曲轴的断裂分析及其计算模型的进一步讨论

本文从曲轴实际断裂面的形态出发,分析计算了以连杆轴颈下过渡圆弧之圆心为极座标原点所作各射线截面上极点的弯曲应力,并根据断裂力学中的σ_(θnia)x判据和疲劳理论中的应力梯度对疲劳裂纹扩展影响的观点,结合光弹试验结果提出了裂纹扩展阻力的概念。本文应用于170F曲轴断裂分析,由计算得到的断裂面位置与实际断裂面位置相当吻合;文章讨论了曲轴强度计算中通常采用的矩形刚架模型的缺点和改进意见;此外,文章中还讨论了运用本计算分析方法以确定曲轴强度的薄弱环节,并提供了提高曲轴强度的具体途径。     

船用6160A型柴油机曲轴断裂强度分析和实验

根据线弹性断裂力学和光弹性实验方法,对6160A型柴油机曲轴（球墨铸铁QT60－2）的三维应力状态、断裂力学参数进行了分析和实验研究,以预报带裂纹曲轴安全可靠性和寿命,为船舶检验周期提供新的理论和实验依据．     

工程控制理论在规则断裂中的应用

从裂纹技术的需要出发 ,根据工程控制理论和断裂力学的基本原理 ,对控制规则断裂过程做了初步的理论分析 .建立了数学模型和基本分析模型 ,讨论了规则断裂过程的稳定性 ,并用能量法建立裂纹扩展的稳定性判据     

皮囊蓄能器外壳断裂力学分析

本文报告了对 NXQ-L40/320皮囊蓄能器外壳进行断裂力学分析的结果。首先实验测定了外壳材料30CrMnSiA 钢材的断裂韧度和裂纹扩展速率,然后以此为基础计算了外壳的容许裂纹(缺陷)尺寸和疲劳断裂寿命,最后对外壳没计和选材的安全性、合理性作出了评价。     

直升机桨毂支臂轴颈的断裂问题

本文应用断裂力学理论系统地分析了直升机浆毂支臂轴颈的断裂问题;测定了18CrNiWA钢的断裂韧度、裂纹扩展速率、门槛值、断口形貌转变温度等断裂参数;给出了圆轴、圆筒表面裂纹在弯曲条件下的应力强度因子K_1和裂纹面积扩展率的表达式;分析了轴颈的临界裂纹面积与剩余疲劳寿命,确定了检修期;浆毂支臂轴颈疲劳实验表明本文的结论是可信的.     

机械加工中的断裂设计概论

断裂力学广义地说是裂纹理论。它是把构件看成是连续和间断的统一体,研究材料抵抗断裂、控制裂纹扩展及防止结构断裂破坏的一门新发展起来的强度科学。 本文则在断裂力学理论基础上,研究了新的裂纹应用技术。也就是设法利用裂纹和裂纹的失稳扩展,以快速、低能耗实现各种材料连续界面的规则分离。这就需要主动设计制造敏感的缺口,设计制造对脆断敏感的应力状态,设计并利用缺口的锐度效应、疲劳效应和设计相应的预荷方式——所有这些统称为“断裂设计”。 本文以机械加工中的断裂设计研究为起点,但其应用前景是很广的;应该说,断裂设计适用于各种固体连续界面分离的加工。     

含半球形缺陷无限大弹性体表面裂纹的数值分析

为了防止航天器在受到撞击后造成灾难性破坏,选取含半球形表面缺陷和表面裂纹的三维线弹性体(简称表面缺陷裂纹问题)作为研究对象,针对几种相关模型,采用康奈尔大学断裂力学小组编制的FRANC3D边界元软件对断裂分析中的关键参量--应力强度因子进行了数值分析,计算出了含半圆形表面缺陷裂纹体无限大和有限大的界限.半球形表面缺陷影响下,表面裂纹前沿的应力强度因子均随着裂尖与前自由表面间距离的增大而减小.     

裂纹参数对深水海底管道疲劳寿命的影响

分析海底管道在运行期间产生缺陷的类型,并统计了近几年发生的海底管道事故的原因,发现裂纹缺陷的出现是引发这些管道事故的首要原因.裂纹缺陷会引发管道泄漏甚至断裂.针对裂纹缺陷对海底管道疲劳寿命的影响,考虑断裂力学的相关理论,运用ANSYS有限元软件对管道所受的载荷情况、管壁上裂纹的长度、深度等参数进行了敏感性分析,研究了各参数对管道疲劳寿命的影响规律,并得出了管道失效的主要原因.仿真结果表明:载荷区间、裂纹长度、深度变化都会对管道的疲劳寿命产生较大的影响,其中裂纹深度的变化是管道疲劳寿命的主要影响因素.分析结果可以为海洋工程实际提供参考.     

边界单元法在断裂力学中的应用

本文从弹性力基本方程出发,叙述了用边界单元法求解断裂力学问题的基本原理和数值计算方法.在微机上用常量单元计算了承拉双边裂纹板和中心裂纹板的应力强度因子K_1和裂纹张开位移,论证了边界单元法用于断裂问题的有效性.     

带裂纹碾压混凝土层面强度尺寸和边界效应

研究了碾压混凝土层面中带不同削弱度裂纹时远场强度的尺寸和边界效应,指出对强度影响的不仅仅是试件尺寸,也包括试件边界、裂纹长度和裂纹数量等因素.应用界面断裂力学理论和混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型断裂准则,对Hu和Wittmann的强度效应律做了理论上的扩展,使之符合碾压层面抗拉强度的断裂特性;最后建立了碾压混凝土层面强度的尺寸与边界效应回归曲线.     

冲击式采煤煤体冲击劈裂厚度的确定

根据动力学及断裂力学的有关理论,对煤体断裂准则及裂纹扩展速度进行了研究,确定了合理的冲劈厚度。     

快速调峰锅炉汽包寿命的断裂力学方法

在锅炉的安全性评定和寿命分析时,从锅炉设备构件存在缺陷这一实际情况出发,以断裂力学的观点和方法建立适用于快速调峰锅炉汽包的安全性评定和缺陷疲劳扩展寿命估算的方法,并应用这些规律对裂纹体进行实例断裂分析和缺陷评定,以确保设备构件在使用期间的安全可靠性.     

复合材料损伤与断裂力学研究

对纤维增强聚合物基复合材料进行了损伤与断裂力学分析,建立了材料的模型,采用基体横向裂纹的剪切迟滞分析获得较好的基体开裂的定量分析结果;采用边界配置法计算各向异性材料裂纹体的应力强度因子,建立裂纹的扩展判据,并对纤维断裂进行了弹性分析.针对玻璃纤维/酚醛复合材料层板进行了理论和实验分析,得到材质裂纹密度与刚度退化的相关曲线,实验结果验证了理论分析结果的正确性;得到应力强度因子S随裂纹尺度的变化曲线和对纤维断裂和脱胶引起的刚度退化的计算结果.     

准脆性类材料的等效裂纹断裂模型

基于线弹性断裂力学和叠加原理提出处理准脆性材料裂纹尖端微裂区的等效裂纹断裂模型，得到该模型在混凝土材料断裂研究中的方法和程序．该模型将线弹性断裂力学与非线性断裂力学方法融为一体，能较为准确地研究准脆性材料的断裂问题；使用该模型，可以有效、方便地探讨研究混凝土材料的断裂规律，得到初始参数与其断裂特征的联系，为改善混凝土性能、设计优良混凝土材料提供理论依据．并给出了应用实例     

结构非概率可靠性模型在断裂力学分析中的应用研究

工程实际中的构件或材料由于不可避免地存在缺陷或裂纹,其强度大大低于理想模型的强度.考虑含裂纹结构的性能参数、几何参数及作用载荷、缺陷特征等的不确定性的可靠性分析具有重要的工程实际意义.针对大型、贵重构件或材料样本数据少、统计信息缺乏的情况,提出了含缺陷结构断裂失效的非概率可靠性分析方法.对非概率可靠性度量方法进行了分析、比较,由于以断裂判据建立的功能函数往往为多维非线性方程,针对非概率集合可靠性模型的计算困难,提出用Monte-Carlo模拟方法计算非概率可靠度具有易实现、精度高的特点.本文方法克服了概率断裂力学(PFM)方法需要大量统计数据的局限性,具有重要的工程应用价值.实例分析对本文方法的可行性和有效性进行了验证.     

K_Ⅰ—K_Ⅲ复合型断裂试验研究

本文阐述了使用具有环形裂纹的30Cr2MoV钢制圆棒试样进行K_Ⅰ—K_Ⅲ复合型断裂试验研究的初步成果。采用裂纹起始开裂点为临界点,经过塑性区修正用线弹性断裂力学的概念和理论处理试验结果。试验结果与高强钢用失稳点进行试验的结果相近,表明用S判据作为断裂判据是安全的。     

断裂力学的发展与研究现状

断裂力学是50年代开始发展起来的固体力学的新分支.主要按断裂力学发展的成熟度,着重介绍线弹性断裂力学、弹塑性断裂力学、断裂动力学这三种经典断裂力学的基本理论与断裂准则,简要谈及建立在奇异性基础上经典断裂力学断裂理论所存在的主要问题与矛盾,以及对新材料断裂理论的探索与对未来断裂力学的展望.     

非局部损伤对裂纹尖端应力分布的影响

将非局部理论和损伤理论结合起来用于分析塑性材料裂纹尖端的应力分布规律得到了裂纹尖端应力有限的结论，并说明此有限应力起源于非局部损伤，从宏微观相结合的角度对经典断裂力学中裂纹尖端应力无穷这一缺陷进行了修正。     

近场动力学理论在脆性材料波散射与裂纹扩展问题的数值模拟

近场动力学(Peridynamic,PD)理论是一个物质点具有通用积分运动方程的连续介质理论,其非局部思想能够很好的处理和解决传统连续介质力学在裂纹尖端解的奇异性问题,也弥补了有限元法(FEM)在断裂问题上网格重构的缺陷,在研究材料的断裂与损伤方面有着独特的优势。基于固体力学和断裂力学理论在应力波传播的研究基础上,通过对比传统波动理论和PD理论中P波的传递速度、传递半径及受载出现的波反射和绕射现象,提出近场力波的概念,从本质上分析了近场力波与应力波传递的区别。用PD理论对含预制缺陷的脆性材料(混凝土)动态断裂过程进行数值模拟,通过分析C15混凝土受冲击载荷断裂过程的能量释放速率得出近场力波的传递会对裂纹的萌生和扩展产生影响。     

脆性材料斜裂纹断裂与损伤耦合分析

对单向拉伸的斜裂纹,应用西多霍夫损伤模型和断裂力学耦合分析方法,推导出脆性材料斜裂纹损伤区与断裂区的边界方程,确定了脆性材料斜裂纹初始损伤区和断裂区的径向尺寸.提出了裂尖断裂区内径向应变能的概念,并建立了基于此概念上的裂纹扩展准则,即裂尖断裂区内径向最小应变能(RMSE)判据,从而确定了脆性材料斜裂纹在断裂区边界上的开裂角.最后确定了不同裂纹倾角起裂点的坐标.