结构钢开孔管断裂试验及数值分析

为研究金属的断裂机理及抗断设防,对10个结构钢开孔管进行了断裂试验和数值模拟．试验显示：裂纹起始于孔边,沿与荷载垂直方向迅速扩展,断面垂直于荷载方向,并有明显的剪切破坏痕迹,显示出断裂的定性规律：孔径越大,起始裂纹出现越早,开裂后的残余延性越大,双孔管断裂延性低于单孔管,结构钢开孔管断裂试验的数值分析表明：金属椭球面断裂准则对预测结构钢开孔管宏观初始开裂具有较高的精度,与试验结果吻合较好,但对双孔管断裂预测略偏于保守,该试验具有一定的工程意义．     

结构钢断裂试验研究

为了寻求结构钢断裂机理,对10个开孔板试件进行了拉伸断裂试验,其结果表明,大部分试件第1条裂纹的出现与整个试件的宏观断裂几乎为同一时刻,变形较为明显,主要集中在孔的两侧.圆孔开孔板试件(R)的试验结果均匀稳定,长圆孔开孔板试件(LR)差异较为明显,对于长圆孔开孔板试件(LR)所出现的这种现象需做进一步的试验研究.总之,此次试验为结构钢断裂机理和抗断准则的研究提供了较为可靠的试验依据.     

开裂准则及结构钢开孔板断裂试验

参照混凝土5参数破坏准则,给出了结构钢在σm>0范围内的旋转抛物面断裂准则.以结构钢屈服面和断裂面相切于三向等拉伸破坏点为假设,导出了结构钢的屈服面方程.并对10个结构钢作了开孔板拉伸断裂试验,结果显示:断裂面有明显的剪切滑移痕迹,断裂类型为正断和剪断混合型.通过对开孔板断裂试验的数值模拟分析,验证了建议的断裂准则具有较高精度,并给出了结构钢抗断设防图.     

莫来石短纤维增强铸铝合金复合材料断裂机制及强度分析

利用备有拉伸装置的扫描电镜对挤压铸造法制备的３ＡｌＯ．２ＳｉＯ２ｆ／ＺＬ１０９复合材料的断裂机制进行观察与分析，结果表明：复合材料裂纹源为与外加载荷方向呈小角度的纤维断裂，基体及极少量的与载方向呈大角度的粗大纤维开裂，裂纹扩展方向与外载垂直的方向。     

正交各向异性功能梯度材料周期裂纹问题研究

研究了正交各向异性功能梯度材料含平行周期裂纹的平面 I 型和 II 型断裂问题. 考虑正交各向异性的主轴方向分别为平行和垂直于带的边界, 运用 Fourier 变换, 将混合边值问题的求解转化为求解第一类 Cauchy 奇异积分方程, 获得了周期裂纹尖端应力场. 结果显示了非均匀材料参数, 材料力学性质和裂纹间距对应力强度因子的影响,对功能梯度材料的设计及应用有参考价值.     

FGM夹层圆柱壳在扭转载荷作用下的弹性稳定性

用半解析方法研究了两端简支的功能梯度材料夹层圆柱壳在端部扭转载荷作用下的弹性稳定性,考虑圆柱壳的外层由金属材料构成,内层由陶瓷材料构成,中间层为材料性质沿厚度方向以幂函数连续变化的功能梯度材料,并且在界面处的材料性质保持连续．首先,基于Fltigge薄壳理论建立了位移形式的结构静态屈曲控制方程,然后根据边界条件将位移表示为三角级数形式,获得了近似的线性代数特征值问题,最终通过数值方法求得了表征结构失稳特征的临界屈曲载荷．结果表明,屈曲栽荷随半径与厚度比的增加而减小,随FGM层陶瓷组分的增加而增加．     

正交各向异性功能梯度材料周期裂纹问题研究

研究了正交各向异性功能梯度材料含平行周期裂纹的平面I型和II型断裂问题.考虑正交各向异性的主轴方向分别为平行和垂直于带的边界,运用Fourier变换,将混合边值问题的求解转化为求解第一类Cauchy奇异积分方程,获得了周期裂纹尖端应力场.结果显示了非均匀材料参数,材料力学性质和裂纹间距对应力强度因子的影响,对功能梯度材料的设计及应用有参考价值.     

铝合金开裂机理及刻痕杆断裂分析

结合古典强度理论和现代损伤力学对金属屈服和断裂解释的力学原理,给出了铝合金在应力三轴空间广义屈服轨迹方程的新诠释.根据三向等拉伸应力状态下铝合金屈服和宏观脆断的重合性,提出了铝合金在应力三轴空间的开裂准则.并通过对铝合金刻痕杆断裂试验的数值模拟分析,验证了开裂准则的普适性及精度.给出了铝合金广义屈服和开裂模型的物理解释及抗断设防.     

XXX-1型氧气面罩检测装置门组件失效分析

XXX-1型氧气面罩检测装置中的5件门组件和1件锁舌在外场使用过程中发生断裂,须进行失效分析.本试验利用体视显微镜、扫描电镜对裂纹形态及断口表面进行观察,对组件进行金相组织检查、硬度检查,对其组成成分进行红外光谱、能谱分析.结果表明:5件门组件安装孔附近材料断裂模式均为脆性断裂,断裂原因应与安装孔壁受到螺套应力作用有关...     

疲劳断裂问题的损伤力学分析

本文用连续损伤力学研究疲劳断裂问题,在裂纹沿裂纹面扩展的条件下,给出了基本型裂纹体和复合型裂纹体的求解方法。最后给出了一个计算实例。     

高温锅炉过热器管的失效分析

通过对高温锅炉后屏过热器运行后的管材进行金相分析、蠕变孔洞观察及评级、高温持久实验,结合壁温数据,确定在影响材料寿命的球化、蠕变、碳化物形成、材料的氧化腐蚀等诸因素中的主要因素,采用综合分析法对过热器寿命进行预测,对其寿命作出科学全面的评判和检修建议,把被动临检变为定期检修,避免大规模盲目换管,保证其超期安全运行.     

带缺陷流变性材料裂尖断裂过程区的热力学性和电磁性

带缺陷流变性材料破坏过程中显现出热致磁效应的实验结果表明：在材料破坏的过程中，由于内部温度梯度的存在，导致裂尖断裂过程区具有热致磁效应．可见，热传导方程应包括电磁场的贡献．这种情况意味着断裂过程区内的磁感应场变化，不是由磁通量守恒律的局部化剩余产生，而是本构关系的直接结果，它显示为非局部效应，并参与能量耗散，因此，材料的破坏过程不是纯粹的力学过程．本文应用线性算子谱论建立了条带型断裂过程区的流变场方程并讨论了其热力学关系．最后，以对于Galilei不变式是协变的Lorentz不变式方程分析了裂尖断裂过程区的电磁场特性．本文的成果将有利于金属基复合材料、导电聚合物、定向纳米材料等新型材料的设计和制造以及有关结构物的失效分析．     

强黑洞、宇宙早期核子的奇异性质

提出了在宇宙早期存在“强黑洞”的观点，并认为它就是宇宙暴胀、相变期间产生的“原生黑洞”，两的质量、视界均很好相符．然而在质量—视界统一计算式中却出现了令人费解的相悖规律性，进而又引入了宇宙早期核子与现时核子的概念，探索了它们的奇异性质，较好地解释了这一凝难。     

改性聚丙烯材料裂纹扩展速度的研究

对改性聚丙烯材料的双悬臂梁试样进行了非线性粘弹性的裂纹扩展实验。得到了裂纹扩展全过程的裂纹长度与时间关系的数据，将弹性回复对应原理应用到了非线性粘弹性裂纹扩展分析中，得到了改性聚丙烯材料裂纹扩展速度的理论预测公式，比较发现，理论预测结果和实验数据吻合较好。     

超声导波波包宽度与管材内径-壁厚比的关系

在自由管材的情况下,在各传播距离、各频厚积和各激发脉冲周数上,分析了内径-壁厚比和管材中较低阶纵向导波模式波包宽度的关系.分析结果表明:当内径-壁厚比较小时,内径-壁厚比的变化对各导波模式的波包宽度有较大影响,但随内径-壁厚比的增加,这种影响将减小;内径-壁厚比对导波波包宽度的影响随导波模式阶次的增加而减小.另一方面,对于不同内径-壁厚比的管材,检测中应当用不同的导波模式,所用的激发脉冲周数和频厚积也应当不同.     

带有曲线穿透裂纹载流薄板的温度场

采用复变函数的方法,对带有曲线穿透裂纹的导电薄板在瞬间电流作用下的温度场进行了分析和计算,得到了电流在裂纹尖端的奇异特征,形成了点热源,进而得到裂纹尖端附近的温度场.理论计算结果与实验有较好的吻合,为计算裂纹尖端的应力场打下了基础.     

周期孔洞的混合边值问题

对于一个周期带中只一个孔的基本问题情况，Ｓ．Ｇ．Ｍｉｃｈｌｉｎ已经讨论过，该文则用处理非周期的多连通区域方法，对一个周期带中有多个孔洞的混合边值问题进行了讨论，建立了Ｆｒｅｄｈｏｌｍ方程，并证明其解的存在唯一性。     

局部应力场中表面裂纹的线弹簧模型分析

线弹簧被用以模拟考虑局部几何形状的边裂纹板条，由有限元方法，结合Ｔ型板架结构进行了实例分析．     

三角网格模型孔洞修补算法研究

提出了一种空间多边形孔洞的修补算法.该算法每次寻找三维孔洞多边形中夹角最小的一对邻边,构造新三角片,然后更新孔洞多边形,直到新增三角片完全覆盖了原有的孔洞.算法中还引入了孔洞多边形特征面的概念,将新增三角片投影到孔洞多边形特征面上,对其进行合法性检查.根据此算法可以获得三角片形状较为优化的修补结果,避免了狭长及错误三角片的出现.实践证明该算法是稳定可靠的.