裂纹角影响下的裂纹转子非线性分析

利用拉格朗日方程建立了非稳态油膜力作用下的转子-定子-轴承系统裂纹故障的力学模型,应用数值分析方法提取了裂纹角变化时转子系统的动态响应,揭示了系统分岔特性和进入混沌的途径。研究结果表明:当裂纹角作为唯一控制参数时,系统呈现出复杂的非线性动力学行为。该结果为大型旋转机械的故障诊断提供了理论依据。

橡胶磨损花纹裂纹角的分形计算法

在考察橡胶磨损花纹裂纹角与橡胶磨损表面分形维数关系的基础上，提出了用分形计算橡胶磨粒磨损的磨损花纹裂纹角的新方法，发现丁苯橡胶和丁腈橡胶磨损花纹的裂纹角在不稳定磨损阶段基本保持不变，而在稳定磨损阶段则随法向载荷的增大而减小．

裂纹角的大小对裂纹转子振动特性的影响

将离心叶轮转子系统简化为Jeffcott转子系统,在考虑非线性油膜力的基础上,综合考虑了系统的流体激振力,建立了含有裂纹故障转子的动力学模型。运用数值积分法分析了不同裂纹角下系统响应随转速变化的分岔图、相图和Poincare映射图等,结果表明,裂纹深度一定的情况下,随着裂纹角的增大,流体激振力和非线性油膜力对转子系统分岔特性的影响也逐渐增大。

Q235连铸板坯角部裂纹形成机理及控制

为了解决Q235连铸坯角部裂纹缺陷,采用缺陷微观形貌分析和工艺参数影响规律统计分析相结合的方法研究了缺陷形成原因。结果表明:铸坯矫直前AlN大量析出是其产生角部裂纹的主要原因。基于AlN析出热力学分析,随着钢中铝和氮含量降低,AlN开始析出的温度下降,矫直温度范围内AlN析出量显著减少。考虑实际生产,确定了降铝措施作为改善铸坯角部裂纹缺陷的控制措施,现场应用后,Q235连铸板坯角部裂纹指数由3.59下降到0.19,钢中铝的质量分数平均下降126.64×10^(-4)%,合金使用成本降低。

拉伸和弯曲载荷作用下含R槽方形壳角裂纹应力强度因子计算

为了求解拉伸和弯曲载荷作用下裂纹截面上多个不同的奇异应力场的应力强度因子,在断裂力学理论基础上,运用J2积分法和材料力学中平截面假设,以含R槽方形壳对称穿透角裂纹的应力强度因子为例进行分析研究。结果表明,J2积分法以及材料力学中平截面假设可用于确定拉伸和弯曲载荷作用下裂纹截面不同应力场对应的应力强度因子;提出的不同应力强度因子之间的关系式简化了具有复杂裂纹的含裂纹工程构件的应力强度因子求解,为解决复杂应力场所对应的应力强度因子问题提供了思路。同时将有限元解与本研究解进行了比较,两者吻合较好。

反应堆压力容器接管区角裂纹应力强度因子影响系数法适用性分析

分别采用有限元法(FEM)和合乎使用(FFS)规范ASMEⅪ附录G,API 579,RCC-MRx中的影响函数法计算了断裂力学参数,求解了不同工作载荷和不同裂纹尺寸下的反应堆压力容器接管区角裂纹应力强度因子(SIF),对比了不同方法中SIF计算结果的差异,并讨论了采用不同合乎使用规范进行工程结构断裂参量计算的适用性。结果表明,对于裂纹前缘最深点应力强度因子的计算,随着裂纹尺寸的增加,基于API 579和方法2的SIF结果由不保守约10.00%逐渐变化为保守约10.00%;RCC-MRx方法的保守度为12.50%和20.00%之间;ASME方法1的SIF结果的不保守度逐渐增大,最大不保守程度可达到15.00%左右。对于裂纹前缘SIF最大值的计算,API 579,ASME方法1和ASME方法2的不保守度可接近20.00%;ASME方法2比其他3种方法的不保守度更大,最高可达34.65%。现有的FFS规范方法不适用于计算接管区角裂纹前缘的最大值,需要发展新的计算方法或公式。

60Si2Mn弹簧钢盘条拉拔裂纹原因分析

针对60Si2Mn弹簧钢盘条在拉拔、淬火后出现的表面裂纹,通过对缺陷钢丝进行取样分析,确认为连铸坯缺陷导致,进而检查铸坯发现铸坯存在角部裂纹与之相对应。对铸坯角裂产生的原因进行分析,并提出了有效的控制措施,最终消除了铸坯角部裂纹缺陷。

基于近场动力学的角焊缝裂纹扩展

本文以键基近场动力学理论为基础,研究角焊缝裂纹与孔洞缺陷下的裂纹扩展,分别预设2a = 10 mm,2a = 8 mm与2a = 6 mm裂纹进行裂纹扩展模拟,且与试验作对比验证模拟的准确性;并预设半径为R = 1.5 mm的孔洞进行裂纹扩展模拟,以验证用键基近场动力学用于模拟角焊缝裂纹扩展的可行性。

板坯角部横裂纹的快速检验

角部横裂纹(以下简称角裂)是炼钢厂连铸工序生产过程中常见的缺陷,多出现在板坯内弧的角部位置,裂纹若被带到轧制工序,很大几率在板带成品上造成边裂及边部翘皮缺陷。目前国内大多数钢厂采用冷态检验方式判定质量,此种方式的检查周期较长;另一种是倒角切除的方式通切,此种方式人工成本增加、影响板坯收得率。为缩短板坯角裂缺陷检查周期,靶向清除角裂缺陷,提高轧制后板带成品合格率。本文采用新方法对板坯内弧角部进行检查,判定板坯是否有角裂缺陷,将判定时间缩短至8 min,试验表明,该方法对于检查板坯角裂缺陷的时间缩短,是有效的。

180 mm×180 mm AH32钢铸坯振痕特征对其角部横裂的影响

AH32钢连铸坯常用于制作球扁钢。某尺寸为180 mm×180 mm的AH32钢铸坯角部出现横向裂纹。为此,采用热酸洗、图像处理、扫描电子显微镜等研究了铸坯角部和中部振痕的不均匀度和深度对其角部横裂纹发生的影响。结果表明:铸坯角部振痕不均匀度小于14%时,角部横裂发生率均值为0.75%,大于14%时角部横裂发生率明显增大;铸坯中部振痕不均匀度小于44%时,角部横裂发生率小于0.50%,且铸坯角部振痕深度控制在500μm以内,角部横裂发生率能保持在0.25%以下,满足质量要求。

管坯用圆钢12Cr1MoVG表面长裂纹原因分析及改进措施

按照GB/T 31212—2014标准对12Cr1MoVG管坯用圆钢进行了表面漏磁探伤,结果表明,深度>0.30 mm的长裂纹比例占15%左右,分析发现造成管坯用圆钢表面长裂纹的主要原因是铸坯角部裂纹。通过采取将中包钢水过热度由15~30℃提高到35~45℃,铸坯拉速由0.85 m/min提高到0.95 m/min,铸坯采取弱冷和均匀冷却等措施来解决了该问题。12Cr1MoVG管坯用圆钢长裂纹比例降到了3%以下。

含铌、钒、钛微合金钢连铸坯角部横裂纹研究现状

在微合金钢连铸生产过程中,角部横裂纹一直未得到有效解决,裂纹的存在减少了铸坯热送量,严重影响生产顺行。综述了微合金连铸坯角部横裂纹的形成机理,重点分析了铌、钒、钛等微合金元素对角部横裂纹的影响,分析了防止横裂纹产生的措施,认为消除微合金钢连铸坯角部横裂纹的最有效方法是控制铸坯表层微观组织,使其具有较低的裂纹敏感性,克服连铸弯曲与矫直过程中产生的应力,而不产生裂纹。

锪窝孔边扇形角裂纹应力强度因子的三维有限元分析

根据航空等领域内锪窝铆接及锪窝锣接构件的典型结构特征 ,采用三维的十节点四面体等参有限单元模型 ,分别对无裂纹及孔边含裂纹锪窝孔 /直通孔结构进行了模拟分析 ;得到了锪窝孔构件的危险部位及90°,1 2 0°锪窝孔边扇形角裂纹的应力强度因子 ,给出了覆盖面广的计算曲线 ;通过对计算结果的分析 ,讨论了裂纹长度、孔径以及板厚等因素对应力强度因子的影响。和已有的文献比较表明 ,本文数值结果精确 ,方法可靠。

铆钉填充锪窝孔边角裂纹应力强度因子分析

采用工程有限元软件ANSYS建立含铆钉填充锪窝孔板有限元模型,计算了不含铆钉填充的锪窝孔边单侧扇形角裂纹、含铆钉填充净配合锪窝孔边单侧扇形角裂纹和含铆钉填充锪窝孔在不同干涉量下孔边单侧扇形角裂纹前缘的应力强度因子的值,分析了铆钉与锪窝孔干涉配合量对孔边裂纹前缘应力强度因子的影响规律,给出了铆钉与锪窝孔干涉配合时的最佳配合量及有效干涉量范围,为铆钉设计提供了参考数据和指导性建议,对于铆接结构设计具有重要的工程实用价值。

复合型裂纹的裂纹面扭转角

针对含有Ⅲ型裂纹的复合型裂纹扩展后,裂纹面发生扭转,提出垂直于裂纹扩展方向平面上的最大周向应变控制裂纹面的扭转。并推导了各种复合型裂纹面扭转角公式,Ⅰ-Ⅲ复合型裂纹扩展速率试验表明:裂纹面扭转角的试验值与静载失稳条件下的理论值符合得较好。

立-平轧制过程轧件角部裂纹的扩展与愈合

采用显式动力学有限元方法和几何模型更新技术,对立-平交替轧制过程中轧件角部裂纹的扩展与愈合进行了数值模拟．研究了平辊身立辊和带孔型立辊两种条件下,轧件角部表面横向裂纹的形状变化、裂纹内侧面接触压力变化、裂纹表面节点的位置变化．模拟结果表明:采用平辊身立辊轧制时,轧件角部裂纹愈合较好,而采用带孔型立辊时,轧件角部裂纹在平轧后,可能再一次被拉开．模拟结果与实验结果趋势一致,研究结果对预报热轧过程中板坯的边部裂纹出现、提高产品的边部质量有参考价值．

方坯表面角部横裂纹成因分析及解决措施

结合安钢150mm连铸小方坯表面角部横裂纹攻关的实践分析其成因,提出了改进措施,实施后取得了良好的效果。

裂纹起裂角预测方法研究

为研究裂纹起裂角的预测方法,提出一个适用于岩石类材料小范围的屈服准则,旨在预测弹塑性材料的破坏行为。基于该屈服准则,推导出Ⅰ、Ⅱ及Ⅰ-Ⅱ混合型裂纹尖端塑性区半径,并对在单轴拉伸和纯剪切等荷载作用下的裂纹尖端塑性区进行分析。结果显示,荷载加载方式、裂纹倾斜角和材料内摩擦角对塑性区形状与大小有显著影响。根据对裂纹尖端塑性区的分析,基于裂纹沿塑性区最短路径扩展这一假设,在所提屈服准则的基础上导出新的断裂准则,该准则可预测裂纹开裂初始角。相较于其他断裂准则,所提准则与文献试验结果吻合更好,能更加精确地预测裂纹起裂角。

椭圆孔边角裂纹应力强度因子的权函数求解方法

飞机结构中一些用作检查的开口常常设计为椭圆孔,椭圆孔边三维裂纹应力强度因子的计算是该类结构损伤容限分析的关键技术。应用组合法思想构造了椭圆孔边裂纹的权函数,给出片条合成法求解含椭圆孔边三维角裂纹应力强度因子的求解方法,计算了椭圆孔边角裂纹受远方拉伸情况下的应力强度因子,研究了椭圆孔曲率半径对应力强度因子的影响,给出可供工程参考的结果和结论。

尖角裂纹周围应力场分析

对于裂纹的分析,不仅要研究裂纹边界的应力状况,而且还要研究离开裂纹边界一定范围内的应力变化情况。针对尖角裂纹,采用弹性断裂理论和复变函数理论建立计算模型。通过保角映射方法建立精确的边界条件,解决了尖角裂纹的边界条件问题。根据所求得的尖角裂纹应力表达式对不同的裂纹张开角对应力分布的影响进行全面的研究。得到了不同张开角的尖角裂纹周围应力分布。并对不同裂纹张开角的应力场进行了比较全面的分析。