带内表面裂纹的身管温度应力强度因子研究

用权函数方法导出了身管内表面的半椭圆形裂纹出于温度应力引起的应力强度因子的公式，这些公式可用于计算身管在不同的裂纹深度、形状、温度、材料和尺寸下的温度应力强度因子；同时，还研究了温度应力强度因子随表面裂纹深度和形状变化的规律，这些规律对厚壁筒构件的设计及工程应用提供了参考。     

蠕变-热疲劳裂纹的控制参量研究

考虑材料的双线性随动强化和蠕变特性，用有限、元方法分析了蠕变一热疲劳裂纹的张开过程。裂纹在加热和保温过程中受压应力作用，处于闭合状态。由于加热和保温过程产生的非弹性应变不能自由恢复，降温过程的后期产生垂直裂纹面的拉应力，使裂纹逐渐张开。此时裂纹附近材料的温度已经下降到蠕变温度以下，并且裂纹的张开过程是热应力的卸载过程，因此C“参数和，积分不适用于蠕变一热疲劳裂纹。在小范围屈服条件下，可用应力强度因子作为蠕变一热疲劳裂纹的控制参量。计算表明，延长保温时间，升高加热的景高温度，增加裂纹长度都能够使应力强度因子增大。     

钛合金Ⅰ型裂纹应力强度因子测试的实验研究

采用疲劳裂纹预制机对含I型缺口的TC4合金试件预制裂纹，通过数字图像相关方法观测试件在三点弯曲加载条件下裂纹的扩展过程及裂尖区域的位移场，将位移场数据带入裂尖位移场方程，计算裂尖位置和应力强度因子。结果表明，采用该方法可以准确测定钛合金的I型裂纹应力强度因子、裂尖位置及裂纹扩展长度。该方法解决了以往研究中因不能准确测定裂纹尖端位置，而无法准确测定钛合金I型裂纹应力强度因子的难题     

基于ABAQUS的H13钢裂纹扩展数值模拟

模具的断裂及裂纹萌生与扩展问题一直是影响模具寿命的重要因素。在扩展有限元法基本原理的基础上,以ABAQUS为平台,利用XFEM模拟模具钢H13的裂纹扩展问题,得到单边缺口拉伸试件的裂纹扩展过程及裂纹尖端的应力分布和变化曲线。研究载荷、裂纹长度、构件几何参数对裂纹尖端应力强度因子的影响,输出静态裂纹的应力强度因子,并与解析解进行比较。结果表明,扩展有限元法能够有效进行裂纹开裂及扩展过程的仿真。数值模拟不受单边边界条件的制约,无需单元的局部加密,有效减少单元数量,节省了计算成本。     

疲劳载荷下的裂纹扩展模型

基于裂纹尖端弹-塑性应力和应变的分析,提出一个疲劳裂纹扩展模型。模型表明,疲劳裂纹生长速率可以通过裂纹尖端区域的应力、应变来计算。应力、应变的计算是基于HRR理论解。文中假定第Ⅰ应变区宽度为X~*,它并不是一个材料常数,而是随外加应力的大小而变化,最小值与△J_(th)相对应,而最大值和△J_c相对应。模型不仅考虑了高应变区的累积损伤,而且也考虑了整个塑性区内的累积损伤,从而得到下列计算公式利用模型计算求得的疲劳裂纹扩展速率和实验值进行了比较,两者吻合颇好。     

用SQCE理论计算疲劳裂纹扩展速率及剩余寿命

对用奇异准谐调元理论进行疲劳裂纹扩展速率和剩余寿命的数值计算做了初步探讨，计算结果与实验结果完全吻合。因此，用ＳＱＣＥ理论计算实际结构的疲劳裂纹扩展速率和剩余寿命，可以达到节省时间，材料和经费的目的。     

火箭炮定向器结构强度有限元分析(Ⅱ)

在新型远程多管火箭炮武器系统的研制过程中，需要计算出火箭发射过程中整个定向器的应力值，应力分布状态和变形形状，以便能合理地选择和优化定向器结构的设计参数，为它的生产和改进提供科学的理论依据。本文利用Ｓｕｐｅｒ Ｓａｐ通用微机结构分析软件为操作平台，根据火箭弹和定向器的参数进行计算，自动形成可供Ｓｕｐｅｒ Ｓａｐ求解器计算的有限元分析模型数据接口，对定向器进行了应力分析，得到了一些有价值的结果。     

关于用有限单元法计算应力强度因子的探讨

本文探讨了用在奇异项上叠加普通有限元的方法,来计算应力强度因子的问题。它推广了钱伟长等人的工作,可用于Ⅰ、Ⅱ型及Ⅰ、Ⅱ混合型裂纹的应力强度因子的计算。     

点火内压载荷对推进剂装药裂纹的影响

对内压载荷作用下装药的应力应变场进行了数值计算,并与经典文献进行了对比,结果符合很好。在此基础上,针对装药中心的表面裂纹,通过在裂纹尖端周围布置有限奇异裂纹元以模拟裂纹尖端的奇异型,计算了内压载荷作用下不同深度裂纹尖端的应力强度因子,分析并总结了断裂参量随裂纹深度以及时间的发展规律。计算结果表明,点火升压阶段,裂纹将主要以张开方式进行扩展。     

活塞制动的静态数值模拟和实验研究

针对筒式武器的闭气活塞制动机构，建立了制动过程的二维轴对称力学模型，采用有限元分析(FEA)方法进行数值计算，对制动部件在不同的加载速率条件下的力学特性加以分析比较，给出了其位移响应和应力响应计算结果，为优化筒式武器重量提供依据。     

泡沫圆筒的轴对称平面应变热问题分析

针对泡沫圆筒热应力问题,基于各向同性假设的等效力学方法,求得圆筒的弹性模量和泊松比,采用位移法推导了轴对称平面应变情况下,泡沫圆筒的热应力解析解,得到了径向应力和切向应力沿圆筒径向的变化规律。采用ABAQUS有限元软件进行数值模拟,对比分析了解析解和数值解的结果,发现两者的吻合程度令人满意,说明解析结果可信。研究了泡沫圆筒轴向摩擦力与外径、外表面增温之间的变化规律,为泡沫圆筒的设计提供参考。     

含半埋藏井线双裂纹的Crl2合金钢试件电磁热止裂分析

应用ZL-2超强脉冲电流发生装置对带有预制双平行共线半埋藏裂纹的拉伸试件进行了脉冲放电止裂，放电后裂纹尖端熔化并形成高压应力区，使裂纹尖端钝化，达到了止裂的目的。采用数值模拟确定了止裂工艺参数，并确定了脉冲电流作用瞬间裂纹尖端的温度场和热应力场。研究结果表明：在合适的脉冲放电电压下，电磁热效应实现了空间半埋藏裂纹线形裂尖的钝化，并围绕两个共线裂纹尖端形成了热压应力场，同时实现了裂尖附近组织细化，可提高裂纹扩展的延展功，从而可减缓裂纹的扩展。     

单晶铝裂纹扩展机制的分子动力学研究

运用分子动力学方法,模拟原子尺寸下中心和边缘裂纹模型的裂纹扩展的微观机理以及温度对裂纹扩展的影响,以单晶铝作为研究对象,采用EMA势计算原子之间的相互作用。模拟结果表明,低温时边缘裂纹模型的屈服应力大于中心裂纹的屈服应力,随着温度的升高,中心裂纹的屈服应力大于边缘裂纹的屈服应力。     

粉末冶金BeAl合金相界面裂纹微观应力场有限元分析

采用ANSYS有限元软件分析微观状态下粉末冶金铍铝合金裂纹沿铍铝两相界面分布时,拉伸与压缩两种情况下铍颗粒与铝基体界面处的应力场分布,定性讨论裂纹扩展延伸的机制以及对界面脱粘和屈服变形的影响。研究结果表明:裂纹形成后,对界面应力场的影响只局限在裂纹所在的微小区域内,远处的影响极小,裂纹尖端有明显的应力集中现象;在拉伸应力场中,裂尖处铝基体一侧σ1与σvon同时达到最大值,在强应力的作用下,裂纹极易沿铍铝相界面铝基体一侧失稳扩展,与实验结果基本一致;在压缩应力场中,裂尖处铝基体的σvon较之铍颗粒变化明显,屈服变形更容易在基体一侧发生。     

短纤维增强金属基复合材料的热残余应力及其对拉伸和压缩载荷下应力分布的影响

运用空间轴对称有限元方法,研究了短纤维增强金属基复合材料热残余应力的分布及其对拉伸和压缩载荷下应力分布的影响.研究表明,在拉伸和压缩载荷下,热残余应力可导致不对称的应力分布;热残余应力降低拉伸时的应力传递,加强压缩时的应力传递.     

非均质材料界面损伤的数值模拟方法研究

由于材料制备/承载过程中其内部存在着各种尺度的裂纹,裂尖邻域的高度应力集中,会造成此区域夹杂界面有相对较高的脱粘概率。为了研究复合材料内部裂尖邻域夹杂脱粘的发展和此过程中应力强度因子的变化规律,利用含夹杂与裂尖的解析胞元法建立考虑温度效应的复合材料内部裂尖邻域的细观力学模型,并通过Weibull概率函数控制加载过程中夹杂脱粘的发生,得到夹杂的材料性质和环境温度对裂尖附近区域夹杂脱粘概率与裂纹场应力强度因子的影响规律。     

三挡同步器齿环开裂原因分析

针对三挡同步器齿环装车后启动时发现开裂的问题,为查明其开裂原因,通过化学成分分析、硬度测试、裂纹宏观和微观金相检验等试验对开裂齿环进行了分析。结果表明：同步器齿环的开裂是由于凹槽在冷挤压时产生的形变应力和装配不当引起的外加应力,加上汽车停放在含有腐蚀介质（主要是氨或二氧化硫）、氧及潮湿空气中,即为拉应力和腐蚀介质共同作用下产生的应力腐蚀裂纹。     

基于超声技术的齿轮残余应力测量方法研究

齿轮是机械传动中最重要的零部件之一,被广泛应用于各类军用和民用机械装备中。国防工业的发展对齿轮传动的使用寿命、传动效率、可靠性等都提出了越来越高的要求。齿轮在服役使用过程中经常发生齿轮的失效,失效的模式多为轮齿齿面的疲劳点蚀和根部疲劳断裂,失效的现象严重影响了装备的传动性能以及可靠性。引起这两种失效的主要原因是工作过程中的疲劳,而残余应力是引起疲劳失效的主要原因之一。由于齿轮的形状复杂,轮齿空间狭窄,传统方法很难准确、快速地进行齿轮残余应力的测量。提出了利用超声临界折射纵波测量齿轮残余应力的方法,研究了临界折射纵波在齿面及齿根附近的传播规律、设计了用于齿轮残余应力测量的传感器和自动化测量装置。研究结果表明,采用超声临界折射纵波法能够实现齿轮残余应力的准确、快速测量。