两种材料中界面裂纹能量释放率的仿真研究及与单一材料裂纹比较

针对两种材料界面裂纹,采用弹性断裂理论和复变函数理论建立计算模型。用能量释放率来描述裂纹的扩展情况,并根据界面裂纹能量释放率解析计算方法对不同的材料性质和外荷载,以及不同的板厚度对裂纹扩展时的能量释放率进行了仿真分析,得到了能量释放率和两种材料的弹性模量、外荷载及板的厚度之间的关系变化的曲线。并对界面裂纹和单一材料裂纹的情况进行了分析和比较。

用涡流检测分选驱动杆的材料裂纹

文章实际运用涡流探伤原理,采用magnatest ECM 3.621涡流分选仪对主轴驱动杆零件的材料裂纹进行检测。在试验过程中,通过检测线圈的选择、缺陷样件的确定、检测参数的选定,建立了2套参数组和样品组,并达到了能够将带有材料裂纹的缺陷件分选出来的试验目的。

材料裂纹的频谱分析和灰色系统诊断方法

本文对用于矿山机械的某材料在进行疲劳试验时，测取振信号，利用频谱，Ｃｒｅｅｎ函数和灰色系理论方法对其进行研究，得出了诊断裂纹的结论。

两种材料的性质对双材料界面裂纹能量释放率及应力强度因子的影响

在实际工程中,结构往往是由多种材料构成,而裂纹经常在两种材料的界面上扩展。针对双材料界面裂纹,建立相应的计算模型。用能量释放率来描述裂纹的扩展情况,并根据界面裂纹能量释放率解析计算方法对不同的材料性质、外荷载、构件厚度,以及裂纹两侧不同的材料宽度对裂纹扩展时的能量释放率和应力强度因子进行仿真分析,得到了能量释放率和两种材料的弹性模量、外荷载及构件厚度之间的关系变化的曲线,以及裂纹两侧不同的材料宽度和应力强度因子之间的关系。并对界面裂纹和单一材料裂纹的情况进行分析、比较。

刚性-黏弹性材料界面Ⅱ型动态扩展裂纹的尖端场

裂纹尖端渐近场的研究是断裂力学研究的重要课题之一.为了研究黏性效应作用下的界面动态扩展裂纹尖端渐近场,建立了刚性-粘弹性材料界面II型动态扩展裂纹的力学模型;在稳态蠕变阶段,弹性变形和粘性变形同时在裂纹尖端场中占主导地位,应力和应变具有相同的奇异量级,即(σ,ε)∝r-1(n-1).结合运动和协调方程,推导出黏弹性材料动态扩展裂尖场的控制方程.根据问题的边界条件和连续条件,通过数值计算,得到了裂纹尖端连续的分离变量形式的应力、应变和位移场.数值计算表明,裂纹尖端场主要受材料的蠕变指数n和马赫数M的控制,这为解决工程实践中所遇到的相应的问题和建立材料的破坏准则提供理论参考.

刚性-粘弹性材料界面Ⅰ型动态扩展裂纹的尖端场

裂纹尖端渐近场的研究是断裂力学研究的重要课题之一。为了研究粘性效应作用下的界面动态扩展裂纹尖端渐近场,建立了刚性.粘弹性材料界面Ⅰ型动态扩展裂纹的力学模型;在稳态蠕变阶段,弹性变形和粘性变形同时在裂纹尖端场中占主导地位,应力和应变具有相同的奇异量级,即(σ,ε)∝r-1/(n-1)。当n→∞,幂硬化粘弹性材料动态扩展裂纹尖端场与Freund给出的理想塑性材料动态扩展裂纹尖端场具有相近的奇异量级;结合运动和协调方程,推导出粘弹性材料动态扩展裂尖场的控制方程。根据问题的边界条件和连续条件,通过数值计算,得到了裂纹尖端连续的分离变量形式的应力、应变和位移场。数值计算表明,裂纹尖端场主要受材料的蠕变指数n和马赫数M的控制,这为解决工程实践中所遇到的相应的问题和建立材料的破坏准则提供理论的参考。

类岩材料多裂纹体断裂破坏试验及有限元分析

在伺服控制双轴加载系统下对预制的不同角度多裂纹水泥试件进行了单轴和双轴加载试验 ,其中的双轴加载采用两种不同的侧压。另外借助有限元计算得出了试件的全场应力 ,进而计算出试件中裂纹尖端的应力强度因子。试验和计算结果都表明 ,不同的裂纹角度对试件的断裂破坏强度有明显的影响 ,并对其原因进行了研究 。

表面扩散控制下币型微裂纹的演化

根据表面扩散控制下物质迁移规律,建立轴对称有限单元法,分析了币型微裂纹的外形演化过程．在表面扩散控制下,形态比为β的币型裂纹演化的物理图像是:当β＜βⅠ＝18.0,币型裂纹直接球化; 当β≤β＜βⅡ＝34.6,演化为一环状裂腔;当βⅡ≤β＜βⅢ＝148.9时,演化为一环状裂腔和球形空洞;当βⅢ≤β＜βⅣ=240.0,演化为两环状裂腔．和分离出环状裂腔过程相比,球化过程是快过程;在逐层分离出环状裂腔过程中,后一级的分离相应前一级的分离是快过程．

圆锥滚子轴承滚子剥离失效分析

针对某圆锥滚子轴承的一粒滚子外径呈直线剥离的现象,采用化学成分分析、金相组织检验及洛氏硬度检验等技术,对失效原因进行了分析。结果表明:滚子外径存在原材料裂纹,轴承运转时裂纹在应力的反复作用下不断扩展,直至发生了剥离。

缺陷、损伤、微裂纹对航空发动机构件服役总寿命及可靠性的影响

基于断裂力学观点,讨论了材料中的缺陷、损伤、微裂纹等对航空发动机构件的服役总寿命及可靠性的影响;分析了轮盘、叶片、机匣3个典型实例;介绍了损伤容限疲劳寿命设计新概念;提出了“过程控制”和“寿命监测-控制”新建议。

环保型裂缝修复材料对混凝土抗碳化性能的影响

混凝土碳化会导致混凝土中的钢筋脱钝,从而引起钢筋锈蚀,最终影响到混凝土结构的耐久性。该文对环保型裂缝修复材料处理试件进行了抗碳化性能试验。试验结果表明:相比普通混凝土试件,ECRM处理后试件的碳化深度减小,且混凝土碳化速率提前出现下降趋势,ECRM能有效增强混凝土的抗碳化能力。

14Cr1MoR中厚板埋弧焊接裂纹的焊接工艺分析

针对14Cr1MoR中厚板在埋弧焊过程中产生的一种典型裂纹进行了焊接工艺分析,通过焊接对比试验,确定了手工打磨引起坡口尺寸不合适易导致焊接裂纹,并据此提出了焊接改进措施,可供14Cr1MoR中厚板焊接操作时参考。

锅炉座式盆型坡口接头裂纹分析及采取的措施

循环流行化床锅炉压力部件作为特种承压设备,具有一定的危险性,其中各种接头形式焊接过程中要对焊接质量进行有效控制,有效的保证锅炉压力部件的整体质量,确保其使用寿命及使用过程中安全性.文中分别对座式盆型坡口接头裂纹分析及采取的措施等几个方面进行了具体的阐述.

含裂纹多材料反平面分析的解析奇异单元

含裂纹多材料反平面问题是一个典型的III型断裂问题,已有的文献给出了其极坐标辛体系下的辛本征解,并讨论了其裂纹尖端的应力奇异性阶次.本文在此基础上,首先补充给出界面有外力作用时其非齐次边界条件所对应的特解,然后利用辛本征解和特解构造出相关问题分析的一类解析奇异单元.将所提出的奇异单元与外部的常规单元相结合,就可用于多材料III型断裂问题的分析,并直接给出应力强度因子的数值结果.数值算例表明,本方法具有很好的求解精度,是相关问题分析的一个非常有效的数值方法.

滑坡岩土损伤与水环境因素关系的探讨

用能量守恒的观点讨论材料裂纹体整体和裂纹的局部平衡,从能量耗散解释材料的损伤和破坏,证明从材料裂纹、缺陷角度来预报滑坡失稳的方法是有效的,对于滑坡来说,滑坡体裂缝防水和体内排水措施至关重要。

不同裂纹分布的孔隙材料渗透系数

含裂纹孔隙材料渗透性由裂纹的微观结构决定,其研究对工程实践意义重大。该文假设含裂纹孔隙材料是由孔隙基体和裂纹组成的二相复合材料,基于细观均匀化理论给出了四种不同裂纹分布的渗透张量稀疏解、相互作用直推(IDD)解和修正的IDD解。基于单元嵌入技术和弹性比拟的数值模拟方法,采用不连通的离散裂纹模型,研究了裂纹数目对有效渗透系数数值解收敛性的影响及不同裂纹分布的孔隙材料渗透性,并将得到的数值解和理论解对比分析,结果表明:随着裂纹数目的增加,有效渗透系数的变化范围逐渐减小,并最终趋于稳定,而且选择合适的裂纹数目,能同时保证计算的随机收敛性和合理的计算效率;对于所研究的四种分布的裂纹,相比稀疏解,IDD解更接近数值解,但随着裂纹密度的增加,裂纹间的相互作用增强,IDD解会逐渐偏离数值解;修正的IDD解充分考虑了裂纹间的相互作用和边界效应,能更好地估计含裂纹孔隙材料的渗透性。

锭杆开裂原因及解决方法

为了提高加工锭杆的成品率,降低加工成本,介绍了锭杆开裂的类型即材料裂纹、淬火裂纹(淬火应力裂纹、淬火不完全导致的断裂纹)和磨削裂纹产生的原因、特征等,重点分析锭杆开裂的原因以及解决方法。指出,材料裂纹是钢材本身引起的开裂,淬火应力裂纹是组织应力和淬火热应力叠加作用的结果,淬火不完全导致的断裂是因为表面淬火引起的淬硬层与心部软组织之间产生的拉应力集中导致的结果,磨削裂纹是因为零件温度升高、冷却不及时而产生;正确分析锭杆开裂的类型及原因是解决开裂问题的前提。

材料线弹性断裂力学的断裂准则研究进展

断裂准则在预测含裂纹材料发生破坏的时间、位置和裂纹扩展路径等方面具有重要意义。重点总结了线弹性材料中裂纹的断裂准则,阐述了应力强度因子准则、最大能量释放率准则、最大拉应力准则、最大拉应变准则、最小应变能密度准则等常用的断裂准则理论及其现状,以及这些准则的优点和局限性;基于常用断裂准则对应力分量和临界半径考虑不足,归纳了国内外学者提出的修正断裂准则,包括考虑T应力(非奇异项)和可变临界半径rc的影响。分析了断裂准则在岩石和混凝土脆性材料中的应用,针对基于断裂准则预测其破坏行为时存在的难题,建议将裂纹尖端应力场的高阶项T应力引入断裂准则,能更准确地预测裂纹的扩展路径与偏转角。