中国船级社(CCS)发布《基于断裂力学理论的疲劳强度评估指南》(2023)

近日,中国船级社(CCS)发布了《基于断裂力学理论的疲劳强度评估指南》(2023)(简称《指南》)。CCS指出,《指南》旨在对基于断裂力学理论的疲劳分析方法做出建议和规定。《指南》适用于典型节点的疲劳强度评估,载荷计算分别采用等效设计波法或谱分析法,可用于解决超厚板结构疲劳强度评估以及液化气体船B型独立液舱裂纹扩展评估和泄漏分析等问题。《指南》基于船体结构的理论分析、验证试验和实船验证研究成果完成。基于断裂力学理论的疲劳强度评估方法作为S-N曲线法的疲劳强度计算的辅助和支持手段,设计中当节点型式无法与标准S-N曲线匹配时,或现有规范、规则明确要求采用断裂力学方法进行疲劳评估时,可基于《指南》对该节点进行疲劳强度分析。《指南》于2024年1月1日起生效。

基于板壳和断裂力学理论的上覆采空区积水危险性判定技术

为避免山西临汾胜利煤矿10号煤层采动过程中受上覆6号煤层采空区透水的威胁,利用板壳理论、断裂力学理论分别建立导水裂隙带高度和底板破裂深度的力学模型,计算10号煤层Ⅰ—Ⅵ区开采过程中导水裂隙带高度分别为46.77 m、48.86 m、56.05 m、56.14 m、56.33 m和55.20 m,6号煤层Ⅰ—Ⅳ区的破裂带影响深度分别为1.57 m、1.14 m、1.85 m和1.26 m。通过构建上覆煤层采空区积水危险性类型的划分准则,对10号煤层采动过程中受到上覆6号煤层采空区积水的危险性进行判定分析,结果表明:6号煤层Ⅰ—Ⅳ区对10号煤层的积水危险性类型均为突水型,会对10号煤开采过程产生安全威胁;6号煤层的不可采区域对10号煤层Ⅴ区和Ⅵ区的影响类型为原岩渗透型,对10号煤层Ⅴ区和Ⅵ区的回采不会构成危险性。

高聚物的断裂理论和普适断裂力学理论的应用

如果从裂纹尖端的应力集中来推导材料断裂强度,会得出不合理的结论。因此格里菲思和茹柯夫分别从能量和微观化学键断裂的角度来考虑材料的断裂问题。然而对于黏弹性的高聚物材料,这些理论均一定程度上偏离实际情况,无法解释全部的实验结果。安德鲁斯通过引入一个能量损耗因子将能量与化学键断裂情况结合起来,从而得到了能反映黏弹性高聚物断裂强度的普适性理论,并成功用于解释界面粘接树脂的性能。

基于断裂力学理论确定边坡最危险滑动面的方法研究与应用

断裂力学可用于研究土体裂缝的产生和扩展，有些土体的断裂特性符合线弹性断裂力学的特征，而有些土体的断裂过程却需要用弹塑性断裂力学的理论进行研究。

某产品联接螺栓上的断裂力学理论应用研究

本论文从传统的强度设计角度入手,引入断裂力学设计理念,对某产品轴承基座联接螺栓进行选材优化设计,为延迟脆性断裂问题的解决提供了理论支撑。同时也为腐蚀环境下服役的高强螺栓设计提供了有益的借鉴。

快速调峰锅炉汽包寿命的断裂力学方法

在锅炉的安全性评定和寿命分析时,从锅炉设备构件存在缺陷这一实际情况出发,以断裂力学的观点和方法建立适用于快速调峰锅炉汽包的安全性评定和缺陷疲劳扩展寿命估算的方法,并应用这些规律对裂纹体进行实例断裂分析和缺陷评定,以确保设备构件在使用期间的安全可靠性.

机场复合道面基层裂缝的断裂力学分析

为了研究基层裂缝对机场复合道面结构的影响,建立了考虑基层裂缝的机场复合道面结构数值计算模型。采用弹性断裂力学理论,利用有限元软件Abaqus分析了不同基层裂缝宽度在对称荷载和非对称荷载作用下对机场道面结构应力的影响,并对混凝土板基层设传力杆与不设传力杆的两种计算模型进行了对比分析。研究结果表明:当不设传力杆时,在对称荷载作用下,基层裂缝宽度对道面应力的影响较小;非对称荷载作用下裂缝宽度对道面结构的影响较大,且A型荷载较B型荷载影响要大。不论对称荷载还是非对称荷载,设传力杆可削弱对机场道面结构的损坏。在裂缝宽度相同的情况下,非对称荷载作用下设传力杆效果比对称荷载作用效果要好,且非对称B型荷载比非对称A型荷载作用效果要好。裂缝宽度越小,传力杆作用越大。

断裂力学在压力容器断裂分析中的应用

以对氯甲烷回收汽化罐的缺陷评定为例,介绍了运用断裂力学理论进行安全评定的方法与步骤。使用此方法可以在保证设备安全运行且合乎使用要求的前提下,节约费用与工时。

横坑隧道涌水预测及其岩体力学分析

以横坑隧道工程为例,详细介绍洞口段Ⅲ类围岩高压富水带区域的涌水预测方法,并提出如何处理涌水的施工方案。从力学的角度采用莫尔库仑准则和断裂力学理论,具体分析涌水段岩石的破坏机理,由此确定涌水时岩石破坏的临界水压力,对实际工程中涌水预测,水压的确定以及涌水的防治具有指导作用。

岩石断裂的研究现状浅析

经典断裂力学理论的研究已经取得很大的进展,然而由于岩石材料的性质,该理论在岩石材料研究方面遇到了局限,岩石断裂研究具有其特殊性。在参考相关文献的基础上,简要介绍了常用的岩石断裂准则,以及岩石断裂研究新情况。

沥青混凝土路面半刚性基层层底裂缝断裂力学分析

路面裂缝尖端应力强度因子是判断裂缝产生和扩展的重要指标。应用有限元方法,建立了8结点等参单元的有限元模型,采用奇异等参单元及断裂力学理论,对路面基层裂缝问题进行了数值分析,结果能真实反映路面结构基层裂缝扩展的现象和规律,为高速公路工程设计提供依据。

热轧粗轧机组轧辊疲劳预报模型

针对某钢厂2050热轧机组生产过程中轧辊容易受到复杂的应力应变条件而产生疲劳失效的问题,结合现场设备及实际生产工况,分析了轧辊裂纹失效机理以及轧辊剥落失效机理。在此基础上,采用高温应变疲劳寿命法,计算轧辊从无裂纹到出现细微裂纹时的疲劳寿命,并运用断裂力学理论,计算轧辊的疲劳裂纹扩展寿命。综合运用高温应变疲劳寿命法和断裂力学理论建立轧辊疲劳预报模型,并编制粗轧机组轧辊疲劳预报软件,定量计算出不同轧制工艺参数下轧辊在线使用时间和轧辊需换下修磨时的裂纹深度等参数。结果表明,在频率修正函数指数为1.73情况下,工作辊需换下的修磨裂纹深度所经历的循环数为12 156.9,疲劳寿命为1 843.1 h;在频率修正指数为2.018情况下,支撑辊需换下的修磨裂纹深度所经历的循环数为61 852.2,轧辊疲劳寿命时间为9 365.5 h。通过对比现场实际生产数据,本文所述模型的预报参数与之相吻合,可以确保轧辊的轧制效率、精度及持续利用价值,并提高热轧粗轧机轧辊的轧制续航能力以及机组的轧制稳定性与轧制效率。

荧光灯环状炸头的断裂力学分析

对荧光灯封口肩上5～10mm处环状炸裂(简称炸头)产生的原因进行深入探讨,将已知的炸头原因归纳为三类:1.脆性断裂因素;2.应力疲劳因素;3.最低强度因素。分别对这三种因素进行理论分析并将应力疲劳和断裂力学理论应用于玻管炸裂的研究。

预测腐蚀管道剩余强度的新方法

将BP神经网络和遗传算法相结合 ,得到了一种可计算腐蚀管道剩余强度和最大允许注水压力的新神经网络。通过实例分析 ,将 7种常用规范和改进的遗传神经网络方法进行了比较。结果表明 ,不同计算方法得到的剩余强度和最大允许注水压力相差较大 ,Wes 2 80 5 - 97规范、ASMEB31G规范、CVDA— 84规范、Irwin断裂力学方法等都比J积分方法的剩余强度和最大允许注水压力偏大 ;Burdiken和DM断裂力学方法计算得到的剩余强度和最大允许注水压力比J积分偏小 ;J积分方法和基于J积分方法的改进遗传神经网络方法计算结果比较接近 ,比较适中 。

采场底板塑性区分布及破坏机理研究

针对承压水体上安全采煤,为进一步认识工作面底板岩层的破坏机理,运用断裂力学理论,并结合Griffith破坏准则分析工作面端部屈服区破坏范围。在此基础上运用滑移线场理论建立底板塑性区破坏力学模型,给出底板最大破坏深度及其塑性区分布范围的理论求解方法,并分析了底板最大破坏深度与其影响因素的关系,为承压水体上开采底板突水防治提供理论依据。最后,通过工程应用实例,验证了理论计算方法的可行性。

碾压混凝土拱坝破坏试验中诱导缝相似模拟研究

以沙牌碾压混凝土拱坝的模型试验为例,运用断裂力学理论,推导出了模型破坏试验中诱导缝模拟的相似条件,得出了在碾压混凝土拱坝破坏试验中,原型与模型拱坝要满足常规结构模型试验的相似关系,同时诱导缝模拟还要满足诱导缝开裂相似条件及诱导缝抗剪断强度相似条件的结论。

级配碎石防反射裂缝层的性能分析

应用断裂力学理论对旧水泥砼路面沥青加铺层产生反射裂缝的原理进行了分析,建立了路面结构应力计算模型,通过有限元应力计算,表明采用级配碎石可减小裂缝处沥青加铺层的荷载应力,延缓反射裂缝的形成;对在旧水泥砼路面改造工程中设置级配碎石防反射裂缝层后路面变形及排水等性能进行了分析。

硬齿面齿轮结构可靠性虚拟疲劳设计

介绍了机械零部件结构可靠性虚拟疲劳设计的软件及疲劳寿命预测方法。根据断裂力学理论和虚拟疲劳预测方法,利用系统动力学软件ADAMS模拟42CrMo硬齿面齿轮加工过程,分析了对应的疲劳载荷谱,得到了齿轮应力寿命S-N曲线。

环氧树脂和玻璃粘合的研究

以断裂力学方法研究了环氧树脂与玻璃的粘合及添加偶联剂的影响.测定了该粘合在80℃水中不同浸泡时间、不同偶联剂、不同偶联剂浓度和不同pH值的断裂能.利用Andrews普适断裂力学理论求得了破坏单位截面积界面上原子键合的界面能θ_(o)及水对θ_(o)的影响符合一级反应规律.比较了θ_(o)值与界面范得华相互作用能.推算出环氧树脂-玻璃粘合中至少有部分是主价键合.

《铁路门式起重机报废技术条件》技术审查会在我院举行

由我院机械系与北方交通大学共同研究的铁道部科研课题《铁路门式起重机报废技术条件》技术审查会于1990年12月20日至22日在我院举行。会议由铁道部科技司会同运输局、中国铁道建筑总公司主持。科研、设计、教学和使用部门的17位专家、教授参加了会议。