造船门式起重机上支承铰裂纹扩展分析

为了研究造船门式起重机柔性支腿上支承铰的裂纹扩展规律,以300 t×43 m A型双梁造船门式起重机为研究对象,对其进行了带裂纹试验分析。根据上支承铰的工作情况,研究了不同裂纹长度与不同载荷下上支承铰的承力情况,并通过断裂力学理论与扩展有限元的方法计算出了3种裂纹形式下的应力强度因子,分析得出了上支承铰的应力强度因子为Ⅰ-Ⅱ复合型。通过对上支承铰的定量分析,从而得出柔性支腿上支承铰疲劳裂纹扩展的规律,为研究其疲劳寿命提供了理论基础。     

冷轧支承辊剥落原因分析及对策

本文对我厂支承辊剥落原因进行了分析,得出支承辊剥落是由于接触高点应力集中导致次表层产生疲劳裂纹,疲劳裂纹向表层扩展最终产生剥落。     

基于流形方法的动态应力强度因子数值算法

简要介绍了流形方法基本原理和位移函数的构造方法及数值分析列式，并以此方法为基础发展了裂纹动态应力强度因子的数值计算方法。通过数值计算对动态应力强度因子与静态应力强度因子进行了比较，发现二者在数值上存在较大差别的原因是，其计算过程不同，计算动态应力强度因子时考虑了扩展速度的影响，因此在裂纹扩展分析中建议采用动态应力强度因子。     

某水坝船闸人字门拉杆破坏的断裂动力学分析

对某水坝船闸人字门拉杆断裂事故进行断裂动力学的定性与定量分析.在定量分析中,编写了该裂纹结构受冲击载荷作用下的全尺寸三维动态有限元程序,并进行了大规模的数值计算,确定了表面裂纹动态应力强度因子,论证了该事故发生的原因.分析结果有助于防止水坝船闸人字门拉杆类似事故的发生以及采取相关措施.     

转轮叶片裂纹分析，检测及处理

转轮是水轮机核心部件，转轮的叶片出现裂纹会严重威胁水电厂的安全运行。通过对水轮机转轮叶片进行有限元计算分析，得出应力过于集中通常是叶片裂纹产生的主要原因，此外，叶片也存在设计、制造、运行方面的问题，为此，介绍了水轮机转轮叶片裂纹无损检测的常用方法和一般工艺。     

混流式水轮机转轮动载荷作用下的应力特性

许多大型水轮机投产后短期内都出现了不同程度的裂纹问题,研究表明动应力值较大是引起转轮叶片产生疲劳裂纹的主要原因之一。该文对万家寨二号机组转轮进行了流固耦合计算,发现较大应力区与实际裂纹出现的部位基本一致。接着进行了动载荷作用下转轮的瞬态动力分析,采用Newmark算法得出了导叶开度变化时转轮的应力分布,当动载荷变化频率较大时,算出动应力大致在15～20MPa左右,与经验值比较接近。这些结果印证了动应力值过大是叶片产生裂纹的主要原因,从而为水轮机在设计阶段就进行优化提供了可能。     

裂纹结构应力梯度的方向性与三维线型单元

分析了裂纹结构应力梯度的方向性特点，进行裂纹计算并与其他方法在计算量与计算精度方面进行了比较。     

深厚冲积层钻井井壁底力学特性实验研究

用相似材料对钻井井壁底的力学特性进行了实验研究。结果表明:由于削球部位的经向应力较大,该部位出现的破坏裂纹多为沿圆周方向的锯齿状裂纹,并且破坏位置均在削球与支承环交界处;另外由于支承环部位的环向应力较大,井壁底支承环部位出现的破坏裂纹多为与竖直方向呈45~°60°夹角的斜裂纹,由此可见,钻井井壁底的破坏均属压剪破坏。由实验和有限元计算结果可知,井壁底的最危险截面在支承环与削球部位交界处,因此在进行井壁底设计时,可以考虑对井壁底进行局部加强,以减少支承环与削球交界处的应力集中。     

PC箱梁桥底板横向应力计算方法及试验

为了解决预应力变截面箱梁桥合龙段底板横向应力难以准确计算的问题,提出了一种能够相对准确计算合龙段附近径向力大小的方法,并在弹性支承框架法和刚性支承框架法的基础上,发展了一种以腹板抗拉刚度近似弹性支承刚度的"近似弹性支承半框架法";对一座单箱多室箱梁桥合龙段底板在不同预应力索张拉工况下的横向应变进行了实桥测试,并利用三维有限元程序进行了数值模拟计算。结果表明,理论计算、实桥测试和有限元模拟结果三者之间吻合较好,说明提出的计算方法能够有效用于此类箱梁桥合龙段底板横向应力的计算。     

压缩机叶轮断裂分析

对103-JHP压缩机叶轮断裂事故进行了宏观断口,裂纹分布,微观断口及组织性能的研究,并用故障树方法进行了断裂过程和断裂原因的分析。结果表明:由于过大的轴向应力使一级叶轮轮盖偏磨,产生附加疲劳载荷,使轮盖先掉,轮盘断裂,引起事故发生。故障树分析把断裂过程和断裂原因结合起来,对失效分析有一定的参考价值。     

Finite Eement Facture Aalysis of the Main Arm of Tower Cranes with the 3-D Cracks

In this paper the local solutions of displacement fields in front of three-dimensional cracks are introduced and a new singular element of three-dimensional crack problems is constructed, and a new method for calculating stress intensity factors of three-dimensional crack problems is presented. With the present method, the structural strength of with longitudinal closed cracks under axial tensions is analyzed. It is possible for the crack to propagate because there are ring tensile stresses near joints of the main arm in tower cranes under axial press stresses. The stress and the stress intensity factor are calculated at joints on the main arm of tower cranes. Influences of welding residual stress on stress intensity factors and stresses are discussed.     

水-动力耦合作用下红砂岩动态强度及破坏机理

为探究水化学损伤下红砂岩的动态强度和破坏机理,通过自然、干燥和饱水红砂岩试样的静态单轴压缩和动态单轴冲击试验,结合岩石碎块的电镜扫描(SEM)图像,分析了不同含水状态和应变率荷载等级下岩石的强度特性,并基于损伤断裂理论分析了含水岩石微裂纹起裂和扩展机理.试验结果表明:红砂岩试样动态抗压强度随含水率的增加而降低,随应变率的增加而增大,饱水试样具有显著的应变率效应;冲击荷载下,饱水试样应力-应变曲线具有显著的体积压缩现象,峰值应变最大,塑性变形明显,而干燥试样弹性变形最大,峰前塑性变形最小;受孔隙水影响,饱水试样颗粒结构疏松多孔,胶结物质被溶蚀而使胶结作用弱化.根据最大周向正应力理论,对含水岩石的微裂纹起裂条件和扩展方向进行了讨论,并对裂尖的动态应力强度因子进行了修正.     

含双空孔缺陷试件三点弯曲冲击试验

为了研究双孔缺陷对运动裂纹的作用机制,采用数字激光动态焦散线系统对含双空孔缺陷的有机玻璃板三点弯曲梁进行冲击断裂实验,分析研究了双空孔缺陷下裂纹扩展的路径、尖端动态强度因子、扩展速度以及焦散斑的变化规律。结果表明：空孔缺陷会吸引周围运动的裂纹,导致裂纹运动轨迹发生变化;含双空孔缺陷试件起裂难度显著增加,起裂的临界应力强度因子增加了24.29%;运动裂纹在接近双空孔缺陷时,双空孔缺陷对裂纹的扩展有明显的抑制作用,裂纹通过双空孔缺陷中心后,双空孔缺陷对裂纹的扩展有促进作用。     

疲劳拉伸载荷作用下的表面裂纹扩展分析

贮箱在长时间工作状态下会衍生出很多疲劳裂纹,这些裂纹的存在不仅影响容器的结构强度与使用寿命,还威胁到工作人员的人身安全,因此开展贮箱材料疲劳裂纹的动态扩展以及寿命机理的分析研究。本文通过Franc3D裂纹分析软件,预制不同长深比的半椭圆裂纹试样,研究裂纹动态应力强度因子在疲劳拉伸载荷作用下的变化规律,同时开展裂纹扩展路径、速率和寿命的探究。结果表明,不同长深比的半椭圆裂纹在扩展过程中尖端动态应力强度因子分布规律基本一致,且近表面处强度因子数值大小最高,仿真结果的裂纹形貌仍为半椭圆形;裂纹刚开始扩展时扩展速率近乎相等,随着载荷循环次数的增加,扩展距离呈指数型增长,近表面处的扩展速率最高,长深比c/a小于等于1的裂纹在近表面的扩展速率基本相同。     

基于有限元的非共线边裂纹相互影响研究

薄壁结构是飞机中常用的工程结构。薄板中裂纹将直接影响结构的剩余强度。当薄板结构含有多个裂纹时,其强度分析过程复杂。利用有限元分析方法对含有两等长非共线边裂纹的有限宽板进行了系统分析。通过与共线边裂纹情况对比,提出了合适的应力强度因子K_Ⅰ的修正系数F_1。同时,分析了裂纹相对位置对应力强度因子K_Ⅱ的影响,当两裂纹相对方位角为18.8°时,K_Ⅱ取最大值,而该最大值的大小仅仅与板宽w与裂纹长度a的比值w/a有关。结果为估算含有该类裂纹结构的剩余强度及裂纹扩展行为提供方便快捷的方法。     

重载列车E级钢钩舌疲劳裂纹扩展条件及寿命预测

对重载列车E级钢钩舌进行了应力分析,导出了钩腕面裂纹的应力强度因子表达式.采用我国20 000 t列车车钩载荷谱,对钩腕面疲劳裂纹扩展的条件及扩展寿命进行了预测,并确定钩腕面裂纹的临界断裂尺寸,计算所得钩舌寿命与列车实际运行年限相一致.     

二维裂纹传播的动光弹性分析

本文用动光弹性法分析探讨二维裂纹传播动态特性,用多火花高速照相机记录双悬臂梁试件中裂纹传播的光弹性等差线条纹图,在几个包含从起裂到止裂的试验中取得这些条纹图的试验数据,给出时间对裂纹长度t-a和裂纹长度对动态应力强度因子a-K_Id两组曲线。讨论了运动方程和它的解。给出裂纹传播的裂尖附近的动态应力场和提供一个光弹性估计动态应力强度因子的实用分析程序。从本文解出发,将数值分析等差线条纹图和试验的等差线条纹图对照,可见两者能很好的符合。     

150 t冶金起重机主小车架的损伤分析与处理

某150t冶金起重机投产运行10多年后,主小车架马鞍形端梁局部产生了一些肉眼可见的裂纹.为了消除安全隐患,对小车架进行动态应力测试及分析,对其小车架整体受力状况进行有限元计算,并结合上述研究结果,为该小车架设计了加固修复方案.     

节理频度对类岩石介质裂纹扩展行为的影响

为研究节理频度对类岩石介质受冲击荷载作用时动态裂纹扩展行为的影响,借助新型数字激光动态焦散线实验系统进行了试验研究.结果表明:随着节理频度的增大,竖向裂纹起裂时的动态应力强度因子减小,但大于水平节理翼侧裂纹起裂时的应力强度因子;裂纹扩展至节理区域时,动态应力强度因子有一个交替震荡的过程,此过程持续时间随节理频度增大而延长;竖向裂纹从加载到起裂时间并不明显改变,但从起裂到试件贯通破坏的时间近似线性增长;竖向裂纹起裂后的速度随节理频度增大有所减小,但大于裂纹扩展通过节理区域后的速度.可见不同节理频度类岩石介质的裂纹扩展行为存在差异,为冲击荷载下岩石断裂破坏提供理论参考.