复合型裂纹扩展的形状改变比能准则

为了预测金属材料裂纹在小范围屈服时的延性断裂，以复合型裂纹为研究对象，将裂纹前缘塑性屈服区内的总形状改变比能用于建立复合型裂纹的断裂准则。该准则表明了金属材料裂纹在扩展过程中，起决定作用的是形状改变比能，而不是整个应变能。能成功地预测了复合型裂纹的启裂角度以及临界荷载，将其结果与Sih的S准则和实验数据结果进行了比较。结果表明，复合型裂纹扩展的形状改变比能准则，在预测裂纹启裂角方面优于S准则，并且预测的临界荷载偏保守。在工程上，将其应用于复合型裂纹断裂判定是安全的。     

平面裂纹的起裂准则

针对著名断裂教授 sin 提出的著名[S]_(min)准则中所存在的若干缺陷,作者曾利用宏微观相结合的方法在文献[1,2]中提出了三个三维裂纹的起裂准则并很成功地解决了三维表面裂纹问题。本文的主要贡献在于:1 针对平面裂纹的特殊个性,对文献[1,2]的假定作了更符合实际的改变,提出了二维裂纹的[U_v]_(max)、[σ_α]_(max)和[γ_p]_(min)准则。2 推出了平面裂纹起裂角和载荷的一般方程。3 求出了Ⅰ型和Ⅱ型裂纹的起裂角θ~*和相应的 K_(Ⅲc)/K_(Ⅰc)值,这些值和实验结果比较表明本文所提准则较其它准则更佳。4 讨论了 Possion(泊松)比 v 和应力状态对θ~*和 K_(Ⅱc)/K_(Ⅰc)值的影响,得出了 v 和应力状态对θ~*几乎无影响而对 K_(Ⅱc)/K_(Ⅰc)有较大影响这一令人满意和从未有过的新发现。给出了三准则适用条件。     

复合型裂纹起裂准则的研究

本文以裂纹前缘弹塑性分界面上的体积应变能密度、等能量密度面上的三轴张力和塑性区尺寸为参数,提出了小范围屈服条件下的三个复合型表面裂纹起裂准则;推出了表面裂纹前缘任意点的起裂角(α_i,θ_i)和起裂载荷Q_i表达式;计算了LC4CS板材上表面裂纹倾斜角β分别为15°、30°、45°、60°、75°和90°时裂纹前缘定位角(?)分别为0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°各点的起裂角(α_i、θ_i)和起裂载荷Q_i;绘制了θ_4-β、θ-(?)、a~(1/2)Q_4/WBK_(Ie)-β和a~(1/2)Q_4/WBK_(Ie)-(?)曲线。将三个准则所得的计算结果进行了讨论并与文献[1]中[G]max、[S]min和[σa]max三个准则计算值和实验值进行了比较,本文所提出的三个准则较[G]max、[S]min和[σ_θ]max准则更符合实际。     

复合型裂纹扩展的最大塑性区尺度准则

为了预测复合型裂纹呈滑移型（Ⅱ型）的断裂，在此提出了复合型裂纹扩展的最大塑性区尺寸断裂判据。该准则成功地预测了金属材料复合型裂纹呈滑移型（Ⅱ型）断裂的裂纹开裂角和临界荷载，同时认为金属材料裂纹扩展的动力来源于形状改变比能的释放，与体积应变能无关。将其结果与最大剪应力准则相比，取得了较为一致的结果。因此，结果表明：该准则在预测复合型裂纹呈Ⅱ型断裂上是成功的。     

确定复合型裂纹断裂角的图解法

木文将Erdogan,Sih的最大周向应力理论及Palaniswamy的能量释放率理论所提出的确定Ⅰ—Ⅱ复合型裂纹断裂角θ_0的解析方程变换成图解方程,进而作出K_1/K_(11)—θ_0和K_(11)/K_1 —θ_0曲线,对复合型裂纹断裂角θ_0的确定提供了一个非常简便的方法。     

镍基单晶合金板裂纹尖端塑性区分析

裂纹尖端塑性区对研究裂纹开裂扩展具有重要意义.应用Hill屈服准则和考虑拉-剪耦合的修正Hill屈服准则,对镍基单晶合金板裂纹尖端塑性区进行了分析.得到了Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅰ、Ⅱ复合型裂纹尖端塑性区.对镍基单晶合金板内裂纹尖端塑性区与各向同性材料板内裂纹尖端塑性区进行了比较.讨论了拉-剪耦合、Ⅰ、Ⅱ复合型裂纹复合比及温度对裂...     

论复合型表面裂纹准则

本文用理论和试验分析相结合的方法研讨了作者和前人先后提出的表面裂纹复合型断裂准则[G]max、[S]min、[σ_θ]max、[U_v]max、[σ_α]max和[r_p]max六个准则;再次证明了后三个准则优于前三准则;实测出了表面裂纹最深点的起裂角和临界起裂载荷随表面裂纹倾斜角的变化规律;最后指出了断裂准则中断裂参数应建立在相同的力学基准上,从而为工程应用和理论研究提供了可靠的依据。     

压力容器接管角裂纹K_1计算方法研究

综述了压力容器接管角裂纹应力强度因子ＫＩ的计算方法，从理论上说明了平板通孔角裂纹模拟接管角裂纹的合理性，提出了角裂纹应力强度因子ＫＩ的工程计算方法及模型实验方法。     

Ⅰ—Ⅱ—Ⅲ复合型裂纹开裂角的光弹性试验研究

通过带Ⅰ－Ⅱ－Ⅲ复合型半圆形裂纹的三维光弹性模型的破坏性试验,测量了Ⅰ－Ⅱ－Ⅲ复活复合型裂纹前沿不同位置处的开裂角,用应力强度因子Ｋ１、ＫⅠ、ＫⅡ的测量结果和最大周向应力理论,计算了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ复合型裂纹的开裂角,试验测得的结果具有较好的规律性,并且与计算结果较为接近。     

C-M和D-P屈服准则参数与岩石断裂韧度关系研究

通过断裂力学中裂纹端部的应力叠加,得出拉剪裂纹的端部总应力,代入D-P屈服准则和M-C屈服准则,推导得出D-P准则与岩石抗拉断裂韧度和抗剪断裂韧度的关系.与试验数据对比,说明推导的合理性.     

航空齿轮接触疲劳裂纹萌生寿命预测方法的研究

利用安定理论和有限元法，分析轮齿在循环接触载荷作用下接触表面层的应力应变特征，即弹性安定和塑性安定，并针对此特征，探讨轮齿接触疲劳裂纹萌生寿命的预测方法。研究表明：Dang Van准则和Coffin-Manson关系可以分别作为弹性安定和塑性安定特征下的疲劳寿命预测模型。     

关于浅裂纹COD值的实验研究及其意义

本文根据笔者在澳大利亚和国内所做的几组不同钢材COD实验的结果,讨论了浅裂纹COD值明显增大的问题.实验结果表明,当a/W<0.19时,δ_i值比标准深裂纹增加了一倍左右,文章对其意义进行了讨论.     

滚子链链板疲劳裂纹的萌生及扩展

通过对带孔试件疲劳过程的动态观察，得到疲劳裂纹的萌生寿命及扩展速率；采用有限元法计算出在不同载荷及不同裂纹长度下带孔试件和标准链板（２４Ａ）的裂纹尖端应力强度因子幅值△Ｋ。从而，可以根据Ｐａｒｉｓ公式ｄａ／ｄＮ＝Ｃ（△Ｋ）￣ｎ得出滚子链链板疲劳裂纹的萌生及扩展规律。     

内聚力模型在裂纹萌生及扩展中的应用

断裂及开裂是工程中严重的结构失效形式.结合传统断裂力学中应力强度因子K以及J积分,综述了内聚力模型基本思想及发展,分析了典型的内聚力模型及模型应用的局限性,总结了不同内聚力模型在有限元中的实现形式,概述了国内外学者关于内聚力模型解决不同材料裂纹萌生与扩展的研究状况,得出了内聚力模型可以用以研究裂纹尖端塑性变形、静力和疲劳载荷条件下的蠕变开裂,以及金属、岩土材料及混凝土、复合材料及纳米晶材料裂纹萌生与裂纹扩展的结论.     

潜艇结构疲劳裂纹形成寿命的分析

以新的高强度钢潜艇锥柱过渡结构为对象,分析了该潜艇结构疲劳热点处的应力及焊接残余应力,这种焊接结构的焊接残余应力为横向最大值０．３σｓ,纵向最大残余应力０．３５σｓ,计及残余应力影响,用局部应力应变法对该潜艇结构的疲劳裂纹形成寿命进行了计算,结果表明该潜艇结构在给定条件下不会萌生疲劳裂纹。     

16Mn钢焊接件疲劳裂纹萌生与扩展机理研究

对16Mn钢对焊接头的焊缝及热影响区中疲劳裂纹的萌生与扩展机理进行了研究与讨论,结果发现：疲劳裂纹的萌生与扩展与铁素体组织有关,疲劳裂纹扩展阶段裂纹尖端附近为形成于铁素体晶粒内的位错胞及亚晶,在离裂纹尖端较远处为高密度的位错缠结。