周边切口试件裂纹稳态扩展过程的动力学有限元分析

建立了以实测的平均载荷^P作为试件端面的力边界条件；以实测的tid和a(t)作为运动边界条件，将周边切口短圈柱试件简化为左右对称且轴对称的精细有限元模型；成功地、较真实地反模拟了冲击加载下裂纹稳态扩展的运动过程，进一步论证了在起裂纹时的围道j(t)积分和裂纹稳态扩展的围道J(t)积分在裂尖稍远处是守恒的；计算得到的阻力曲线与试件尺寸无关；模拟了裂纹起裂及稳态扩展时的变形场和应力场的演化过程，并通过这些精细场的演化过程进一步论证了相应的表征和测试方法。     

弹塑性材料裂纹扩展的动态J阻力曲线实验

为得到弹塑性材料裂纹扩展的阻力曲线，采用较大外径和较大韧带直径的周边切口在自行研制的间接杆-杆型冲击拉伸试验装置上进行了动态断裂和起裂止裂试验．采用数值分析提出的修正方法得到韧带面上的载荷，结合测得的裂纹嘴张开位移（CMOD），推广Rice远场J积分公式来计算动态J积分；依据柔度变化率法确定起裂点，从而获得动态起裂韧度JID．利用柔度标定法得到裂纹扩展轨迹；提出了周边切口拉伸试件裂纹扩展阻力的动态，JM（t）积分表征的修正形式，从而得到了弹塑性材料裂纹扩展至止裂前的阻力曲线，并对相关问题进行了讨论．试验结果表明：修正的JM（t）可以作为裂纹扩展阻力的表征参量，不仅适用小量稳态扩展过程，裂纹扩展较大时也适用；对弹塑性材料裂纹扩展阻力曲线是惟一的，与裂纹初始长度无关．     

表面裂纹受拉伸板三维弹塑性有限元分析模型及其J积分

使用Ｑｃ１１和Ｑ６块体单元,对带有表面裂纹的受拉伸板建立了一种三维弹塑性有限元分析模型;将虚裂纹扩展法（ＶＣＥ）用于所分析的表面裂纹。数值结果表明,这一模型对理想弹塑性,线性强化和１６ＭｎＲ材料均适用,且具有计算量小,一致性好的优点。     

切口尖端不同曲率半径试件的动态有限元分析

数值分析与试验均证明在裂纹尖端存在着J主导区,J积分可以作为决定裂纹起裂的参数.由于韧带较窄,机械加工难以获得深切口尖端的曲率半径为零.考虑裂纹尖端存在一定曲率半径的情况下,对不同切口深度比的裂纹进行动态有限元计算,并和切口尖端曲率半径为零的裂纹进行对比,讨论了切口的曲率半径对J积分的影响,为下一步的断裂试验提供数值分析依据.     

二维弹塑性有限元网格与J积分计算精度

研究了二维Ｊ积分弹塑性有限元法辐射状网格划分时网格密度、畸形单元等对中心贯穿裂纹及缺口试样Ｊ积分值计算精度的影响。推荐选用８０左右单元的网格计算平面问题典型试样的Ｊ积分，说明它具有较高的精度和非常短的机时，个别畸形单元的出现对Ｊ积分计算影响甚微等优点，并指出划分网格时应避免大钝角和狭长网格的出现。     

基于有限元的弹塑性裂纹数值分析

在线弹性断裂力学和D-M模型的基础上,推导出了受单向拉伸含中心穿透裂纹的理想弹塑性材料J积分的解析式;通过ANSYS对弹塑性J积分进行数值计算,与推导出的解析解比较,表明了用有限元方法计算弹塑性J积分具有相当高的精度;分析了J积分与裂纹初始长度及外荷载的关系;对理想弹塑性材料塑性区大小进行了探讨,结果表明,塑性区尺寸随外荷载增大而增大,并且外荷载接近屈服应力时,裂纹塑性区尺寸趋近于无穷大,进入全面屈服.     

COD准则在40CrNiMo钢弹塑性I＋II型断裂分析中的应用

以Ｒｉｃｅ的裂尖钝化模型为基础,定义了Ｉ＋ＩＩ型载荷下断纹张开位移（简移ＣＯＤ）δ裂纹尖端Ｉ型张开位移（简称ＣＴＯＤ）δ和ＩＩ型滑开位移（简称ＣＴＳＤ）δｓ对４０ＣｒＮｉＭｏ钢Ｉ＋ＩＩ型弹塑性断裂行为进行了ＣＯＤ分析,讨论了复合型载荷下ＣＯＤ与Ｊ积分的关系,结果表明;１）随Ⅱ型分量增加,４０ＣｒＮｉＭｏ启裂的δｉ值降低,纯Ｉ型的δｉ是纯Ⅱ型δｉ值的２．５倍;２）不同复合载荷下的δ,δｔ,δｓ与Ｊ积     

弹塑性动态J积分的有限元分析

本文介绍用有限元估算弹塑性动态 J 积分值的方法.对具有中心裂纹的矩形板作了线弹性和弹塑性分析,并与静态情况作比较,得到了积分基本守恒和随时间的变化规律.同时分析了动态 J积分的一些性质.     

COD 准则在 40CrNiMo 钢弹塑性 Ⅰ Ⅱ 型断裂分析中的应用

以Ｒｉｃｅ的裂尖钝化模型为基础,定义了Ⅰ＋Ⅱ型载荷下裂纹张开位移（简称ＣＯＤ）δ,裂纹尖端Ⅰ型张开位移（简称ＣＴＯＤ）δｔ和Ⅱ型滑开位移（简称ＣＴＳＤ）δｓ,对４０ＣｒＮｉＭｏ钢Ⅰ＋Ⅱ型弹塑性断裂行为进行了ＣＯＤ分析,讨论了复合型载荷下的ＣＯＤ与Ｊ积分的关系．结果表明：１）随Ⅱ型分量增加,４０ＣｒＮｉＭｏ启裂的δｉ值降低,纯Ⅰ型的δｉ是纯Ⅱ型δｉ值的２．５倍;２）不同复合载荷下的δ、δｔ、δｓ与Ｊ积分均满足线性关系．     

不同应力状态下弹塑性材料动态起裂韧度的实验研究

由一维实验原理，利用冲击拉伸实验装置对周边切口的Lyl2cz铝合金短圆柱试件进行冲击拉伸加载，并推广Rice远场J积分公式，由试件两端的平均载荷—相对位移曲线来计算J积分，用起裂点处的J积分来表征弹塑性材料的动态起裂韧度JID，初步形成了一套平面应变型弹塑性材料动态起裂韧度的表征与测试方法．实验所获得的动态起裂韧度JID是与试件尺寸无关的材料常数，且比平面应力状态下的动态起裂韧度低，结果的离散性也很小．实验结果表明，该实验和测试方法比较合理可靠．     

三点弯曲单试样测定高强高韧钢断裂韧度JIC的柔度方法

针对金属材料延性断裂韧度ＪＩＣ测试中存在的测试手续繁杂，消耗材料多等问题，根据试样在加载过程中裂纹扩展，柔度增加的原理，导出新的Ｊ积分与柔度Ｃ的关系，通过加载卸载法计算出柔度Ｃｉ，     

飞机机体模型撞击混凝土靶体动力学行为研究

飞机撞击混凝土建筑物的撞击过程中,机体和发动机的撞击可以分开考虑.机体结构在强轴向冲击情况下会发生包括高度非线性的变形、断裂和飞散等的渐进撞毁现象,这些物理现象主要会影响冲击载荷的时间历程.本研究采用显式有限元方法对飞机机体模型撞击载荷试验进行了的动力学模拟,模拟中机体采用了Johnson Cook材料模型和失效模型.计算得到的飞机尾部减加速度曲线、靶体上承受的冲击载荷时间曲线与试验测量和Riera理论计算结果均具有较好的一致性,说明研究采用的计算方法和材料模型及参数是合理的,可用于后续的大型民用客机撞击载荷的数值模拟,也证明了Riera理论模型的实用性.     

轻型卡车车架模态试验及有限元模拟分析

文章针对某轻型载货车车架就测点布置、激励方式、试验频段和激振点的选择等方面,给出了模态试验的具体方法,通过模态数据的采集、处理和分析,得到了车架的频响函数稳态图、十阶自由模态的固有频率及振型,并对结果进行了分析;通过对模态试验分析与有限元动力特性分析结果的比较,发现两者具有高度的一致性,该轻型载货车车架结构设计合理,表明了有限元动力特性分析方法可以直接评价结构设计,预估在一定使用环境下车架结构可能出现的问题,是一种有效的分析方法.     

环形梁受冲击时塑性动力响应分析

本文基于刚塑性假设,对环形悬臂梁在自由端受一刚性质量径向冲击时的塑性动力响应问题进行了分析与研究。采用正则摄动法,求出了由有限项初等函数所构成的渐近解。通过解析分析,还给出了响应速度V的级数形式的精确解,并由此发现了环形梁塑性动力响应的特殊性质。