整疲劳裂纹扩展率曲线,并通过16MnR钢的试验数据分析和PW—200型客车转向架关键部位的裂纹扩展寿命估算进行了验证。

全海深耐压壳备选材料——马氏体镍钢18Ni(250)和18Ni(350)的裂纹扩展率特性（英文）

正在研制的全海深载人舱及可调压载水舱等其他耐压壳体将采用马氏体镍钢材料制造。其中,18Ni(250)和18Ni(350)是两种备选的马氏体镍钢。在设计过程中,必须依据材料特性对耐压舱的寿命进行合理预报,以确保载人潜水器的使用安全。文中给出了18Ni(250)和18Ni(350)这两种材料的系列裂纹扩展率试验数据,并依据其中某一载荷比条件下的一组试验数据确定了用于寿命预报的统一裂纹扩展率模型参数。根据这些参数,对其他载荷比下的裂纹扩展率曲线进行了预报,并与试验结果进行了对比。对比结果表明了该模型及其参数预报方法对这两种材料的适用性。该项研究可为基于断裂力学的全海深载人舱和可调压载水舱的寿命预报提供基础。

岩石单一裂纹扩展率的数值模拟研究

运用断裂力学理论推导出单一裂纹有效长度理论表达式,提出裂纹扩展能力的度量单位———裂纹扩展率的概念。通过FLAC3D有限元软件模拟计算了岩石单一裂纹在不同压应力作用下的裂纹扩展率,通过比较裂纹扩展率的理论值和数值实验值,发现在不同压应力作用下两者基本吻合,指出数值实验是计算单一裂纹扩展长度的有效方式之一。

疲劳裂纹扩展率的工程计算方法

以弹塑性断裂理论为基础,提出了基于J积分的疲劳裂纹扩展率工程计算方法,并推导出了D-M模型下的疲劳寿命工程计算公式.

改进的统一疲劳裂纹扩展速率预报模型对合金在常幅载荷下普遍适用性的研究(英文)

精确预报金属结构的疲劳对确保结构安全及指导结构设计与维修具有重要的意义。作者们基于McEvily模型提出了一个改进的统一疲劳裂纹扩展速率模型,其将疲劳裂纹扩展的三个扩展区域统一起来,并能解释更多的疲劳试验现象。文中对该模型进行了详细阐述,同时对模型参数的工程预报方法进行了讨论。为了进一步检验本模型的可靠性,还对不同载荷比下各种材料疲劳裂纹扩展率的预报结果与实验结果进行了对比,对比结果证明了该模型的准确性及其在常幅载荷下对不同材料的普遍适用性。

过载保载对金属材料疲劳裂纹扩展速率影响研究

文章基于载荷次序效应产生影响的原因和相关预报模型,提出了考虑单峰过载和保载共同作用下疲劳裂纹扩展速率预报模型。在文中提出的考虑载荷次序效应的疲劳裂纹扩展速率预报模型的基础上,对几种金属材料在单峰过载、多峰过载、过载与保载共同作用下疲劳裂纹扩展速率进行了预报研究,并将预报结果与相应试验结果进行了比较,对考虑载荷次序效应的疲劳裂纹扩展速率预报模型的适用性进行了验证。

基于改进的统一疲劳裂纹扩展速率模型的表面裂纹扩展规律预报(英文)

很多学者对表面裂纹形状变化规律进行了研究,但是理论上仍存在较大缺陷,因此现有方法预报结果的准确性有待考察。文章作者们提出了一个改进的统一疲劳裂纹扩展速率模型,本模型合理考虑了材料的非线性效应和裂纹前缘的三维约束效应及三维约束大小在前缘各点的分布函数。通过引入等效厚度的概念及法线方向扩展的假定较好地考虑了裂纹前缘各点对扩展之后形状比变化规律的影响,预报得到的裂纹前缘形状能够观察到明显的边界点扩展滞后现象,同时本模型预报结果与试验结果及传统模型预报结果进行了比较,证明本模型提高了表面裂纹扩展规律预报的精度。

基于CJP模型的疲劳裂纹扩展率曲线及应用方法

利用数字图像相关技术开展工业纯钛5种不同高宽比CT试样的疲劳裂纹扩展率试验,分别采用传统应力强度因子范围ΔK和基于CJP模型理论框架的新应力强度因子范围ΔKCJP对数据进行分析,得到的da/d N-ΔK和da/d N-ΔKCJP曲线均有效反映了试验数据分布规律,具有良好的拟合效果。相较于传统参量ΔK,ΔKCJP直接由裂尖位移场求解,无需进行修正即可用于材料疲劳裂纹扩展率描述,具有与CT试样高宽比无关的特性;作为ΔKCJP的两个组成参量,ΔKF、ΔKR与传统ΔK数据间均呈现出某种总体变化趋势,分别可用二次多项式和线性方程表征。构造了ΔKCJP与ΔK的关联函数,并由此推导出ΔKCJP表达式,为da/d N-ΔKCJP曲线在材料与结构的失效分析和安全评价中的应用提供了有效途径,拓宽了CJP模型的工程应用范围。

一种改进的疲劳裂纹扩展表达式

疲劳裂纹扩展率表达式是采用疲劳裂纹扩展理论预报疲劳寿命的核心。迄今为止,已有上百种不同的疲劳裂纹扩展率公式被提出。近年来,作者们致力于对新近提出的裂纹扩展率公式进行比较研究。通过初步研究发现,McEvily公式能解释比较多的异常疲劳现象,因此,它有比较强的预报能力,值得作深入研究。本文针对它采用固定斜率不能与很多实验结果有很好拟合的缺点,提出采用变斜率的改进形式。通过采用不同材料(钛合金D16Cz、铝合金D16Cz、ARMCO-iron)、不同应力条件(R≥0、R<0、R=-∞)下的疲劳裂纹扩展数据进行分析验证,发现不管是疲劳短裂纹扩展还是疲劳长裂纹扩展,改进后的McEvily关系均具有良好的疲劳性能预测能力。

基于双参数统一方法的深海结构物疲劳裂纹扩展影响参数研究

影响裂纹扩展的因素很多,文章基于作者们在PRADS2007会议上提出的双参数裂纹扩展率一般表达式,分析了裂纹初始形状、初始大小对裂纹扩展的影响。并在该裂纹扩展率公式的基础上,基于改进的Wheeler模型,提出了一个考虑载荷比、载荷次序的双参数统一裂纹扩展率表达式。研究表明,文中给出的双参数裂纹扩展率公式能够考虑初始裂纹的形状、大小对裂纹扩展的影响;建立的过载扩展公式,能够反映过载对裂纹扩展的延滞效应,和高强度钢的疲劳试验结果相比较,两者吻合良好。

316L钢高温疲劳裂纹扩展的规律研究

对316L钢在常温、200℃、400℃和550℃下的疲劳裂纹扩展速率进行了测试和分析,对疲劳断口形貌进行观察,得到了四种温度下的疲劳裂纹扩展规律。结果表明:裂纹扩展率随着温度的升高而增大;高温下氧化作用增强。

液氮半溶浸煤裂隙扩展试验研究

为分析液氮半溶浸作用下不同饱水度煤裂隙扩展特征,取山西无烟煤原煤煤样,利用自制的液氮半溶浸试验装置对不同饱水度煤样开展了半溶浸试验研究,测试了液氮作用前后煤样波速变化和表面微裂隙宽度扩展情况,结果表明:煤样的饱水度对液氮冷冻煤作用效果影响很大,饱和煤样波速改变率和裂隙宽度扩展率最大,半饱和煤样次之,干燥煤样最小;越靠近液氮作用面,煤样温度变化越大,液氮作用效果越显著,液氮溶浸煤样的波速变化率和裂隙宽度扩展率都最大;饱和、半饱和煤样微裂隙扩展的主要原因是水相变为冰引起的冻胀力,干燥煤样微裂隙扩展的主要原因是温度梯度引起的温度应力。