裂纹应力强度因子的有限元计算

基于解析法和数值法,对有限长平板中存在的中心穿透裂纹,分析其附近的位移场、应力场分布,得到计算裂纹尖端的应力强度因子的公式。通过对求得的应力强度因子值与经验值的比较,表明本文给出的计算应力强度因子的方法具有较好的精度。     

具有穿透裂纹的圆柱体扭转应力强度因子的光弹性测定

本文主要介绍了圆柱体光弹模型内穿透裂纹的一种预制方法,同时应用三维光弹应力冻结切片法对该柱体在纯扭转状态下的应力强度因子进行了测定,并将其结果与线弹性理论的复变函数解进行了比较,实验测定值与理论解的偏差为8％左右。     

光弹贴片法对复合材料混合型应力强度因子的测定

本文介绍用光弹性贴片法测试正交各向异性单向板混合型应力强度因子K_Ⅰ、K_Ⅱ值.光弹薄片可直接粘贴于工程构件,试验表明:此法可作为对复合材料进行光弹性断裂分析的工程应用近似方法.     

混合型应力强度因子的光弹性多参数测定

提高裂纹尖端应力强度因子值的计算精度,对于准确分析受力结构的起裂条件和破坏模式具有重要意义.本文采用3D打印技术获得了不含残余应力的平板模型,高精度打印预置裂纹避免了传统加工过程产生残余应力的缺点;综合考虑奇异场和非奇异场对裂纹尖端区域应力场的影响,引入远场边界控制的三个常数项应力,提出了光弹性多参数法;采用三点弯曲试验,运用最小二乘法计算了不同载荷下纯 Ⅰ 型和 Ⅰ-Ⅱ 混合型应力强度因子值,并与理论解对比分析.结果表明:对于纯Ⅰ 型应力强度因子,计算结果的平均误差为6.1%,对于 Ⅰ-Ⅱ 混合型应力强度因子,计算结果的平均误差分别为6.4%和5.5%,多参数法与理论解相比较小的计算误差验证了该方法的可靠性和准确性,可为精确计算应力强度因子的光弹性实验研究提供借鉴.     

基于ANSYS的应力强度因子计算

以I型裂纹的3点弯曲试件为例,介绍和分析了运用有限元软件ANSYS计算应力强度因子的方法.通过对求得的应力强度因子值与解析解的比较,表明用有限元方法计算应力强度因子具有相当高的精度,并且操作简便.     

用光弹性法测定应力强度因子K_I

断裂力学作为研究裂纹体扩展规律的一门学科,在近年来获得了迅速发展,其中裂纹体的应力强度因子的计算乃是重要的课题之一。这一问题,通常用解析法、试验法和数值法进行求解,本文,利用了光弹性法对紧凑拉伸试样的应力强度因子进行了测试。本文探讨了试样尺寸、试样尺寸比例和切口根部曲率半径对K_I的影响。     

基于有限元法的二维裂纹应力强度因子研究

基于有限元分析方法，对有限大平板中存在的中心穿透裂纹，分别用不同的方法分析其裂纹尖端应力、应变场分布，计算出裂纹尖端的应力强度因子．通过对求得的应力强度因子值与解析解的比较，表明用有限元方法计算应力强度因子具有相当高的精度，并且操作简便。     

有限元法对齿根部位应力分布形态的研究

齿根应力决定着轮齿的弯曲强度,对于齿根部位的应力分布情况可以通过解析法、光测及电测法来研究,然而相比之下,有限元法有其独特的优点。本文通过大量国内外资料的分析对比,提出了用有限元法分析齿根应力若干问题的看法,并对典型齿形用不同网格划分形式反复进行了计算。计算结果与各国研究人员的计算相比已达到了一定的精度要求,并再次验证了ISO 方法是偏于安全的。本文通过有限元计算及光弹试验,对齿根圆角处的应力分布情况进行了较深入的探讨,并在此基础上,对提高轮齿弯曲强度提出了一些看法。     

异弹模界面裂缝的边界元分析及其应用

利用双域边界元法计算异弹模界面裂缝缝端应力场，由应力外推法求出应力强度 因子，所得结果具有较高的精度。作为应用，文中计算了坝踵界面裂缝的应力强度因 子，得出了应力强度因子随坝基弹模、库水位和缝水压力的变化规律．     

Ⅰ型裂纹尖端圆弧对应力强度因子的影响

应力强度因子表征了裂纹尖端奇异应力场的强度,它是研究裂纹扩展规律和带裂纹构件强度的基础。本文采用有限元法,对受均布荷载作用存在边缘Ｉ型裂纹的平面板进行了数值分析。研究了裂纹尖端圆弧对应力强度因子的影响,分别计算了具有不同裂尖圆弧 的Ｉ型裂纹的应力强度因子。采用应力法计算不同半径处的表观应力强度因子,插值到裂尖圆弧而得。根据计算结果,绘制KⅠ-r0曲线,利用最小二乘法拟合至尖裂纹（r0=0）即得理想尖裂纹的应力强度因子,与解析解相差仅0.7%。该曲线为带圆弧裂纹的应力强度因子测试和带圆弧裂纹构件强度计算提供了依据     

变弹模光弹分析中界面点应力初值计算式及其应用

光弹实验应力分析是模拟研究地壳构造应力场的有效方法。本文在单一材料光弹应力分析剪应力差法计算模型应力公式的基础上,得出了不同材料的层状光弹模型界面点应力初值计算式,并介绍了这些公式在构造应力场光弹试验分析中的应用。这些计算式对于定性与定量分析地质力学光弹模型的应力分布,进而分析原型应力分布规律,评价其稳定性,具有一定的参考意义。     

Ⅰ型裂纹尖端圆弧对应力强度因子影响的数值研究

应力强度因子表征了裂纹尖端奇异应力场的强度,它是研究裂纹扩展规律和带裂纹构件强度的基础。采用有限元法,对受均布荷载作用存在边缘Ⅰ型裂纹的平面板进行了数值分析。研究了裂纹尖端圆弧对应力强度因子的影响,分别计算了具有不同裂尖圆弧r_0的Ⅰ型裂纹的应力强度因子。采用应力法计算不同半径处的表观应力强度因子,插值到裂尖圆弧而得。根据计算结果,绘制K_Ⅰ-r_0曲线,利用最小二乘法拟合至尖裂纹(r_0=0)即得理想尖裂纹的应力强度因子,与解析解相差仅0.7%。该曲线为带圆弧裂纹的应力强度因子测试和带圆弧裂纹构件强度计算提供了依据。     

数值流形位移法在岩体裂缝扩展中的应用

基于三角形网格,对裂缝扩展过程中流形单元变化情况进行了深入研究,从几何网格的角度对数值流形方法的连续与非连续统一处理方式进行解读.采用一阶覆盖函数,推导出数值流形算法的权函数表达式,建立局部位移函数.通过数值流形计算程序,得出裂缝尖端位移,并计算尖端应力强度因子.通过经典的中心裂纹板模型,对数值流形位移法求得的尖端应力强度因子进行验证,算例的数值解和解析解吻合度较高,证明数值流形法计算裂缝扩展的准确性,为裂纹扩展过程中尖端应力强度因子的求解提供了新的数值解法.     

在任意位置的裂纹上受均布法向压力的弹性薄圆板

本文对内部出现在任意位置的穿透直线裂纹的弹性薄圆板,在裂纹上下岸受到板平面内的均布法向压力的情形,用弹性理论复变函数方法,进行了讨论,得到了用级数表示的复应力函数,给出了应力强度因子的一般表示式,并计算了大量的应力强度因子之值,最后还给出了计算应力强度因子的近似式。计算结果表明,在广大范围内,由近似式计算的中小裂纹的应力强度因子之值,与精确值比较,相差甚微。     

动光弹断裂中确定应力强度因子的方法

在动态光弹断裂问题的研究中,实验与数值计算相结合的混合法(Hybrid Method)曾被多次用于求解动态应力强度因子。这是近几年来由于实验技术及计算机应用高度发展而产生的一种解决问题的新方法。本文就动态断裂中一个关键性问题——高速扩展中裂纹顶端应力场的渐近解,进行了介绍及分析,有些地方进行了推导。并证明了所采用的高斯—牛顿方法中的方程组有唯一解。从而展示了动光弹断裂中求解应力强度因子的理论基础。     

复合材料单向板断裂韧性的光弹性实验研究

结合金属材料三点弯曲试验方法,采用光弹贴片法实测纤维增强复合材料的断裂韧性。简要推导光弹条纹参数与裂尖应力强度因子的关系,并以玻璃纤维增强环氧单向板为实例探讨复合材料断裂韧性测试方法。实验表明,利用光弹图像可以实时观测试件裂纹扩展过程,并可结合P-V曲线判断开裂点,进而得到材料的断裂韧性。     

光弹法测V型切口尖端应力强度因子的尝试

本文用光弹法测定Ⅴ型切口尖端、应力强度因子。结果表明,等色线条纹数据应在y方向及其邻域测量。建议光弹图象放大50倍以上,并按文中的(4)式计算K_I。     

光弹性求解混合型应力强度因子的研究

本文研究了用光弹性法测定应力强度因子(简称SIF)的实验技术,给出了在试件上制作裂纹的工艺,以偏置直裂纹三点弯曲试件为例,介绍了普通光弹、全息光弹以及三维光弹性测定SIF的过程和方法,研究了其中的一些问题。然后,对断裂力学测定SIF的光弹实验中的误差来源及规律进行了分析,得到了一些对于改进实验技术和计算方法都很有用的结果。     

半解析权函数法求解巴西圆盘问题

提供了一个半解析权函数求解无量纲应力强度因子的方法，这对于求解诸如对径受压圆盘等一类应用问题有着重要的意义。计算了不同裂纹长度和不同裂纹倾角的巴西圆盘的I型和H型应力强度因子，并将半解析权函数法计算结果与其它文献所提供的结果进行了比较，发现吻合较好。     

单参数面积法—对应力强度因子的光弹性测试探讨

本文提出光弹性测定应力强度因子的单参数面积法,其特点是测取裂纹尖端等色线所包围的面积,并以此为参数来确定应力强度因子。用本公式计算KⅠ,数据比较稳定,最大偏差在6％以内。用同样的原理也可以测混合型应力强度因子(KI-KⅡ)。