多轴变幅非比例加载方式对缺口尖端应力应变场的影响

对带有U形缺口的圆柱形试件,利用有限元分析软件计算各种多轴循环加载情况下缺口根部的局部应力应变场,给出并讨论缺口根部的局部应力应变响应及其数值结果.计算结果表明:对恒幅拉伸与变幅扭转复合加载,恒幅拉伸载荷分量在一般性的缺口尖端应力应变场分析中可以忽略;非比例加载相位差的存在对滞回线的偏移有一定影响;对变幅拉伸与变幅扭转载荷复合加载,两种载荷分量都影响滞回线的形状,影响程度取决于其在双轴加载中的相对应力幅值大小.     

局部应力应变法的试验研究

概述了局部应力应变法的原理和现有的各种理论,试验测定了40CrNiMoA材料的循环应力应变曲线、应变寿命曲线,并做了随机载荷作用下缺口试件的疲劳试验.用上述各种理论估算了缺口试件的疲劳寿命,并与试验结果作了比较分析。     

多缺口参数对磁滞合金棒材应力分布的影响

研究多重缺口参数对磁滞合金棒材应力集中水平的影响.建立磁场环境下磁滞合金试件的力学模型,计算缺口根部应力应变,分析多缺口参数对应力集中系数的变化规律.结果表明:在径向均布磁场与轴向拉伸载荷耦合时,多缺口模型可以降低单缺口模型缺口根部的应力集中,缺口间距、缺口深度对缓和应力集中影响显著.     

一种估计疲劳缺口系数Kf的新方法

从能量观点出发建立了缺口局部应力应变分析的基本关系，以Ｋｆ－√ＫεＫσ作为Ｋｆ的定义式推导出包括材料循环特性、缺口根部塑性变形和理论应力集中系数等复杂因素综合影响的Ｋｆ关系式。采用恒幅疲劳试验结果对其进行了验证，并与其它Ｋｆ公式的结果作了比较。最后对上述Ｋｆ关系式进行了讨论。     

纯铜圆棒缺口试件拉压循环下的疲劳寿命分析*

对纯铜光滑试件和缺口试件的疲劳寿命规律差异进行探讨。通过光滑试件和缺口试件的循环疲劳试验和缺口试件的局部循环弹塑性应力应变响应分析,结合数值模拟与实验,比较了现有寿命预测方法对缺口试件寿命预测结果的差异。研究结果表明:传统的等应变幅等寿命的概念对于缺口试件的疲劳评估是不合理的;局部应力应变法用于大缺口试件的寿命预测结果可得到基本合理的结果;但对小缺口试件估测寿命结果不合理;应力梯度法对缺口试件寿命估测结果较局部应力应变法合理,因此可认为应力梯度是影响光滑和缺口试件疲劳寿命差异的重要因素。     

循环载荷下缺口板弹塑性应变分布测定

用电测法测定了带有中心圆孔矩形铝合金（ＬＹ－１２－ＣＺ）板在循环载荷作用下横截面的弹塑性应变分布，同时测定了循环载荷下孔边应力──应变回线，弹塑性应变集中系数Ｋε和应力集中系数Ｋσ，并和四种近似公式的计算结果进行了比较。发现在循环加载情况下用电测法绘制载荷──应变回线，并根据回线出现畸变的现象，可以灵敏的检测裂纹的萌生和早期扩展。     

应变能恒等法在叶片疲劳寿命分析中的应用

根据应变能原理,推导出一种在应变疲劳分析中计算局部应力和应变历程的应变能恒等法.采用这种方法计算出带孔薄板应力集中处在恒幅载荷作用下的应力和应变历程,并与弹塑性有限元和有限元局部应力应变法计算结果对比.分析结果表明:当应力小于材料的抗拉强度895 MPa时,采用应变能恒等法计算的应变历程相对误差最大为8.6%,平均应力...     

对称应力循环下裂纹萌生与止裂的缺口疲劳极限预测

实际工程材料不可能无限分割而在任意小尺度上满足均匀、连续、各向同性的要求.本文借助断裂单元的概念规定断裂力学适用的最小材料尺度,并取其上应力的平均值进行计算,得到了修正的缺口根部应力及应力强度因子表述式.在此基础上,根椐已有假设,推导得出对称应力循环下裂纹萌生与止裂的缺口疲劳极限预测式.预测值与实验值基本吻合.     

求解徐变应力问题的初应力法

本文应用松弛系数表示混凝土材料的徐变物理方程,导出了求解徐变应力的“初应力法”。与初应变法相比,初应力法的物理概念清晰,公式较为简单,公式中的弹性——徐变矩阵、应力矩阵、劲度矩阵与弹性状态的矩阵完全相似,只须将其中的弹性模量代之以“松弛弹性模量”。因此可以方便地参考和应用弹性状态的有限单元法公式来编制程序,进行徐变应力分析。     

DT型管状接头的参数应力分析

本文用半解析法对在轴力与面外弯矩作用下的１９只空间ＤＴ型接头的应力分布进行计算，用以确定ＤＴ接头的几何参数对接头局部应力的影响，将这些计算结果与Ｔ型接头的计算结果进行比较后，便可将Ｔ型接头的应力参数公式通过修正系数求得ＤＴ型接头应力集中系数的参数公式，最后讨论了ＤＴ型接头的刚度效应与载荷互相作用效应。     

船体结构中受压矩形板计及残余应力影响的平均应力-平均应变曲线

在用简化方法计算船体的总纵极限弯矩时需要掌握四周支承在骨架上的矩形板包括后屈曲及后崩溃阶段非线性性能在内的完整的平均应力－平均应变关系,采用Ｇｏｒｄｏ和Ｇｕｅｄｅｓ Ｓｏａｒｅｓ提出的利用经验公式的方法导出了受压矩形板的平均应力－平均应变关系,着重讨论了焊接残余应力的影响,在分析板受压时各阶段板内应力分布的基础上,根据静力平衡条件提出了一个生成计及残余应力影响的平均应力－平均应变曲线的近似方法。     

插销缺口附近局部应力的有限元分析

本文采用轴对称弹塑性非均质材料的有限元程序,分析了插销缺口局部区域的应力状态和塑性变形行为。计算结果表明,缺口处的应力集中系数在弹性范围保持不变;在塑性范围,应力集中系数随外加载荷的增加而下降。当焊缝强度较低时,塑性变形区主要在焊缝中扩大;当焊缝强度增加时,焊缝中的应力增加,塑性变形区减小。插销缺口横截面上轴向应力σ_x与外加载荷σ_N在弹性范围有如下关系: σ_x=1.8σ_N/(2πr)~(1/2) 最后,在插销试验结果应用于工程实际方面,本文应用线弹性断裂力学进行了新的尝试。     

有效应力集中系数的理论研究

从理论上导出了塑性材料或低缺口敏感材料的有效应力集中系数K_f与理论应力集中系数K_t和硬化指数n之间的定量关系:K_f=K~(2/(2+n))计算了缺口疲劳极限△σ_RN和K_f,计算值和测量结果相符,误差一般小于10%。讨论了K_f和△σ_RN的物理意义,提出了疲劳强度应力集中系数K_a=K_t~2+2n/3+n和疲劳强度应变集中系数K_t=K~4/3+n,并得到了从△σ_RN向△K_th应力转变的应力集中系数K_t~*=(△σ_R/△σ_th)~3+n/2最后还导出了Frost规律σ_th~3·a=c中c与σ_R和裂尖半径ρ~*的关系。     

残余应力对高周疲劳性能的影响

残余应力对光滑试样高周疲劳的作用,采用多轴应力的Dang-Van 图估算,有较好的线性关系;在裂纹体上作用的残余压应力可提高裂纹的闭合力,从而降低裂纹的扩展速率,甚至停止扩展;对于缺口试样,残余应力的集中和松弛对疲劳极限的作用较为显著。     

带接管高压球形容器塑性大应变的应力分析

本文在应力测试和爆破试验的基础上,采用轴对称问题塑性大应变有限元程序对带接管高压球形蓄力器进行弹塑性应力计算,分析带接管球壳承载后在连接部位的应力分布、最大应力点的位置及应力集中系数,按Mises屈服准则计算接管连接部位的局部屈服压力、连接部位以及球壳的全面屈服压力;进一步分析连接部位和球壳的塑性区域扩展过程,结构弹塑性和塑性阶段的应力分布和应力集中系数。本文又分析了容器的爆破试验和理论应力计算结果,探讨高压容器的破坏失效机理及爆破压力的计算方法。     

井筒在不均匀侧压力作用下的应力

井筒在均匀侧压力作用下的应力,可以应用拉密(G.Lame)公式计算。对于井筒在不均匀侧压力作用下的应力,一般首先计算内力,然后计算应力,这种计算方法是近似的。 本文主要推导井筒在不均匀侧压力作用下的应力公式和位移公式。然后与一般计算结果进行比较,并且作了误差分析。     

胶凝原油初始应力递增过程的力学模型

考虑胶凝原油具有蠕变与松弛特性,将Maxwell线性黏弹性体与幂律流体元件进行并联,得到机械比拟模型。在幂律流体元件应力项中引入与应变相关的损伤因子,Maxwell黏弹性体剪切应力项中引入完整性因子,得到胶凝原油初始应力递增阶段的描述公式。分别对大庆原油、南阳原油进行恒剪切速率试验测试,利用模型公式拟合初始应力递增阶段的试验数据,计算胶凝原油应力松弛过程。结果表明:拟合效果良好,模型参数不随剪切测试条件改变,能够反映胶凝原油的物性特征。该模型可以表述胶凝原油的松弛特性;应变幅值越大,结构损伤越明显,对应的剪切模量数值越小,符合胶凝原油的真实流变特性。     

拉伸载荷下U形缺口薄板试件应力集中系数修正公式

利用平面单元与三维实体单元的有限元方法分别计算了拉伸载荷下对称U形缺口薄板试件的应力集中系数,得到了平面单元计算结果总是小于三维单元计算结果的结论,在此基础上,比较了三维有限元结果与Neuber公式、Barrata-Neal公式的计算结果.发现:对于所研究的6种缺口形状,相较于三维有限元计算结果,Neuber公式和Barrata-Neal公式都低估了缺口应力集中系数,其中,Neuber公式低估的程度界于8.5%-13.3%之间,Barrata-Neal公式低估的最大偏差为5.8%.基于这些事实,利用三维有限元计算结果修正了Neuber公式和Barrata-Neal公式的估算结果,得到了拉伸载荷下U形缺口薄板试件的应力集中系数修正公式.     

压痕对车轴钢疲劳极限的影响

利用硬度计在光滑沙漏状车轴钢疲劳试样上制造压痕,同时利用电火花在试样上加工缺陷,通过疲劳试验研究两种缺陷尺寸与试样疲劳极限之间的关系。将两类试样的测试结果和基于材料硬度、缺陷投影面积的Murakami模型计算结果进行对比。利用扫描电镜观察试样疲劳断口。结果表明,与计算结果相比较,压痕局部塑性变形导致的加工硬化和残余应力对试样的疲劳强度没有影响,裂纹依然从应力集中最大的压痕底部起裂。电火花缺陷表面粗糙度较大引起二次缺口效应,表面硬脆的重铸白层上还有微孔和微裂纹存在,导致此类试样疲劳强度低于模型计算结果,裂纹从电火花缺口底部多处萌生。     

由应力集中引起的断裂和疲劳

本书全面论述与体积法相联系的缺口断裂力学，假设断裂要求一个物理的体积，平均断裂参数作用在这个体积中，平均断裂参数可以用应力、应变或应变能密度表示。因为疲劳也需要一个物理过程区，所以，缺口断裂力学也能扩展到由应力集中引起的疲劳问题。