EFFECT OF NON-PROPORTIONAL OVERLOADING ON FATIGUE CRACK GROWTH

The effect of proportional and non-proportional overloading on mode l fatigue crack growth have been studied,and the influences of crack tip plastic zone,crack tip blunting as well as crack closure were discussed.Proportional(model I)overloading may cause more serious crack growth retardation than non-proportional(mixed mode)overloading.Therefore,for estimating the fatigue life of engineering structures to simplify a real overload which may of- ten be non-proportional as a proportional one is not always safe.

考虑分级加载的连续非线性Chaboche-Paris全寿命模型

结构疲劳全寿命可分为裂纹萌生和裂纹扩展两个阶段,裂纹萌生寿命和裂纹扩展寿命的预测通常分开进行,很少有理论能将两者合二为一。结合CHABOCHE提出的非线性损伤理论,对Paris公式进行修正,将其扩展至全寿命阶段;建立损伤累积与裂纹长度关系模型,分析分级加载对损伤累积的影响。计算结果表明,提出的Chaboche-Paris全寿命模型对无初始裂纹结构的寿命预测结果与其S-N疲劳试验数据结果一致,对具有宏观可见裂纹结构的寿命预测结果与Paris公式计算结果一致,验证提出的全寿命模型在全寿命预测和裂纹扩展寿命预测两个阶段的可用性和正确性;分级加载时,Chaboche-Paris模型可以体现出加载顺序对疲劳损伤累积的影响,当外载为低-高加载时,循环比之和大于1,当外载为高-低加载时,循环比之和小于1,与试验结果吻合。

FATIGUE CRACK PROPAGATION FOR BIAXIAL STRESS CYCLING

Based on the experimental study of complex biaxial mode Ⅰ fatigue crack growth and the discussion on Von Mises'theory,a new approach is proposed for correlating crack propaga- tion rate under both in-phase and out-of-phase biaxial stress cycling.The results emphasize the contribution of plasticity to fatigue crack growth.

钢筋混凝土结构裂缝成因及质量控制措施

钢筋混凝土结构是现代建筑中广泛应用的一种主要结构形式,然而,裂缝问题一直是其施工和维护过程中的关键挑战之一。论文分析了荷载裂缝和非荷载裂缝的成因,提出了一系列的裂缝控制措施,包括表面封闭法、注射法、压力注浆法以及填充密闭法,同时给出了结构裂缝的加固措施,这些措施的实施有助于减少裂缝的产生,提高钢筋混凝土结构的整体质量水平。

高速公路沥青路面面层裂缝的成因及防治

沥青路面以其良好的行车性能、较低的造价成为高速公路面层的首选材料。然而,随着使用时间的延长和车辆荷载的增加,沥青路面难免产生裂缝等病害,威胁路面的使用性能和服务寿命。文章以高速公路沥青路面为研究对象,分析了沥青路面面层的裂缝类型、成因,从优化设计、裂缝灌缝、表面铣刨重铺以及加铺沥青面层四个方面提出了高速公路沥青路面面层裂缝防治对策,以期为高速公路沥青路面裂缝的科学预防与治理提供理论指导和技术支持。

多轴疲劳裂纹扩展行为研究

利用扫描电镜对多轴比例和非比例加载下的疲劳试样的断口面和外表面进行扫描观测分析。根据薄壁管拉—扭复合加载试件断口附近表面观测结果 ,统计其裂纹扩展的位向 ,研究多轴疲劳裂纹萌生及扩展机理。研究表明 ,多轴疲劳裂纹主要是沿最大剪切平面或垂直于管形试样的轴线方向扩展。在多轴比例加载条件下 ,裂纹分布的分散性较小。在非比例加载条件下 ,随着相位差的增大 ,分散性增大。

内压载荷作用下含纵向穿透裂纹弯头的塑性极限载荷

弯头是管道系统中最薄弱、最容易失效的管件。研究含缺陷弯头的塑性承载能力在整个压力管道系统安全评定中占有重要地位。利用求取直管极限载荷的鼓胀系数法建立不考虑直管影响的含缺陷弯头的塑性极限载荷估算式。采用三维弹塑性有限元技术,对内压载荷作用下含纵向穿透裂纹弯头的塑性极限载荷进行系统分析。结果表明,裂纹削弱系数(PL/PL0)与厚径比(t/rm)无关,在实际工程应用中可忽略厚径比对裂纹削弱系数的影响。裂纹对长半径弯头的塑性极限承载能力影响程度明显大于对短半径弯头的。

动力荷载作用下杆系钢结构节点疲劳裂纹扩展断裂破坏的分析方法

基于ANSYS有限元计算软件,提出杆系钢结构节点疲劳裂纹扩展断裂破坏的分析方法。首先介绍杆系钢结构节点子结构的多尺度有限元计算方法的原理和含三维裂纹节点子结构的有限元建模方法。其次提出疲劳裂纹扩展实时应力强度因子的计算方法及通过对节点子结构荷载边界条件采用分组的方式计算出多轴非比例加载情况下的应力强度因子幅的方法。再次通过Paris裂纹扩展公式完成裂纹扩展的疲劳寿命计算。最后通过一个铁路钢桁架桥工程实例的详细分析,得到其节点区疲劳裂纹扩展的全过程,并对此桥的疲劳寿命进行预测。

复杂载荷三维裂纹分析双重边界元法

提出可用于高温、高转速状态下的热动力机械三维含裂构件热弹性分析方法——双重边界元法.首先建立了考虑温度及离心载荷的双重边界积分方程组,并对边界积分方程组的选取及适用范围进行了讨论。然后提出角非快调元模型离散技术。接着提出超奇异积分方程分析去除奇异性方法及数值积分技术.数值算例表明计算结果与有关权函数解十分吻合,说明了用双重边界元法计算复杂载荷条件下三维应力强度因子的有效性.还讨论了有关热应力强度因子权函数解的适用范围.

合成纤维混凝土楼板中长期非荷载抗裂性能

为了探讨解决现浇混凝土楼板中长期非荷载抗裂性的难题,对聚丙烯纤维混凝土的平板进行了中长期抗裂试验,研究聚丙烯纤维对提高混凝土中长期抗裂、抗渗等耐久性能的效果和机理,通过实际工程的应用进一步验证了聚丙烯纤维对混凝土裂缝有较好的抑制作用。研究结果表明,聚丙烯纤维对混凝土中长期裂缝有较好的抑制作用;聚丙烯纤维能有效改善混凝土的抗渗性能;聚丙烯纤维使混凝土的抗拉强度、拉伸极限应变、临界断裂时的最大裂缝宽度增加。使用聚丙烯纤维混凝土楼板具有较显著的经济效益和社会效益。

电磁固体非均匀载荷作用下的裂纹分析

根据广义Crouch基本解和广义不连续位移边界元方法,研究电磁固体中的裂纹在非均匀载荷下的广义应力强度因子和裂纹腔内的电位移和磁感应强度,以及电磁均不可穿透和电磁均可穿透边界条件对解的影响。以线性分布的力载荷为例,给出三维电磁固体方形裂纹问题的解。运用迭代方法,求解在非均匀载荷作用下裂纹张开模型的解。作为特例,给出抛物线型载荷作用下二维裂纹问题的数值解。

裂纹尖端疲劳塑性区研究

循环塑性区大小是疲劳断裂研究中非常重要的一个参数。本文运用数值方法,考察了不同塑性本构模型、有限单元尺寸、几何非线性、载荷比等参数对于裂纹尖端疲劳塑性区大小的影响。结果发现除塑性本构模型外其他参数对于裂纹尖端疲劳塑性区大小影响不大。同时对Ⅰ、Ⅱ型混合裂纹在多轴非比例载荷下给出了由Jiang和Kurath定义的疲劳塑性区,由于其定义与应力强度因子无关,可以适用于复杂疲劳载荷下的混合型裂纹。

20g钢高温裂纹扩展控制参量

在 2 0 g钢高温裂纹扩展实验基础上 ,将裂纹扩展速率da/dt分别与断裂参量静截面应力σnet、应力强度因子K和C 积分相关联 ,以寻求非稳态蠕变扩展阶段 ,高温裂纹扩展速率的恰当控制参量·研究结果表明 :断裂参量静截面应力、应力强度因子与裂纹扩展速率之间的关系受到加载速率和温度影响·在 4 0 0℃和 5 0 0℃下 ,C 积分与裂纹扩展速率均存在着惟一的关系·用C 积分控制 2 0 g钢高温裂纹扩展速率da/dt较合适 ,并建立了 2 0

比例与非比例加载下多轴疲劳断口分析

利用扫描电镜对多轴比例和非比例加载下的薄壁管多轴疲劳试样的断口表面进行扫描观测分析。根据试件不同加载路径下的疲劳断口观测结果,研究多轴疲劳裂纹萌生及扩展机理。结果分析表明,比例加载下疲劳断口形式与单轴情况相似,具有Ⅰ型疲劳条纹特征。非比例加载下断口形式主要表现为Ⅰ型与Ⅱ型混合型断口特征。结合多轴非比例加载下的宏观力学条件,在微观机理方面探讨多轴非比例循环下的附加强化机制。

内压载荷作用下含缺陷弯头的塑性极限载荷有限元分析

采用三维弹塑性有限元技术,对内压载荷作用下含纵向穿透裂纹弯头的塑性极限载荷进行了系统分析。结果表明,裂纹削弱系数(PL/PL0)与厚径比(t/rm)无关,在实际工程应用中可忽略厚径比对裂纹削弱系数的影响。裂纹对长半径弯头的塑性极限承载能力影响程度明显大于对短半径弯头的。

复合材料单层板非弹性主方向的裂纹尖端应变能释放率

本文研究线弹性正交异性复合材料单层板非弹性主方向的断裂问题.推出了非弹性主方向坐标系和弹性主方向坐标系的特征根和柔度系数的变换公式.将裂纹尖端应力与位移代入应变能释放率的基本公式,得到了在斜对称载荷作用下,用弹性主方向坐标系的工程参量表示的裂纹尖端应变能释放率的计算公式.

千斤顶推力不均对盾构管片裂纹扩展的影响研究

针对上软下硬复合地层盾构隧道施工阶段千斤顶推力不均造成管片裂损问题,基于扩展有限元理论,运用ABAQUS有限元软件,建立管片三维有限元模型,模拟3种推力不均工况,对裂纹形态特征、扩展规律、扩展路径进行分析,并提出相应的工程改进措施。研究结果表明:管片裂纹多位于最大推力位置,裂纹形态表现为边角部、手孔和螺栓孔附近大范围线状裂纹。千斤顶推力大小、位置与管片裂纹的分布形态直接相关,千斤顶推力越大,最大推力位置越靠近端部,管片裂损区域越大。裂纹扩展呈现台阶式递增的特点,可以分为3个阶段,第三阶段的裂纹扩展最迅速,管片结构出现区域性破坏。通过优化管片结构、控制施工不良荷载与盾构姿态等措施,可减轻盾构施工阶段管片裂损程度。

沥青路面非荷载型裂缝的施工预防措施

从半刚性沥青路面的的底基层、基层两个角度对半刚性沥青路面非荷载型裂缝的产生原因进行了分析,指出了裂缝产生的主要影响因素,并着重从施工方面提出了一些减少非荷载型裂缝、延长路面使用寿命的方法。

砖混结构现浇楼板裂缝分布分析

结合工程实例对楼板裂缝形态及分布进行了分类分析,总结出裂缝分布规律,并对裂缝的性质进行判别。

用预应力控制混凝土楼板非荷载裂缝的试验方法

采用现浇钢筋混凝土楼板的住宅,顶层经常发生非荷载裂缝。通过对现行规范及试验方法的分析,提出采用先张法对楼板部分受力钢筋施加预应力,可有效控制楼板的非荷载裂缝。介绍试验方法和装置,试验结果证明,这一技术能有效提高楼板的抗裂性能。