砌石体的断裂特性及非线性断裂韧度

本文在作者用紧凑拉伸试件对砌石体断裂韧度测试的基础上,阐述了砌石体在断裂面、裂纹扩展方向等方面所表现的断裂特性。并用弹塑性断裂理论的J积分,计算和分析了非线性时砌石体的断裂韧度。本文还就砌石体的P—⊿曲线进行了讨论,并得出相应的结论。     

EPRI全塑性解的迭加方法和应用

文中对中心贯穿、双边、三点弯曲及紧凑拉伸等四类缺口试样进行大量的弹塑性有限元计算表明:通过迭加的方法可以把EPRI全塑性解推广应用到各种分段幂本构关系的材料,从而为这类材料结构中的缺陷评定提供J积分的计算方法。     

混凝土类材料断裂实验的试件尺寸问题

本文在混凝土尺寸效应公式和混凝土的切口敏感性规律的基础上,推导出对于三点弯曲、四点弯曲、紧凑拉伸断裂实验,能够得到有效K_(1c)值的试件的最小高度。结果表明,三点弯曲和四点弯曲实验的试件的最小高度,非常类似于Modeer公式所得结果,而紧凑拉伸试件的最小高度则随相对裂缝长度增加而增加。     

断裂韧性测试的量纲一载荷分离方法及应用

针对现有载荷分离理论存在的量纲不等问题进行研究,提出基于量纲一相似原理的改进载荷分离方法,获得普适意义的载荷分离参数与测试位移关系曲线.为了推广载荷分离方法在材料断裂韧性测试中的应用,利用Visual Basic Language开发了用于材料断裂韧性的测试软件(J LSS).结合汽轮机转子钢Cr2Ni2MoV、316L不锈钢材料以及紧凑拉伸（CT）试样,应用测试软件研究现有载荷分离方法与改进载荷分离方法在材料断裂韧性测试中的差异.结果表明：基于量纲一的理念完善了载荷分离理论;改进的载荷分离方法消除了参考钝裂纹试样对测试结果的影响,可以用来精确测试材料的断裂韧性.     

奥氏体不锈钢00Cr17Ni14Mo2断裂力学参量的有限元计算和实验验证

奥氏体不锈钢00Cr17Ni14Mo2由于具有优越的综合机械性能而被用于制造重要零部件。为了使奥氏体不锈钢00Cr17Ni14Mo2零部件能安全工作,用MTS高级材料实验机在应变控制条件下获得奥氏体不锈钢00Cr17Ni14Mo2的单向拉伸应力应变曲线和常规的机械性能参数;用三点弯曲试件测定了00Cr17Ni14Mo2的J积分。基于虚拟裂纹闭合法和Rice的J积分法,利用ANSYS有限元商业软件对三点弯曲试件进行了有限元分析计算,获得了相应载荷下的能量释放率G和J积分。并将计算结果与实验值进行了比较。理论计算与实验结果的比较表明：理论计算与实验结果相当吻合,该方法可用于奥氏体不锈钢构件断裂力学参量的数值分析和计算。     

基于细观力学的混凝土轴向抗拉性能数值模拟

采用基于伸缩因子的圆形覆盖方法建立更贴近于真实情况的一系列二维随机骨料模型,采用塑性损伤模型系统地对比分析了二维随机骨料模型在不同骨料形状、骨料粒径搭配、初始缺陷、界面层厚度、界面层及砂浆强度等情况下的单轴拉伸性能.结果表明,拉伸破坏首先出现在最为薄弱的界面层;骨料形状的不同对试件拉伸性能影响较大;界面层厚度对混凝土试件脆性有所影响,对其他性能影响较小;相同试件初始缺陷的增加会导致试件弹性模量、极限抗拉强度及峰值拉应变的减小;界面强度与骨料比例、形状、初始缺陷等对混凝土试件拉伸性能影响最大;本方法可有效地模拟混凝土轴向抗拉,揭示混凝土裂纹扩展的方式及过程.     

50D钢拉伸试件的若干基本特性及其与断裂参数间的某些关系

本文研究了典型韧性材料50D钢拉伸试件的若干基本特性。发现其失稳应变ε_i与空穴开始沿垂直载荷方向聚合的应变值相对应均约为断裂应变ε_f的90%;缩颈处最小横截面半径与缩颈外形曲率半径之比a/R和真应变ε之间是曲线关系,仅在εσ值中间范围有线性关系;相应的(试件轴线处)应力状态参数σ_m/σ值随ε值增加而增加,这与切口试样的相应关系是不同的。文中给出了σ_m/σ沿缩颈最小横截面径向r之分布及其随ε之增加的变化曲线族。结合所得之材料σ_m/σ-ε_f曲线,说明了为何产生缩颈之拉伸试件通常是其心部纤维首先断裂,即在缩颈心部区域首先形成微裂纹。本文并进而讨论了所得拉伸特性参数与相应材料断裂韧性参数和疲劳裂纹扩展速率的关系以及用材料拉伸特性数据估算J积分与COD间的比例系数问题,分别推荐了适用的公式[文中公式(18)、(24)(29)],并指出参考[24]所给公式(28)是极其可疑的。     

浅裂纹三点弯曲试件的J和r_p研究

本文应用位移分解法导出用于浅裂纹的 J 积分值计算式。通过五组不同 a/W 比值三点弯曲试件的断裂实验和有限元分析,研究了浅裂纹的 J 积分值和塑性转动因子 r_p。     

MCTS试件的三维有限元计算断裂分析

为了探讨三维复合型断裂问题,采用ANSYS软件对一种带有倾斜裂纹面的修正紧凑拉剪(MCTS)试件进行了三维断裂有限元分析,并应用修正的虚拟裂纹闭合积分方法(MVCCI),对三维裂纹试件的应力强度因子进行了计算.研究结果表明:该MCTS试件在Ⅰ型、Ⅱ型及Ⅰ+Ⅱ复合型(加载角为45°)加载条件下均产生了Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ复合型断裂...     

冷轧变形钢筋延伸率测试新方法的研究

本文主要以冷轧变形钢筋的延伸率指标测试为例,对具有圆弧缺口的拉伸试件,在测试延伸率时的方法及其可能产生的影响,进行了初步研究。试验与计算结果表明,这种新型圆弧缺口拉伸试件,对所测试延伸率指标的影响较小,其精度满足工程结构设计要求。     

海洋立管焊接接头的断裂参量J积分研究

针对深水海洋立管的特点,采用弹塑性有限元计算方法,对裂纹深度、长度、管道径厚比等因素对海洋立管断裂参量J积分的影响进行了研究,并在此基础上分析不同焊接接头组配在加载过程中的断裂性能。结果表明,焊接接头J积分值与全母材是有所差异的。因此,在海洋立管焊接结构安全评定中,除考虑不同裂纹深度、长度、管道径厚比对海洋立管的影响外,还必须考虑焊缝组配对焊接接头断裂参量的影响。     

低温下用J_R曲线确定金属材料延性断裂韧度J_(IC)的研究

以石油天然气设备及机器中常用的几种中、低强度钢为代表,通过弹塑性断裂力学J积分试验,研究了在低温环境下如何用J积分阻力曲线(J_R曲线)和裂纹尖端钝化线确定金属材料低温延性断裂韧度J_(IC)值,结果表明,该方法能得到J_(IC)随温度降低而降低的规律,适合于工程应用。     

连杆背压裂解加工方法

通过数值模拟与实验相结合的方法对准静态加载条件下的连杆裂解过程进行分析,确定了C70S6连杆裂解的临界J积分值,并对背压裂解过程进行数值模拟分析,对背压力对于连杆裂解J积分、韧带区场变量及裂解力的影响进行探索。模拟结果表明:背压力使沿连杆裂纹槽长度方向的裂尖J积分梯度增大,使应力更快、更有效地集中在裂纹槽中部,有利于裂纹槽起裂和裂纹快速扩展,可减少因裂纹分叉、交汇异常等引起的裂解加工缺陷,但是背压力增加的同时也增大了胀断主动力和裂解力,建议背压力设定为胀断主动力的1/4。     

焊接接头力学不均匀体断裂力学参量的数值分析

应用ＭＡＲＣ有限元分析软件对平板拉伸和三点弯曲试样焊接接头力学不均匀体的断裂参量──Ｊ积分进行了数值分析．考察了焊接接头不均匀裂纹体Ｊ积分的守恒性,以及不同裂纹长度、强度匹配和焊缝宽度在加载过程中对Ｊ积分及塑性区发展规律的影响．结果表明：焊接接头Ｊ积分具有守恒性,裂纹越浅,加载时塑性区越大,断裂韧性值越高．高匹配焊缝中的裂纹更容易进入浅裂纹状态,从而使高匹配焊缝具有较好的抗断性能．焊接接头强度匹配因子Ｍ对Ｊ积分值有很大的影响．焊缝宽度对Ｊ积分值也有影响．     

发动机曲轴箱轴承座裂解加工数值分析

预先精确计算裂解力参数,对于裂解设备设计及工艺过程的制定至关重要。应用MSC.MARC软件对捷达轿车发动机主轴承座(以RuT380材料为例)起裂过程进行数值模拟,得出了裂解力与J积分的关系曲线。根据J积分值与断裂韧性的关系,确定了临界J积分,采用线性插值的方法获得了裂解力,并进行了实验研究。实验结果表明:此方法也适用于不同结构、不同材料的其他分体类零件裂解加工时裂解力的确定。     

有限变形弹性体动态J积分守恒及其对偶形式

提出了含裂纹弹性体在有限变形条件下裂纹尖端的动态Ｊ积分及其对偶形式，并利用有限变形弹性体的基本方程及弹性体势能与余能的对偶关系，给出了其路径守恒的证明。本文提出的崐积分形式在考虑小变形或静态时将退化为小变形或静态下的Ｊ积分及其对偶形式，从而建立了适应于各种弹性变形范围的统一的Ｊ积分及其对偶形式，拓宽了Ｊ积分的应用范围。     

类裂纹缺口断裂准则综述

阐述了缺口断裂力学应力强度因子、COD和J积分概念的三类宏观力学模型和失效评定图方法,介绍了各种模型的基本假定、分析方法、以及最后提出的断裂准则适用的范围。此外,还概述了作者本人的进一步研究。     

含周向穿透裂纹碳钢管道断裂实验与评价

工程界经常面对含缺陷构件的剩余强度和剩余使用寿命的评定，在过去的十多年中发展了几种对含缺陷构件弹塑性断裂评定的工程方法。基于实验结果对这些工程方法相对准确度和保守性的比较，目前还很有限。对２０号碳钢管道进行了纯弯曲断裂试验，并将实验结果与极限载荷分析、Ｊ积分工程估算和详细的弹塑性断裂分析结果作了比较