平面V形切口塑性应力奇异性分析

研究幂硬化塑性材料V形切口和裂纹尖端区域的应力奇异性.首先在切口和裂纹区域采用自尖端径向度量的渐近位移场假设,将其代入塑性全量理论的基本微分方程后,推导出包含应力奇异指数和特征函数的非线性常微分方程特征值问题.然后采用插值矩阵法迭代求解导出的控制方程,得到一般的塑性材料V形切口和裂纹的前若干阶应力奇异阶和相应的特征函数.通过两个算例给出了前若干个阶的应力奇异指数和特征函数,表明文中方法计算一般塑性材料V形切口和裂纹应力奇异性的精度和有效性,并对一般塑性材料V形切口和裂纹的奇异应力特征进行了讨论.     

环扇形薄板弯曲问题辛本征解及V形切口应力奇异性讨论

通过引入弯矩函数和恰当的变换,环扇形薄板弯曲问题可导入到二类变量的辛空间,应用分离变量以及辛本征函数展开的数学物理方法进行解析求解.首先,从环扇形薄板弯曲问题的通解出发,讨论了两直边固支,以及一直边自由、另一直边固支边界条件的板,给出了这两种边界条件下相关问题的辛本征解.其次,对相应边界条件下V形切口尖端应力奇异性进行了讨论.环扇形薄板弯曲问题的成功求解再次验证了辛对偶体系方法的有效性.     

光弹法测V型切口尖端应力强度因子的尝试

本文用光弹法测定Ⅴ型切口尖端、应力强度因子。结果表明,等色线条纹数据应在y方向及其邻域测量。建议光弹图象放大50倍以上,并按文中的(4)式计算K_I。     

V型切口脆性断裂的最大周向应力准则

基于2个基本假设,建立了I-II复合型V型切口脆性断裂的最大周向应力准则。给出了I型V型切口的临界应力强度因子与I型裂纹的临界应力强度因子之间的关系,并用有机玻璃板材加工成2种I-II复合型V型切口试样,进行了实验验证。实验结果表明,所提出的I-II复合型V型切口脆性断裂的最大周向应力准则与实验结果基本吻合。     

I-II复合型V型切口脆性断裂的数值模拟

基于I-II复合型V型切口脆性断裂的最大周向应力准则,用有限元分析软件ANSYS对含V型切口拉伸板的开裂过程中的临界载荷和开裂角进行数值模拟.为了检验数值模拟结果的正确性,用有机玻璃板材加工成3根上述数值模拟的V型切口试样,在电子万能试验机上进行拉伸试验;试验结果与数值模拟结果基本吻合.     

V形切口奇应变三角形单元

本文根据V形切口尖端应力奇异规律,提出了计算切口断裂问题的V形切口奇应变三角形单元.该单元能反映切口的两种奇异性.当切口闭合成裂纹时,这种单元就演变成具有1/2奇异性的裂纹奇应变三角形单元.因此本文提出的奇应变单元是裂纹奇应变三角形单元的推广.用本文提出的特殊单元计算V形切口应力强度因子时,对不同的受力情况,当单元尺寸为切口深度的1/3至1/6时,即可满足实用精度要求.     

截锥面形界面裂纹尖端附近应力奇异性分析

扩展到界面的环裂纹偏离垂直界面的位置,就形成截锥面形界面裂纹,主尖端应力奇异性指数大小不仅依赖于两相材料常数α和β,同时也依赖于锥角的大小。据此利用渐近展开和分离变量相结合的方法对裂尖奇异性指数的变化进行了分析,结果表明,随着锥角和α,β的变化,会出现振荡奇异,当锥角为零,截锥面裂纹变为圆柱形界面裂纹。     

双材料V型切口断裂研究

基于双材料V型切口理论,给出了新的双材料V型切口问题的应力强度因子定义,将单材料裂纹问题、双材料裂纹问题、V型切口问题的应力强度因子的定义相统一,进而得到应力外推法计算双材料V型切口K1的计算公式.以单向拉伸和三点弯曲模型为研究对象,研究了双材料中切口深度、泊松比、切口张角变化对应力奇异场的影响,得到了一些相关结论,为异体材料形成的V型切口在应力断料中应用时的参数选取提供了必要的理论依据.     

塑性情况下预制V型裂纹尖端应力强度因子的修正

本文在现有研究工作的基础上,考虑了预制V型裂纹尖端存在塑性区的情况。首先探讨塑性区的大小,然后对弹性情况下求得的应力强度因子进行了修正。     

螺旋切槽孔松动爆破参数

在螺旋切槽孔松动爆破机理研究的基础上，为避免爆炸冲击波对孔壁的破碎，采用不耦合装药方式，同时对其爆破参数加以分析研究，获得理论计算式，并得到爆破裂纹的宽度、裂纹扩展长度、爆破块度等的表达式。分析了爆破效果与螺旋升角、切槽角的关系，在岩石破碎中，为获得合理块度的爆破方案提供依据。     

混凝土结构裂纹尖端应力场奇异性的分形力学意义

用分形几何学理论研究砼结构裂纹尖端应力场的奇异性，并把某些区别于传统连续介质力学的概念和公式引进砼结构破坏过程的定量描述中来     

平面V形切口应力奇性指数分析

对于一般的V形切口结构,其切口尖端区域存在强的应力集中．基于切口尖端附近区域渐近应力场的假设,提出将线弹性理论控制方程转换成一组常微分方程特征值问题．然后采用插值矩阵法数值计算该常微分方程特征值问题,从而得到V形切口的各阶应力奇性指数．算例显示该方法是分析V形切口应力奇异指数的一个准确、有效的路径．     

正交异性双材料反平面界面端应力奇异性研究

研究了正交异性双材料反平面界面端的应力奇异性问题.借助应力奇异指数λ的特征方程,经过图形对比分析,验证了应力奇异指数λ与双材料参数及双材料楔形角有关,并且利用三角函数的性质和算例,得到了双材料界面端楔形角θ1和θ2以及双材料参数对应力奇异性指数λ的影响规律.     

幂硬化材料浅切口根部附近的应力分布

以含浅切口的幂硬化材料为研究对象,在平面应变条件下,利用塑性理论中的滑移线场方法及全量理论,得到了切口根部附近的应力场表达式。对于确定的材料及切口形状,应力场完全取决于切口根部的最大等效应变εｍ,为了确定参量εｍ,首先找到了它与塑性区大小ｒｐ的关系,之后通过应力平衡法确定了切口根部的最大等效应等εｍ。     

结构光塑性与数值计算的混合解法

为了利用由光塑性法得到的应力光图来分离应力，提出一个以边界节点上应力分 量σｙ和域内节点主应力差（σ１－σ２）．第一主应力方向角θ为原始数据的结构分 析光塑性成力计算的混合法，给出了基本微分方程和相应的差分方程。由本方法计算 得到的结果是令人满意的。     

一种确定应力强度因子的数值方法

文章基于奇异点附近的位移场和奇异应力场,提出了一种利用普通的数值分析结果确定单应力强度因子的数值方法和提高应力强度因子求解精度的结点选取方法。利用有限元软件MSC/Nastran对 型和 型平面裂纹问题进行了具体计算。计算结果表明,文章所提出的方法具有通用性强、精度高的特点,便于实际工程应用。