应力强度因子的光弹性测试研究

本文采用紧凑拉伸剪切试样作了光弹性测定．既测试了Ⅰ型袭裂纹及复合型裂纹的应力强度因子，又得到了一般加载很难实现的纯Ⅱ型裂纹．本文的测试对断裂力学的试验研究有一定的实用价值     

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.     

用全息光弹性法测应力强度因子K_I

一、引言 应力强度因子K_i(i=Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)在线弹性断裂力学中是一个很重要的力学量,它是表征裂纹尖端附近处应力场和位移场大小的一个参数,它与构件形状、载荷以及裂纹形状和方向有关。在一般情况下,应力强度因子固然可以采用理论分析法进行计算,但采取实验方法求应力强度因子,无疑也是一个很重要的手段。全息光弹性法是这些手段中的一种。本文介绍我们用全息光弹性法对三点弯曲边裂纹试件测定应力强度因于K_I的工作。     

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。     

应力强度因子KⅡ的光弹性测定

作者采用了四点剪切加载方案,作了纯Ⅱ型裂纹K_I的测定.实验表明:光弹性法既能应用于测试Ⅰ型及混合型裂纹的应力强度因子,且能应用于纯Ⅱ型裂纹应力强度因子的测试,本文对Ⅱ型裂纹的断裂研究有一实的参考价值.     

高拱试件应力强度因子K_I的光弹性测定

采用晨光化工研究院生产的环氧树脂塑料板,制成大径比高拱试件(如图1所示),再用直径0.15mm的钼丝在数控线切割机上切成a/W=0.129,0.189,0.215,0.280,0.316,0.408,0.442,0.468的裂纹。将切割成指定裂纹的试件,立即在409-Ⅱ光弹性仪上采用钠光进行明场、暗场拍照,所得结果示于图2。利用投影仪量测θ=π/2方向上的各级等差线的r距离。所用材料的条纹值f=11.93kg/cm条。     

光弹性确定应力强度因子K_Ⅰ、K_Ⅱ的射线法

对裂纹尖端每一级等差线条纹环取３种读数，采用射线法（级数展开）进行具体计算，在适当选择范围内，能更精确测定ＫⅠ、ＫⅡ值图２，表２，参２     

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.     

光弹性法测定应力强度因子K_Ⅰ与二次固化裂纹切割法

用光弹性法测定应力强度因子,研究者日多,方法亦不少,见诸文献的有:单参数法、台劳级数修正法、最大向径法、双条纹差分法、双向径法、三向径法以及多点法和多参数法等.在光弹模型上予制裂纹的方法,见诸文献的有:疲劳法、止裂打击法、室温锯削法、冻结温度切割法、粘接法等.     

用光弹性法确定应力强度因子K_Ⅰ的研究

本文对光弹性确定应力强度因子K_I的分析原理做了新的探索。提出裂纹前缘局部应力场是由奇异场和有界场组合而成,由此获得结果可以应用到复杂条件下的裂纹中去,而目前其他手段似乎尚难以解决。本文建立了适用于光弹性分析的基本方程系。提出几个合理的实验分析方案。对目前国内外使用的五种分析方法做了评述。对这些方法的误差及适用范围进行了分析。本文“精确解”法解决了如何用“可信赖”区内的参量去反映裂纹尖端的参量K_I,克服了因“尖端钝化”而无法测出裂纹尖端参量的困难。本文假定的合理性用实例的理论解析式(运用Westergaard复变应力函数)和实验结果的分析中得到验证。最后引用了二向和三向问题实验结果作比较验证,从而表明了本文提供的分析方法的有效。     

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。     

光弹性测定复合型应力强度因子K_Ⅰ和K_Ⅱ

当紧靠裂纹尖端处的等色线图案失真时,我们提出一个确定K_1和K_(11)的方法:在等色线图案上测定远场点(r/a≥0·15)的r、θ、N值,同时,采用裂纹尖端附近非奇异近似应力公式来建立新的K-N关系式。最后用该K-N关系式及远场点的r,θ、N测定值计算K1和K11的实验值。为了检验这个方法的精度,我们做了单边斜裂纹有限矩形板单向均匀拉伸光弹性试验。     

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。     

正方形弹性夹杂对裂纹应力强度因子的影响

研究无限弹性体中正方形弹性夹杂对裂纹应力强度因子的影响，给出了问题的新边界积分方程，对典型问题进行了边界元计算，所得结果表明：裂纹的应力强度因子随着夹杂弹性模量的增大而减小，软夹杂有利于裂纹的扩展，而刚性较大的夹杂对裂纹有抑制作用。     

平面V形切口双应力强度因子的光弹性实验研究

文章在分析具有双重应力奇异性平面 V形切口尖端应力场的基础上 ,提出了基于由光弹性实验获得的等差线确定与双重应力奇异性对应的双应力强度因子 K1 、K2 的光弹性实验方法 ,并通过对模型的光弹性实验 ,运用该方法较好地确定了均质材料 60°单应力奇异性 V型对称切口模型和均质材料 45°双重应力奇异性 V型非对称切口模型的应力强度因子 ,验证了该文中提出的方法的正确性     

用加权残值法确定光弹平面复合型应力强度因子

本文采用配线加权方法,选1/N~2r为加权函数,用全场等色条纹边界线确定断裂参量,适当修正麦克劳林-牛顿法来提高计算效率和精度.     

光弹性确定复合型应力强度因子K_Ⅰ和K_Ⅱ的误差分析

复合型应力强度因子Ｋ＿Ⅰ和Ｋ＿Ⅱ的光弹性测定值是Ｋ＿Ⅰ和Ｋ＿Ⅱ的近似值．本文提出了影响Ｋ＿Ⅰ和Ｋ＿Ⅱ精确值的误差有模型误差、观察误差、截断误差、及舍入误差，并对前二项误差做了详细分析，指出了确定误差的方法和计算公式，提出了减小误差的途径．     

计算应力强度因子的奇异单元法

本文构造了一种新的三维奇异元,证明了其奇异性,就均匀拉伸的圆柱杆带圆环形和半椭圆形表面裂纹前缘的应力强度因子进行了有限元——奇异元计算,其数值结果与已有结果吻合得很好;根据大量的计算结果,给出了后一种裂纹情形的近似计算公式。