混凝土裂缝的稳定扩展过程与临界裂缝尖端张开位移

本文采用激光散斑照像法并辅以电测法研究观察了2种不同尺寸的混凝土切口梁失稳断裂前微裂缝生成、聚合直到主裂缝发生缓慢的亚临界扩展的全过程以及相应的变形特征和应变场分布。结果表明,混凝土切口梁失稳断裂前存在着明显的主裂缝亚临界扩展过程,其断裂过程区呈不规则的狭长带状形,最大宽度约为最大骨料粒径的1/2。断裂过程区的性状与Dugdale-Barenblatt模型基本相符,因而采用由此衍生发展起来的虚拟裂缝模型和“疵弥”裂缝带方法进行混凝土断裂的数值分析是可行而合理的。实验还表明,在实验范围内临界裂缝尖端张开位移和试件尺寸无关,因而有希望成为判断混凝土失稳断裂的材料参数。

断层非均匀应变软化及其滑动偏转时的不稳定扩展

本文把Jeny D.Jones(1982)的断层应变软化模型推广到非均匀应变软化和滑动偏转情形,并研究了其失稳条件。研究表明,除断层本构律外,断层非均匀应变软化及其滑动偏转是影响不稳定判据的两个重要因素,真实地模拟断层非均匀应变软化、滑动偏转过程和合适的断层本构律有可能会提高预报强震发震时间的准确性。

蠕变损伤材料中缺口尖端稳定扩展的应力场

研究了在拉伸载荷和反平面载荷作用下蠕变损伤材料缺口尖端稳定扩展的应力场.假设材料的应力及位移势函数,得到了缺口尖端场的各参数分量,进而在小范围蠕变条件下,建立了缺口尖端稳定扩展的蠕变损伤控制方程,并考虑缺口尖端蠕变钝化作用和问题的边界条件,对控制方程进行了数值分析,得到了缺口尖端的应力场,并讨论了缺口尖端应力场随各影响参数的变化规律.结果表明,缺口尖端的应力具有r1/(1-n)的奇异性,应力率具有rn/(1-n)的奇异性,n是蠕变指数.

一个双向载荷下弹塑性裂纹稳定扩展的分析方法

本文提出了一个用相对准则分析双向载荷下弹塑性裂纹稳定扩展的方法。首先,由单向载荷裂纹稳定扩展试验所得到的外载荷与裂纹扩展量的关系曲线进行模拟裂纹稳定扩展的“产生型”数值分析,得到有关参量与裂纹扩展的关系曲线,然后选择计算得到的参量值作为相对准则,再对双向载荷下裂纹稳定扩展问题进行“应用型”分析,最后得到双向载荷作用下外载荷与裂纹扩展量的关系。文中运用上述方法,分别选择裂纹张开角 COA 和 J 积分作为相对准则,对一个铝合金中心裂纹试件在双向载荷作用下的裂纹稳定扩展问题进行了分析。计算所得结果表明,运用此法分析双向载荷下的裂纹稳定扩展问题是可行的且双向载荷对裂纹的起裂载荷及整个稳定扩展过程都有影响,尤其在双向载荷比λ<0(λ=P_x/P_y)时,更为明显。

铝合金裂纹稳定扩展数值分析

应用FRANC2D/L对铝合金2024—T351板材I型裂纹稳定扩展进行了数值计算,阐述了FRANC2D/L的分析方法及四分之一点奇异单元的特性;分析了临界COD判据在计算过程中的应用。通过实验与计算结果的对比分析,表明了FRANC2D/L为一可行、可靠的二维裂纹稳定扩展分析工具。

不同含水状态砂岩裂纹稳定扩展阶段损伤特征

为深入揭示裂纹稳定扩展阶段的岩石损伤状态,以干燥、自然和饱水状态砂岩为研究对象,采用体积应变法测定起裂应力和损伤应力值,进一步通过增量循环加卸载试验,综合分析了裂纹稳定扩展阶段的残余应变、变形模量和能量演化规律。结果表明:轴向残余应变随轴向应力水平增加而增加,其增幅表现为先减小、后稳定、再增大,且增幅稳定阶段对应于裂纹稳定扩展阶段;在裂纹稳定扩展阶段,加载过程和卸载过程变形模量均呈线性减少趋势,而耗散能密度呈线性增加趋势。上述演化规律适用于不同含水状态砂岩,但其具体数值与含水率有关。对于裂纹稳定扩展阶段,加载过程变形模量可有效表征砂岩损伤状态,基于含水率和轴向应力水平的线性数学模型可用于评价工程岩体的实际损伤状态。

混凝土拱坝温度裂缝及其扩展稳定性分析

在朱伯芳院士所提出的拱坝温度荷载计算方法基础上,提出了按混凝土损伤和断裂理论进行混凝土拱坝的温度裂缝及其扩展稳定性的有限元分析计算方法和新的蓄水期温度荷载计算方法.认为温度损伤是产生温度裂缝的内在原因,通过坝体损伤和断裂的耦合计算,判断坝体裂缝的产生及裂缝的扩展稳定性.在损伤计算中考虑了拉、压损伤的等效性,并引入了等价换算系数;同时,在裂缝扩展稳定性判断时,采用了考虑混凝土断裂韧度尺寸效应的断裂判据.

电力系统扩展小扰动稳定域及其研究

引入一种新的扩展小扰动稳定域的概念,以弥补原有小扰动稳定域无法考虑电力系统(超)低频振荡的不足。文中给出了这种扩展小扰动稳定域的定义,讨论了其边界组成及性质,给出了一种基于优化方法求解相关边界的追踪算法,并基于该追踪算法,利用一个3节点和WSCC3机9节点系统分析了扩展小扰动稳定域的构成、边界性质、影响因素等。该研究工作对寻求有效预防系统出现小扰动稳定失稳和避免出现(超)低频振荡具有一定的参考价值。

裂纹扩展问题有限元模拟

应用弹塑性增量理论，按Ｍｉｓｅｓ条件进行了Ａ３０４不锈钢试样平面应力裂纹稳定扩展的有限元模拟研究。初步计算结果显示了与实验数据良好的一致性，同时也表明随裂纹扩展量增大，Ｊ积分的路径依赖性明显增强。

裂纹扩展问题有限元模拟研究进展

裂纹稳定扩展预测是核工业和石油化工管道弹塑性断裂分析重要内容之一。本文扼要地回顾了国内外裂纹扩展有限元模拟的研究进展情况，并认为，在目前形势下发展精确的有限元技术预测裂纹稳定扩展过程是非常必要的。

基于数字图像相关技术的裂纹扩展测量

常用的管道钢断裂韧度测试方法包括夏比冲击试验(CVN)、落锤撕裂试验(DWTT)、裂纹尖端张开位移(CTOD)试验、裂纹尖端张开角(CTOA)试验、双试件法等。双试件法对低韧性材料的测试结果比高韧性材料的要准确,对于表征高韧性的钢管材料的断裂韧度来说,CVN和DWTT方法会受与韧性断裂扩展没有关系的能量耗散的影响,CTOA被很多国内外的学者认为测量结果准确度高,简便易行,是比较方便好用的止裂判据。在对金属裂纹扩展各种测试方法进行系统分析的基础上,研究了基于数字图像相关技术的稳定裂纹扩展阻力测量技术,开发了一种高精度快速测量硬件和软件处理系统,实际应用证明了该系统的实用性和可靠性。

裂纹尖端扩展位移场的云纹干涉实验分析

1.前言在裂纹的稳定扩展问题中,能否用J 作为控制扩展的参数是一个有争议的问题.文献[1]从理论上证明:在某些条件下,J 可用于分析和描述扩展.本文用实验的方法研究了扩展问题,对含中心裂纹的铝板试件,在扩展过程中的裂纹尖端位移场进行了分析,证明并讨论了裂纹尖端HRR 场及其变化,并在此基础上用HRR 理论拟合实测位移场求出了J以及J-△a 曲线.

基于扩展卡尔曼滤波的汽车质心侧向速度观测器

基于HSRI轮胎模型,建立了一种简化的、适用于实时运算的非线性轮胎力估计方法。推导了四轮两自由度汽车模型动力学方程。运用扩展卡尔曼滤波方法建立了汽车质心侧向速度观测器。汽车动力学综合仿真平台的仿真结果显示,采用非线性轮胎力估计方法能显著提高估计的精度。实车试验结果表明,该观测器估计结果的准确性和运算效率能满足DSC控制的要求。

弹塑性断裂的内参量热力学分析 Ⅱ.弹塑性裂纹体的裂纹扩展

采用内参量热力学方法讨论弹性—理想塑性体的裂纹扩展,主要在下两方面有更进一步的理论分析。一是对弹塑性断裂力学中的各种能量关系作出了统一的整理,讨论了弹塑性裂纹体的裂纹扩展和塑性变形的驱动力与阻尼力,并给出了相应的过程准则表达式以及能用于弹塑性柔度标定的计算公式。二是以中心裂纹体为例,分析了裂纹扩展的热力学稳定性条件,明确弹塑性裂纹扩展的热力学稳定性的全局性条件是不能满足的,然后转而结合具体的极限势函数方程来讨论恒位移状态下满足稳定性的局域性条件的各有关情况,区分出裂纹失稳扩展—止裂、明显稳定扩展(撕裂)和缓慢稳定扩展三种情况,并举例给出了应变—裂纹长大和应力—应变的计算曲线。

弹塑性断裂的内参量热力学分析——Ⅰ.线弹性裂纹体的裂纹扩展

本文在内参量热力学的理论框架内详细讨论了线弹性裂纹体的裂纹扩展问题。对线弹性断裂力学中所涉及到的各种能量关系作了统一的整理,其中包括Irwin的弹性能释放率——裂纹扩展力,Griffith的脆性断裂准则,以及Irwin-Kies的柔度公式和Paris的位移公式。本文以中心裂纹体为例,详细计算了裂纹扩展的稳定性,并区分恒载荷和恒位移两种情况,对材料断裂韧性测试中所遇到的失稳扩展,稳定扩展以及进发现象提供了理论说明。

基于数字图像方法的裂纹扩展阻力自动化测量技术

在对金属材料断裂韧性各种测试方法进行系统分析的基础上,研究了基于数字图像方法的稳定裂纹扩展阻力自动化测量技术,搭建了一套基于CCD数字相机的稳定裂纹扩展测量硬件系统,并开发了软件处理系统,介绍了判断金属材料断裂性能的裂纹尖端张开角(CTOA)的测量方法和试验步骤。

利用岩石声发射凯塞效应测定岩体地应力

将砂岩在整个变形阶段的声发射信号特征可划分为加载初期、压密阶段、裂纹稳定扩展阶段、裂纹非稳定扩展阶段、砂岩破坏阶段5部分。利用岩样声发射信号的特征,确定出岩石的凯塞效应点与其裂纹稳定扩展阶段的起始点相对应,并进一步得出岩石凯塞效应点的上限为裂纹稳定扩展阶段的终点,裂纹非稳定扩展阶段的起始点。凯塞效应点受岩样两端面的平行度、压机加载速率等有关,岩样端面不平整,在加载初期会有强烈的声发射信号;压机加载速率过大,声发射信号可能显示不出来或被后续更强的声发射信号所掩盖。计算出深度为670m处巷道周围天然应力3个主应力的大小和方向,与在现场用应力解除法和水压致裂法测得的天然应力相比,其数值基本一致,但方向存在一定的偏差。

热老化对电熔增材16MND5钢组织和力学性能的影响

将电熔增材制造反应堆压力容器16MND5钢在450℃下时效至3 000 h,通过力学性能测试和组织观察,分析老化时间对其组织和力学性能的影响。研究结果表明:随着热老化时间的延长,试样的抗拉强度和屈服强度分别提高5 MPa和6 MPa,断后伸长率和断面收缩率保持不变;试样的裂纹稳定扩展能量W_(p1)降低,导致裂纹扩展能量W_p降低,从而使总的冲击能量W_t降低47 J;长时热老化前后组织依然为先共析铁素体和粒状贝氏体。

Q345圆钢杆的疲劳破坏模型

为研究结构钢圆杆的疲劳破坏模型,以结构钢的椭球面断裂模型为开裂判据,由结构钢圆杆疲劳裂纹的裂尖真实应力场,计算出结构钢圆杆疲劳裂纹的失稳扩展面积、稳定扩展面积和稳定扩展长度.基于结构钢疲劳裂纹随加载次数加速扩展的试验事实,假定结构钢圆杆的疲劳裂纹稳定扩展速率是循环加载次数的单调递增幂函数,即双对数坐标系下结构钢圆杆的疲劳裂纹稳定扩展速率和循环加载次数为单调递增线性函数,积分后得到结构钢圆杆的疲劳裂纹稳定扩展长度和疲劳寿命间的函数表达式,导出结构钢圆杆的疲劳破坏模型.建议的结构钢圆杆的疲劳破坏模型表明,结构钢圆杆的疲劳寿命是名义最大应力、相对应力幅、初始裂纹位置和初始裂纹长度的复杂函数,不能简单化为仅是应力幅的函数.对Q345B圆钢杆进行了常幅循环应力疲劳试验,结果表明,Q345B圆钢杆的疲劳寿命随相对应力幅和名义最大应力的增加而降低.根据Q345B圆钢杆的疲劳试验结果,标定了其疲劳破坏模型参数,验证了建议的疲劳破坏模型精度.

用仪器化冲击试验机研究新型模具钢HHD冲击韧度

介绍了用仪器化冲击试验机研究模具钢冲击韧度。指出,用冲击力-位移曲线测出的裂纹稳定扩展功的大小,反映了材料的韧性好坏,弥补了用冲击总功作评估的不足。