结构钢材裂纹尖端张开位移的低温试验

目前对结构钢材低温脆性断裂的控制主要通过冲击韧性指标,难于获得定量的结果,因此,有必要对结构钢材的断裂指标进行低温测定。试验测定了结构钢材Q235A、Q345B和Q390E(屈服强度标准值分别为235MPa、345MPa和390MPa)在20～-70℃下12～48mm试样的裂纹尖端张开位移指标(CTOD),并分析了最大载荷CTOD特征值δm随温度和厚度的变化规律。结果表明,总的趋势是δm随着温度的降低而下降,其规律可以比较好的用Boltzmann函数描述;厚度增大,δm的总趋势降低,但在厚度12～24mm范围附近也会出现δm随厚度增加而上升的现象。     

基于Irwin假设的裂纹尖端张开位移的修正计算

应用线弹性全局应力，位移场和ｌｒｗｉｎ塑性区假设，对Ⅰ型裂纹问题给出准脆断情形下的裂纹尖端张开位移（ＣＯＤ）的修正算式，计算结果表明，该文所计算的δ比原δ０之值有所提高，应用偏于安全。     

疲劳荷载作用下的三维弹塑性弯曲裂纹尖端张开位移

综合考虑疲劳作用应力、三维塑性区域边界上的交变正应力与交变剪应力,利用二阶摄动方法建立了计算疲劳载荷作用下三维弹塑性弯曲裂纹尖端张开位移的理论模型。用数值解法进行求解,并作图分析了三维弹塑性弯曲裂纹尖端张开位移的最大值和变化幅值与三维裂纹体几何尺寸及外载荷之间的变化关系。结果表明,随着裂纹体厚度的增大,三维弹塑性弯曲裂纹尖端张开位移的最大值与变化幅值不断减小;当裂纹体几何尺寸相同时,弯曲裂纹尖端张开位移的最大值与变化幅值均随外载荷的增加而逐渐增大。     

用硅橡胶复型法测定裂纹尖端张开位移(COD)

本文对用室温固化的硅橡胶在试样上取复型的实验技术进行了研究。用复型法对韧 性材料三点弯曲试样裂纹尖端的变形作了分析，测出了裂纹尖端的ＣＯＤ，验证了塑性饮 假定，并测定了转动因子ｒ。     

幂硬化对疲劳弹塑性弯曲裂纹张开位移的影响

本文主要研究了疲劳载荷作用下的硬化材料弹塑性弯曲裂纹尖端的张开位移问题.综合考虑了疲劳作用应力,塑性区域边界上正应力与剪应力,利用二阶摄动方法与卡氏定理计算了硬化材料弹塑性弯曲裂纹尖端的张开位移的最大值.作图分析了弹塑性弯曲裂纹尖端张开位移尺寸最大值与材料硬化指数之间的变化关系.在幂硬化材料中,弹塑性弯曲裂纹尖端张开位移最大值随着材料硬化指数n的增大而减少,当n等速均匀增加时,弹塑性弯曲裂纹尖端张开位移最大值加速减少,减少的幅度越来越大.当材料的硬化指数相同时,弯曲裂纹尖端张开位移最大值随外载荷的不断减小而逐渐减小.开拓了一个计算硬化材料弹塑性弯曲裂纹张开位移最大值的理论模型的崭新领域.     

X100直缝埋弧焊管断裂韧性的裂纹尖端张开位移试验研究

为了检验X100直缝埋弧焊管的断裂韧性,采用三点弯曲多试样法,在室温、-10℃和-30℃下对该焊管的母材、热影响区和焊缝部位进行了裂纹尖端张开位移(CTOD)试验.测试结果表明:在同一温度下,CTOD试验的表观启裂值δ0.05、条件启裂值δi和最大载荷值δm的分布规律为母材最好,焊缝次之,热影响区最差;采用裂纹扩展阻力和撕裂模量表征的分布规律为母材最好,热影响区次之,焊缝最差;焊接热影响区组织中含有大量呈块状分布的铁素体,而粒状贝氏体等增强相的含量较少,这会造成其韧性下降,使焊管出现局部失稳现象.     

破前漏管道参数对裂纹张开位移的影响研究

核反应堆管道设计中采用破前漏(Leak Before Break,LBB)技术,可以确保反应堆的安全运行,并且降低反应堆结构的复杂程度,减少工程建设费用。破前漏(LBB)技术中采用断裂力学方法计算管道裂纹张开位移(Crack Opening Displacement,COD)是一个主要的方面,计算中管道参数对COD有重要影响,因而在设计中必须考虑。该文基于线弹性断裂力学分析方法中的裂纹张开位移模型,研究了管道裂纹长度、管道外径、管道壁厚和径厚比,以及管道内压载荷等参数对COD的影响,计算结果可为核反应堆管道的破前漏(LBB)设计和结构分析提供参考。     

混凝土断裂特性与裂纹张开位移

综合分析了混凝土断裂特征 ,和描述载荷与变形关系曲线连续函数 根据混凝土断裂过程区的观测结果 ,推出以幂函数多项式表达断裂过程区虚拟裂纹张开位移的表达方法 ,通过最小二乘法导出了计算该多项式中待定系数的代数方程 ,并且由实测裂纹张开位移数据给出了若干计算实例分析和讨论     

全面屈服条件下裂纹张开位移分析

本文在HRR理论的基础上,提出了弹塑性体中裂纹前缘的形变功场表达式及J积分表达式。并在全面屈服条件下,得出了J积分的计算式及COD分析关系式。其结果为焊接中裂纹容许尺寸的计算,提出了新的计算方法,文中还给出了计算举例。     

考虑软化效应的黏聚裂纹张开位移分析

为研究岩石混凝土陶瓷类准脆性材料的张开型裂纹扩展过程, Hillerborg等人引入了应变软化概念, 把断裂过程区抽象为具有黏聚力分布的裂纹. 用多项式或幂级数表达黏聚裂纹张开位移分布, 通过弹性理论与积分方程解答建立裂纹黏聚力与张开位移分布之间的关系, 由变分计算确定了有关物理量. 算例数值结果与实验测定值比较符合.     

四点弯曲型试件的裂纹面张开位移

研究了四点弯曲型试件在各种类型载荷作用下的裂纹面位移，并考虑了裂纹尖端塑性区对它的影响。得到了它的计算式与数值计算程序，为研究疲劳裂纹的闭合行为提供了分析手段。     

双材料混合型界面裂纹尖端应力场、位移场

研究了正交异性双材料中心穿透界面裂纹问题。在特征方程组的判别式都小于零的情形下,求解一类广义重调和方程组边值问题,通过构造新的应力函数,推出了Ⅰ型、Ⅱ型、混合型界面裂纹尖端的应力场、位移场及应力强度因子的解析表达式。其结果没有振荡奇异性及裂纹面没有相互嵌入现象,当上下半平面材料参数相同时,可获得正交异性单材料的应力场、位移场。     

论裂纹尖端附近位移场精确解的封闭形式

本文利用Ｆｏｕｒｉｅｒ变换方法和Ｗｅｂｅｒ－Ｓｃｈａｆｈｅｉｔｌｉｎ间断积分，求得裂纹尖端附近位移场精确解的封闭形式，从而改进了断裂力学中Ｗｉｌｌｉａｍｓ复特征展开式级数解的主项位移场公式．     

半椭圆表面裂纹表面张开位移的研究与自由表面影响系数的测定

表面裂纹问题的二维笥，使至今对它的梢确解问题仍未解决，因此必须采用各种近似计算 方法求取半椭圆表面裂纹的应力强度因子ＫＩ和自由表面影响系数Ｆ．可是所得值间存在重 大差异，而这些差异的原因现在尚不很清楚． 本文提出了一个研究有限板的表面裂纹张开位移及自由在面影响系数的实验方法。精确测 出表面裂纹中心的张开位移（ＳＣＯＤ）值，利用所提出的公式，表面裂纹的Ｆ和ＫＩ就很易 求出。文中列出本方法所得的Ｆ实验值与另外几种近似计算方法的Ｆ计算值，并作了对比和 讨论。这种实验测定Ｆ值方法的进一步研究，有希望作为各种近似计算法的评价依据。     

非局部损伤对裂纹尖端应力分布的影响

将非局部理论和损伤理论结合起来用于分析塑性材料裂纹尖端的应力分布规律得到了裂纹尖端应力有限的结论，并说明此有限应力起源于非局部损伤，从宏微观相结合的角度对经典断裂力学中裂纹尖端应力无穷这一缺陷进行了修正。     

钢纤维对混凝土裂纹尖端应力强度因子的影响

通过研究钢纤维混凝土裂纹尖端应力场和位移场,提出一种混凝土裂纹端部存在与其裂纹面相垂直的钢纤维力学分析模型.在分析钢纤维和基材混凝土在界面处的剪应力分布规律的基础上,建立了钢纤维混凝土裂纹尖端附近钢纤维与裂纹间的相互影响关系,并利用叠加原理推导出求解钢纤维裂纹强度因子的解析表达式.借助数值方法,给出钢纤维混凝土裂纹尖端应力强度因子的算例,并分析了钢纤维对混凝土裂纹尖端应力强度因子的影响.计算结果表明,钢纤维距裂纹尖端越近,其对混凝土裂纹尖端应力强度因子的影响越大,钢纤维能够控制混凝土裂缝的扩展,提高混凝土的抗裂能力,是靠钢纤维之间的桥联作用和混凝土与钢纤维之间较强的界面粘结作用.图3,参9.     

正交异性介质中稳恒扩展裂纹尖端的位移场

将正变异性材料视为理想弹塑性材料,采用R·Hill屈服准则及与之相关的流动法则,假定材料不可压缩的条件下,获得了稳恒扩展裂纹尖端应力、应变场.在此基础上,可以获得正交异性介质中稳恒扩展裂纹尖端的位移场.结果表明,应变场具有In(A/r)的奇异性,位移场具有rin(A/r)的量级.     

混凝土断裂韧度及临界裂缝尖端张开位移--基于虚拟裂缝模型的分析

将虚拟裂缝模型与线弹性断裂力学相结合 ,利用楔入劈拉试件在实验中测得的最大荷载Pmax及对应的裂缝口张开位移CMODc,求得了混凝土裂缝亚临界扩展量Δac 的解析解 ,据此计算了最大尺寸为 12 0 0mm× 12 0 0mm× 2 0 0mm的楔入劈拉混凝土试件的起裂断裂韧度KsIc、失稳断裂韧度KeIc及临界裂缝尖端张开位移CTODc 研究结果表明 ,随着试件尺寸的增加 ,Δac 增大 ,但其增长幅度明显减小 ;而KsIc、KeIc、CTODc 却是与试件尺寸无关的断裂参数 因此 ,双K断裂准则可很好地描述混凝土裂缝的起裂、稳定扩展及失稳破坏过程     

关于各向异性复合材料板裂纹尖端应变场与位移场的探讨

采用复变函数方法推出了各向异性复合材料板的Ⅰ型、Ⅱ型裂纹尖端附近的应变场与位移场的计算公式。     

热影响区强度对裂纹尖端塑性区的作用

用弹塑性有限元（ANSYS软件）计算了低组配焊接接头中不同热影响区屈服强度条件下，接头裂纹尖端塑性区的形状和大小的变化。计算结果表明，热影响区屈服强度的变化对接头裂纹尖端塑性区影响规律为屈服强度的降低，塑性区增大，焊缝和母材的塑性区减少。抗断性能分析表明，热影响区强度变化导致裂纹尖端塑性区变化，从而影响热影响区和焊缝的抗断性能。