线弹性断裂力学原理在木材中应用的特殊性与木材顺纹理断裂

阐述了线弹性断裂力学 (LEFM)的原理以及在木材中应用的特殊性 ,并以杉木和马尾松为研究对象 ,采用不同试样和方法测定了木材的顺纹断裂韧性KTLIC 。研究表明 ,建立在各向同性体之上的LEFM原理对木材裂纹顺纹扩张是适用的 。

基于线弹性断裂力学的注塑机拉杆组件的微裂纹稳定要素的研究及应用(上)

基于线弹性断裂力学的微裂纹理论,分析了注塑机拉杆组件的微裂纹稳定要素与断裂之间的关联。纠正了传统的拉杆组件非对称循环的运动力学的特性的观点,首次提出了拉杆组件脉动循环的弹性力学的运动特性的新观点,为科学运用微裂纹稳定的应力强度因子理论奠定了理论基础。创建了微裂纹稳定的应力强度因子的判据理论,解释了拉杆断裂的力学因素,提供了卸载性能的微裂纹稳定的理论设计依据。结合实例,提出了微裂纹稳定的可靠性安全系数均值、承载能力的综合系数、脉动循环屈服强度等三个要素的工业设计理论及应用原则,提出了微裂纹稳定的卸载段直径、螺纹段底径及拉杆螺母的设计理论及确定原则。研究了线弹性断裂力学要素与弹性力学性能之间、与质量控制之间的关联,探索提高微裂纹稳定的质量要素研发方向。运用创新的拉杆组件的线弹性断裂力学要素的工业设计理论,分析了断裂失效实例,进一步说明线弹性断裂力学要素的微裂纹失稳的研究有助于预测和防止拉杆组件的断裂现象的发生。

基于线弹性断裂力学的裂缝稳定性分析

对线弹性断裂力学中的两种计算应力强度因子的方法:外推法和奇异单元法进行了比较研究,并以某重力拱坝下游部位的裂缝为例,用外推法分析了荷载作用下裂缝的稳定性,建立了裂缝的预报模型。

钢筋混凝土纤维强化塑料复合梁的弯曲失效线弹性断裂力学模型

钢筋混凝土梁的受拉部位粘贴纤维强化塑料(FRP,fiberreinforcedplastic)板,可以提高整个结构的承载能力.随着载荷加大,在弯矩比较大的弯曲段经常出现钢筋层与FRP板之间的层间开裂和失效.建立了多层复合梁的层间裂纹分析模型,并对其失效行为进行分析.在线弹性断裂力学(LEFM,linearelasticfracturemechanics)范畴内,应力强度因子和能量释放率(或裂纹扩展力)是两个重要参量.提出了拉伸弯曲组合梁的能量释放率的计算方法,通过弯曲平面假设研究了复合梁的变形与受力特点,计算和讨论了裂纹在不同位置时的能量释放率.

基于线弹性断裂力学的注塑机拉杆组件的微裂纹稳定要素的研究及应用(下)

基于线弹性断裂力学的微裂纹理论,分析了注塑机拉杆组件的微裂纹稳定要素与断裂之间的关联。纠正了传统的拉杆组件非对称循环的运动力学的特性的观点,首次提出了拉杆组件脉动循环的弹性力学的运动特性的新观点,为科学运用微裂纹稳定的应力强度因子理论奠定了理论基础。创建了微裂纹稳定的应力强度因子的判据理论,解释了拉杆断裂的力学因素,提供了卸载性能的微裂纹稳定的理论设计依据。结合实例,提出了微裂纹稳定的可靠性安全系数均值、承载能力的综合系数、脉动循环屈服强度等三个要素的工业设计理论及应用原则,提出了微裂纹稳定的卸载段直径、螺纹段底径及拉杆螺母的设计理论及确定原则。研究了线弹性断裂力学要素与弹性力学性能之间、与质量控制之间的关联,探索提高微裂纹稳定的质量要素研发方向。运用创新的拉杆组件的线弹性断裂力学要素的工业设计理论,分析了断裂失效实例,进一步说明线弹性断裂力学要素的微裂纹失稳的研究有助于预测和防止拉杆组件的断裂现象的发生。

机械的有限寿命设计和试验 第十四讲 线弹性断裂力学寿命估算法

前面已经提到，实际的机件总不是理想的连续体，存在着初始裂纹。由于外力的作用，在裂纹的尖端产生应力应变场，在线弹性断裂力学中，应力场用应力强度因子K来衡量。对于交变载荷，用应力强度因子振程AK来衡量。裂纹在交变载荷的作用下不断扩展，扩展的速率除了与材料的特性有关外，主要取决于应力强度因子振程。因此，在寿命估算时，应用应力强度因子振程和裂纹扩展速率的关系式来进行，由材料抗力指标的研究中已知三种关系式：

基于线弹性断裂力学ABS树脂断裂行为分析表征

通过系列不同的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂缺口冲击实验,运用线弹性断裂力学理论对实验数据进行分析和表征,以确定在ABS树脂实际的使用或加工过程中,试样形状对材料性能的影响。实验结果表明:冲击功随缺口深度、跨距的增加而降低,随缺口底部曲率半径、厚度的增大而增大;临界能量释放率随缺口深度、曲率半径、厚度的增大而增大,随跨距的增大而降低。材料的力学行为受到材料几何形状的影响,冲击功、临界能量释放率受形状、缺陷影响。

线弹性断裂力学方法评定焊接接头根部的疲劳强度

本文用线弹性断裂力学方法评定了焊接接头根部的疲劳强度。论述了材料的疲劳裂纹扩展阻力。

基于线弹性断裂力学的深埋水工隧洞水力劈裂分析

我国西部地区水电站多位于高山峡谷地区,水工隧洞常被深埋于地下水位以下的位置,导致水工隧洞常出现水力劈裂现象。本文采用线弹性断裂力学分析方法从深部围岩裂纹扩展入手,建立深埋水工隧洞围岩力学模型,分析深埋水工隧洞的水力劈裂现象;在计算过程中同时考虑高地应力和高渗透压力两种情况,并引入广义临界水压力,导出广义临界水压力在拉剪复合模式下和压剪复合模式下的表达式,最后分析获得在压剪复合状态下的广义临界水压力与中心裂缝角度β之间的关系。

基于线弹性断裂力学的高速铁路桥梁细部结构疲劳寿命可靠性评估

桥梁结构的疲劳过程是一个受大量因素影响的极其复杂的现象,大多数影响因素从本质上说是随机的。该文首先建立极限状态方程来分析随机变量的数字特征,同时引入一阶二次矩的方法,应用基线弹性断裂力学的方法来对高速铁路空间刚架桥剪力销结构的疲劳寿命进行可靠性评估。

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。

CFRP加固疲劳损伤钢结构的断裂力学分析

金属结构,特别是承受反复荷载作用的在役钢结构,通常存在不同程度的缺陷和疲劳损伤。在钢结构的损伤部位粘贴FRP对其疲劳损伤进行加固具有很多优势。对含中央疲劳损伤裂纹钢板粘贴CFRP加固,改善其剩余疲劳寿命进行了理论分析。基于线弹性断裂力学理论,采用有限元计算模型对裂纹前端的应力强度因子进行了计算。并根据Paris_Erdogan裂纹扩展模型,计算了加固前后疲劳损伤钢板的剩余疲劳寿命,验证了这一加固方法的有效性。

FRP加固金属裂纹板的断裂力学分析

传统的金属结构加固方法会形成新的疲劳源,而粘贴FRP加固则具有明显的优势．提出了“三维实体-弹簧-壳元”有限元模型,金属板采用三维实体单元, FRP采用壳单元,用弹簧单元来模拟FRP与金属板之间的胶层,对金属裂纹板粘贴FRP加固后的性能进行了线弹性断裂力学分析,并对影响金属板裂纹前缘应力强度因子的参数进行了讨论．分析结果表明,采用高弹性模量的FRP和增加FRP的厚度对改善加固效果非常明显．

断裂力学理论及其研究方法在材料学中的应用

综述了断裂力学理论的产生和发展的历史过程及断裂力学理论的主要内容。论述了断裂力学的两大理论:线弹性断裂力学理论和弹塑性断裂力学理论的主要内容及其研究方法在材料磨损研究以及估算材料使用条件和安全寿命研究方面取得的成果以及发展水平。

多参量断裂力学广义杂交/混合裂纹有限元法

通过研究广为人知的断裂力学单变量八节点位移裂纹QPE元和Akin族奇异单元法 ,本文运用经典局部裂纹解析解 ,与非协调假设应力杂交 混合元列式方法相结合 ,提出用于分层各向异性材料的多变量半解析假设应力奇异广义杂交 /混合裂纹有限元法 ,能克服现有位移裂纹元法的域应力分布精度低和高次单元所需计算容量大的局限性 ,互为补充 ,更有利于结构裂纹扩展分析和应用研究。文中设计了一个半解析奇异裂纹平面单元 ,各向同性材料板算例验证了退化二次八节点协调位移裂纹元及六节点非协调奇异应力裂纹元 ,说明采用稀疏及加密单元网格 ,两类裂纹单元分别从上下逼近收敛于实验和理论参考解 ,可得到吻合程度较好的 1/r奇异应变和应力分量以及应力强度因子值 。

高分子材料断裂力学评价方法研究进展

简要介绍了线弹性断裂力学、弹塑性断裂力学和基本断裂功这3种方法的理论背景和前提假设、材料参数的试验测试方法和计算过程、试样预制裂纹对测试结果的影响以及近些年在高分子材料上的应用研究进展,并对3种研究方法的应用范围和特点,具体实用效果进行了对比分析。

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。

室内水压致裂实验的断裂力学分析

在施加围压的条件下对7种不同类型的岩石试样进行室内水压致裂实验，测量其破裂压力值。实验采用的岩样为带中空孔的圆柱型试样（试样直径为40mm和62mm）。通过向孔内注水压或在孔内放置可膨胀聚合物套管的方式施加孔压。由胡克围压舱施加围压，围压值控制在45MPa。本文最后对实验所得的破裂压力值与用线弹性断裂力学数值模型计算的理论破裂压力值进行了对比。

击实粘性土断裂韧度KIC的试验研究

用线弹性断裂力学理论,研究土体中裂缝的产生和扩展过程的可行性已经为很多学者所认可,但对土体断裂韧度断裂韧度KIC的测试方法尚未形成共识。标准的三点弯曲试验中,土梁可能仅在自重作用下就发生断裂破坏,即使不发生这种试验前的断裂破坏,由于试样自重与断裂荷载相比是不可忽略的,试样自重对试验结果也存在较大影响。首先对标准三点弯曲试验方法进行了改进,研制了适于测试土体断裂参数的测试仪,并用其对某堆石坝心墙料的室内击实试样进行了断裂韧度KIC的测试,论证了线弹性断裂力学的适用性,研究了试样干密度和试验含水量对断裂韧度KIC的影响。

关于加气混凝土断裂行为的研究

在本研究中对加气混凝土梁在不同初始裂纹相对长度、不同高度以及不同体积比例等情况下的断裂韧性、断裂能以及载荷—裂纹口张开位移—裂纹尖端张开位移—裂纹尖端前沿区若干测点张开位移全曲线进行了系统研究。结果表明,加气混凝土是断裂敏感的,断裂韧性值不决定于初始裂纹长度,对于大尺寸试件,所测断裂能和断裂韧性值符合方程K2IC=EGF,已成为有效值。