1000吨浮动轴式剪切机下刃台受力分析与虎口发生裂纹原因的探讨

本文分阶段地分析浮动轴式剪切机在剪切过程中下刃台立柱受力状态,并近似地找出了下刃台虎口处弯矩以及应力和剪切力的函数关系,从而提出了浮动轴式剪切机下刃台虎口处应力计算的基本方法。同时分析了1600吨浮动轴式剪切机下刃台立柱虎口产生裂纹的原因,并指出改进的途径。     

宏观面内剪切作用下多尺度裂纹模型的耦合闭合解

裂纹在面内剪切荷载作用下,宏观应力场呈反对称分布,微观应力场将不再具有反对称性,可能是面内拉伸与面内剪切的混合型分布.另外,考虑微观裂纹前还有一个刃型位错区,据此建立起一个多尺度嵌套的裂纹模型,可以描述从原子尺度下的刃型位错区过渡到Ⅰ、Ⅱ复合型微观裂纹,再过渡到Ⅱ型宏观裂纹.材料不同尺度下的损伤,通过约束过渡区相连接,引入尺度变换因子的概念,并利用位移连续性条件与应力场匹配条件,求解出多尺度耦合问题的闭合形式的解.通过数值计算,讨论了材料宏观力学性能对不同尺度下各影响因素的的敏感性.研究结果表明,材料破坏机理非常复杂,与作用荷载、不同尺度下缺陷的几何形状、尺寸及材料性能等因素相关.     

棒料塑性剪切过程中裂纹的形成及扩展行为

通过轴向压力作用下棒料塑性切口工试验，获取了剪切分离面上断裂区形态，结果表明：断裂区呈对称月牙状，断裂面积比率随轴向压力的增大而减小。结合理论分析，提示了剪切过程中裂纹首先产生于棒料上活动剪刃与固定剪刃交叉的两水平端点，并沿活动剪刃和固定剪刃刃口迹线扩展。裂纹为Ⅱ、Ⅲ型的混合型，其中Ⅲ型裂纹扩展速度对于断裂区形态起着决定作用。     

剪切下料问题的几何分析

本文针对剪切下料问题中存在的不足,从裂纹扩展的角度出发,以两个剪刃处产生的裂纹在扩展后必须相遇及保证剪切质量为前提,对剪切下料过程中影响剪切质量的径向间隙、轴向间隙、棒料直径及剪刃和棒料的接触长度进行了综合的几何分析,并以此为基础探讨了适宜的剪切下料方法。本文为径向夹紧剪切下料提供了必要的理论依据,实验证实了理论分析的正确性。     

海洋石油平台吊机筋板裂纹评估分析

海上某平台有4台吊机,其中电动吊机和柴油吊机各2台,连续3年发现4台吊机的将军柱底部筋板焊缝部位存在不同程度的裂纹,同时还发现有筋板数量不足、无应力释放孔等问题.对比平台吊机在建造期间的设计和施工资料,利用数学近似的方法对真实物理系统(几何和载荷工况)进行建模分析,证明现有设计存在应力集中、焊缝疲劳裂纹的情况,通过有限...     

关于Neuber应力集中公式的研究

Ｎｅｕｂｅｒ Ｈ．曾对反平面剪切荷载的等直体在任意非线性应力应变关系下的应力集中行为进行了研究，建立了相应的应力集中公式Ｋσ Ｋ■ ＝Ｋｔ２．其后，Ｎｅｗｍａｎ未加证明地将上述公式推广到合裂纹体的单轴受力断裂分析中，本文就 Ｎｅｕｂｅｒ的应力集中公式应用于平面受力情形的可靠性．进行了探讨。发现：Ｎｅｕｂｅｒ在反平面受力下推导出的弹塑性应力集中公式，没有能在平面受力下得到证实。对某些应力水平．ＫＫ值明显地偏离Ｎｅｕｂｅｒ公式     

基于键型近场动力学的含裂纹板损伤模拟

针对含圆切口板和含穿透裂纹板结构,采用传统有限元法分析裂纹尖端区域的应力场分布,采用键型近场动力学方法模拟分析在承受拉伸、剪切速度边界条件下板内张开型裂纹和滑开型裂纹的形成与扩展。研究结果表明,近场动力学数值模拟的裂纹在有限元分析所得的应力集中区域生成,并且在两种结构状态不同边界条件下都能捕捉到板内裂纹复杂的发展过程,而且在模拟过程中裂纹自然扩展,能准确反映宏观材料渐进破坏过程中的细微观结构变化过程。     

双相介质椭圆形孔洞及界面裂纹对SH波的散射

采用复变函数法、格林法和保角映射法研究了双相介质半空间界面裂纹及其附近椭圆形孔洞对水平剪切(SH)波的散射,给出了椭圆形孔洞的动应力集中系数和界面裂纹尖端动应力强度因子的分布情况.首先,将理论模型沿垂直界面剖分为两个直角平面模型,利用保角映射法和镜像叠加原理构造直角平面中平面波场及椭圆形孔洞产生的散射波场;其次,根据界面上的应力和位移连续性条件,利用界面契合技术和裂纹切割技术将两个直角平面契合成含有界面裂纹的双相介质半空间;最后,通过具体算例给出了不同参数条件下椭圆形孔洞的动应力集中系数及界面裂纹尖端的动应力强度因子的分布情况.结果表明:入射角度、入射波数、材料参数、裂纹长度等因素会对动应力集中系数及动应力强度因子的分布产生影响.     

青藏铁路路堤纵向裂纹形成与扩展的力学机理

在多年冻土区修建路堤,打破了原来天然地表与外界的热力平衡,引起地下温度场重新分布,使得路堤两侧的天然地表下多年冻土融沉,造成整个路堤应力场局部出现应力集中,导致路堤的两侧出现了大量的纵长宽大裂纹。这些裂纹在上覆荷载作用,尤其是列车动荷载或者地震作用下,有可能发生路堤的突然沉陷,严重危害行车安全。就路堤应力集中现象来讨论裂纹的形成和扩展力学机理,即裂纹扩展主要受拉应力作用,而裂纹的扩展角受剪应力的控制。     

应力法剪切下料的剪刃形式和适宜参数问题

应力法剪切下料是精密下料方法同裂纹技术的应力断料原理相结合的产物。通过建立夹紧剪切过程中被剪棒料的应力状态方程,分析了被剪棒料同剪刃及夹紧块之间的挤压应力分布,通过挤压应力的分布形式探讨了合理的剪刃形状,进而通过实验研究确定了适宜的剪刃几何参数,为应力法剪切的应用提供了理论依据和适宜剪刃。     

剪切型Beam Lattice模型及其在岩石翼裂纹扩展和贯通模拟中的应用

采用考虑剪切效应和Mohr-Coulomb失效准则的剪切型Beam Lattice(SBL)模型来模拟翼裂纹扩展和贯通过程中出现的次生裂纹.该模型采用随机多边形网格来反映材料的非均质性,在结果分析中应用裂纹扩展路径来区分张拉型和剪切型裂纹扩展.利用SBL模型对不同间距的初始裂纹进行模拟,并将模拟结果和实验观测结果进行比对.结果表明,SBL模型可以较为准确地模拟不同模式下的裂纹扩展和贯通路径.翼裂纹的扩展和贯通呈现阶段性,首先出现张拉型裂纹,当裂纹间距为10 mm时出现清晰的贯通裂纹,最后出现剪切型裂纹.裂纹的扩展进程在加载前中期保持稳定,而在加载末期时明显加快,出现不稳定扩展的现象.SBL模型中考虑更多的剪切效应会得到更多的剪切型裂纹.     

单轴压缩条件下平行双裂隙演化机理的颗粒流分析

基于离散元理论,研究含平行双裂隙的水泥砂浆试件在不同裂隙倾角和单轴压缩下裂纹萌生、扩展、搭接及贯通机理,并从应力场和位移场的角度分析裂纹扩展演化规律。研究结果表明:当裂隙倾角α=30°时,翼裂纹在最大应力降的作用下沿着垂直裂隙平面方向扩展至一定长度后将保持较长时间不变,直到次生裂纹大量出现后,裂隙外侧的翼裂纹才会在最大拉应力的作用下沿着最大加载方向继续扩展;在萌生初期,次生裂纹的出现会削弱了裂隙尖端的压应力集中效应,同时抑制裂隙内侧翼裂纹的扩展,最大拉应力集中在裂隙之间导致次生裂纹一般都是瞬时成片出现,且形成的裂纹的宽度远大于翼裂纹的宽度;翼裂纹主要是由颗粒之间的相对拉伸或直接拉伸产生;次生裂纹SC-1以拉裂纹的形式优先出现在裂隙尖端R1和R2之间,随着轴向应力增加,SC-1处萌生的新裂纹为拉剪复合型裂纹。     

曲柄偏心钢坯飞剪机运动学分析

七杆曲柄偏心钢坯飞剪机可将最大运行速度达5.2m/s的钢坯剪成定尺长度。由于剪切速度较高,对它进行剪切过程力能参数计算和设备强度计算以及定尺调整和控制之前,必须进行运动学分析。本文提出了这种飞剪机刃尖轨迹、刃尖运动速度、剪刃开度、剪切速度和剪切变形速度等各项分析表达式。     

板材剪切横裂原因

板材剪切横裂纹源于连铸坯相应部位的柱状晶晶间裂纹,而柱状晶晶间裂纹是由于矩形连铸坯宽面柱状晶区的收缩应力向两侧传递,在靠近窄面柱状晶区末梢形成拉应力,进而造成柱状晶晶间裂纹。对于包晶钢应尽量避开碳含量的裂纹敏感区或采用轻压下技术可减少裂纹的出现,还应注意轧制剪切温度以避免轧制后晶间裂纹的焊合面再撕开造成剪切横裂     

圆柱形页岩试样水力压裂模拟试验分析

为了分析不同注射孔位置对页岩水力压裂的影响效果,介绍了实验室内圆柱形试验系统和方法。通过选取不同注射孔分布的井筒对圆柱形页岩样品进行水力压裂试验,探寻注射孔对水力压裂的影响情况。结果表明:层面对裂纹发育、转向有重要的影响,是裂纹网络化形成的有利因素,试验说明层面是压裂液流动的水力路径;射孔布置对于裂纹发育有一定的作用,多方向射孔布置可以引起复杂裂纹的发育;在泵压作用下试样内部发生剪切或拉伸破坏,在试验中拉伸裂纹较多;水压曲线曲线呈多次波动,对应裂纹的发育过程,其峰值压力约在20MPa左右。     

板材剪切横裂原因

板材剪切横裂纹源于连铸坯相应部位的柱状晶晶间裂纹，而柱状晶晶间裂纹是由于矩形连铸坯宽面柱状晶区的收缩应力向两侧传递，在靠近窄面柱状晶区末梢形成拉应力，进而造成柱状晶晶闻裂纹。对于包晶钢应尽量避开碳含量的裂纹敏感区或采用轻压下技术可减少裂纹的出现，还应注意轧制剪切温度以避免轧制后晶闹裂纹的焊合面再撕开造成剪切横裂。     

孔洞对单边裂纹板裂纹扩展方向的影响

平板内孔洞产生的应力集中会对板内裂纹扩展路径产生"吸引"作用,使其偏离原来直线方向。运用扩展有限元法研究了单边裂纹板内单孔洞的位置和大小对应力集中和裂纹扩展路径的影响以及双孔洞单边裂纹板内裂纹的扩展情况。同时引入应力影响系数来表征开孔边缘处应力对裂纹扩展路径所产生"吸引"作用的强弱,结果表明,在同一模型中应力影响系数的变化趋势和裂纹扩展路径偏转角的变化趋势一致。     

330千伏线路直线塔塔腿主材开裂原因分析

本文采用断口检验、化学成份分析、机械性能试验、扫描电镜微观分析及金相检验等方法,详细的分析了西北某地区330千伏直线塔塔腿主材开裂原因。因铁塔安装过程中的结构应力过大,造成塔材局部塑性变形和弯曲,螺栓孔部位塔材截面减小造成应力集中,致使螺栓孔边缘母材发生塑性变形。在导线张力及风载的作用下,螺栓孔边缘宏观及微观缺陷等薄弱部位由于应力集中首先生成裂纹并不断扩展,最终导致塔材沿螺栓孔开裂并向大号侧弯曲。     

一维六方准晶中椭圆孔边不对称裂纹问题的解析解

利用复变函数方法,通过构造保角映射,研究一维六方准晶中椭圆孔边带不对称裂纹的反平面剪切问题,给出Ⅲ型裂纹问题的应力强度因子,在极限情形下,不仅可以还原为已有的结果,而且求得一维六方准晶中带裂纹的圆形孔口问题,两垂直裂纹问题在裂纹尖端的应力强度因子.     

带中心孔的镍基高温合金GH4049的高温疲劳短裂纹扩展规律

对疲劳试样GH4049镍基高温合金在同一载荷与不同温度下的疲劳短裂纹扩展进行了试验，利用复型技术和光学显微镜观测了裂纹形态演化全过程。发现应力集中条件下的高温疲劳短裂纹扩展主要是单裂系统破坏，随着温度升高，短裂纹逐渐变为多裂系统，并以多裂纹的合并形式进行最终破坏；扩展方式由穿晶到沿晶和穿晶的混合方式进行，温度越高，短裂纹起裂越早，裂纹平均长度越短，短裂纹扩展速率反而越慢。