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有限厚度板穿透裂纹前缘附近三维弹性应力场分析 被引量:11
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作者 杨政 霍春勇 +1 位作者 郭万林 王燕飞 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期74-78,共5页
通过三维有限元计算来研究有限宽度、有限厚度含有穿透裂纹板的裂纹前缘应力场 ,从中找出应力强度因子与板的厚度、裂纹长度之间的关系 ,同时还分析了裂尖的三维约束程度和三维约束区的大小。分析结果表明 :应力强度因子沿厚度的分布是... 通过三维有限元计算来研究有限宽度、有限厚度含有穿透裂纹板的裂纹前缘应力场 ,从中找出应力强度因子与板的厚度、裂纹长度之间的关系 ,同时还分析了裂尖的三维约束程度和三维约束区的大小。分析结果表明 :应力强度因子沿厚度的分布是不均匀的 ,应力强度因子的最大值及其位置与厚度有关 ;有限厚度板中面应力强度因子 (KI) m -p 及最大应力强度因子 (KI) max 均大于平面应力或平面应变的应力强度因子。对有限厚度裂纹问题 ,按平面应力或平面应变来考虑是不安全的 ;板中面的应力强度因子 (KI) m -p 及最大应力强度因子 (KI) max 是厚度B/a的函数 ;板的中面离面约束系数Tz 最大 ,自由面 (z=B)Tz =0。沿厚度方向裂尖附近的离面约束系数Tz 也是z/B和B/a的函数 ,随着厚度的增加离面约束系数Tz 增大 ,离中面越近离面约束系数Tz 越大。Tz 随着x的增大急剧减小 ,三维约束影响区域大小大约为板厚的一半 ,且裂纹长度a/W对应力强度因子沿厚度变化规律及Tz 影响区域大小影响较小。 展开更多
关键词 有限厚度板 裂纹 三维弹性应力场 有限元 应力强度因子 离面约束系数 工程结构 断裂
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环境因素对土工格栅蠕变特性的影响 被引量:14
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作者 丁金华 童军 +1 位作者 张静 周武华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期2048-2054,共7页
针对高密度聚乙烯单向拉伸土工格栅进行了一系列不同环境因素条件下的蠕变试验,研究了应力水平、温度、化学作用、施工损伤以及砂土侧限约束等对格栅蠕变性能的影响。结果表明,温度或应力水平越高,格栅蠕变量越大,蠕变速率也越快;常规... 针对高密度聚乙烯单向拉伸土工格栅进行了一系列不同环境因素条件下的蠕变试验,研究了应力水平、温度、化学作用、施工损伤以及砂土侧限约束等对格栅蠕变性能的影响。结果表明,温度或应力水平越高,格栅蠕变量越大,蠕变速率也越快;常规条件下单向拉伸土工格栅的蠕变临界应力水平不宜大于40%;化学作用可导致格栅蠕变量增大约10%,施工损伤对蠕变的影响非常显著;另一方面,砂土侧限约束下的蠕变特性与格栅的受力状态有关,填料约束以及上覆荷载作用可大幅降低格栅的蠕变量。 展开更多
关键词 土工格栅 蠕变 应力水平 环境因素 侧限约束 施工损伤
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有限厚度双材料板界面缺口附近三维弹性应力场分析 被引量:6
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作者 杨政 郭万林 徐绯 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期90-94,共5页
通过三维有限元计算来研究界面缺口附近的应力场 ,分析两种材料结合形成的有限厚度板缺口附近界面上下材料中应力集中系数和离面约束系数的影响因素。板的中面缺口根部附近界面上下两种材料中的相对应力集中系数是B/ ρ、E2 /E1和ν2 /... 通过三维有限元计算来研究界面缺口附近的应力场 ,分析两种材料结合形成的有限厚度板缺口附近界面上下材料中应力集中系数和离面约束系数的影响因素。板的中面缺口根部附近界面上下两种材料中的相对应力集中系数是B/ ρ、E2 /E1和ν2 /ν1的函数 ,随着E2 /E1值和ν2 /ν1的变化 ,界面缺口上下材料中的相对应力集中系数(Kt) m -p (Kt) p -σ的变化相反。沿厚度方向界面缺口根部附近应力集中系数Kt 均小于中面的 (Kt) m -p,缺口根部界面上下材料应力集中系数Kt 是 2z/B、E2 /E1和ν2 /ν1的函数。沿厚度方向界面缺口根部附近界面上下材料的离面约束系数Tz 也是 2z/B、E2 /E1和ν2 /ν1的函数。缺口根部附近三维影响区域 ,当E2 /E1=1、ν2 /ν1=1时最小 ,随着E2 /E1和ν2 /ν1的增大而增大。 展开更多
关键词 缺口 界面 应力集中系统 离面约束
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V型缺口裂端的三维应力状态及约束分析 被引量:6
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作者 孟波 郭万林 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期280-284,312,共6页
利用三维有限元方法,研究了有限厚度板中V型缺口根部穿透裂纹前沿的三维弹性应力场。对不同厚度、不同缺口张开角和裂纹长度对应力强度因子及裂尖附近的三维约束程度的影响进行了分析,同时还讨论了三维约束区的大小。研究结果显示:当缺... 利用三维有限元方法,研究了有限厚度板中V型缺口根部穿透裂纹前沿的三维弹性应力场。对不同厚度、不同缺口张开角和裂纹长度对应力强度因子及裂尖附近的三维约束程度的影响进行了分析,同时还讨论了三维约束区的大小。研究结果显示:当缺口张开角小于60度时,不同缺口的应力强度因子和离面约束因子的分布基本一致,角度的影响不明显。应力强度因子是厚度的函数,板中面的应力强度因子随厚度的增加逐渐减小趋近于平面值,最大为1.08倍的平面值。当板厚超过15倍的缺口深度时,应力强度因子最大值将从中面转移至接近自由表面位置,距中面约0.4倍板厚。三维约束非常明显的区域在裂尖前沿约0.45倍厚度的范围内,二维到三维的过渡区在裂尖前沿1.5倍厚度的区域内;在中面上三维效应影响区最大,随着离中面距离的增加逐渐减小,在自由表面上降为0。 展开更多
关键词 缺口 穿透裂纹 应力强度因子 离面约束
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利用权函数计算沥青路面层间部分约束的面层底裂缝应力强度因子 被引量:10
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作者 罗睿 黄晓明 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期610-613,共4页
以受均匀拉应力的中心贯穿裂缝作为参考状态 ,利用权函数理论和PetroskiandAchenbach方法得到路面各层面完全连续时的裂缝应力强度因子计算方法。根据完全连续时的应力强度因子和面层界面处于临界静摩擦状态下的应力强度因子的等效性 ,... 以受均匀拉应力的中心贯穿裂缝作为参考状态 ,利用权函数理论和PetroskiandAchenbach方法得到路面各层面完全连续时的裂缝应力强度因子计算方法。根据完全连续时的应力强度因子和面层界面处于临界静摩擦状态下的应力强度因子的等效性 ,计算出面层界面的等效滑动区域 ,从而得到面层界面滑动摩擦力产生的应力强度因子 ,再与面层界面完全光滑时的应力强度因子叠加 ,得到面层界面部分约束时的应力强度因子 ,编制了相应的程序 ,给出了相应的计算实例。 展开更多
关键词 权函数 应力强度因子 层间约束 层间摩擦 面层 沥青路面
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考虑开裂约束的重力坝体型优化设计 被引量:3
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作者 祁顺彬 王向东 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2008年第6期106-109,共4页
实体重力坝由于剖面尺寸大,混凝土用量较多,在设计时要进行最优化设计以使坝型既安全又经济。然而重力坝在运行中,上游坝踵区往往会出现开裂,随着筑坝高度的增加,坝踵开裂的概率也会越来越大,但坝踵的开裂并不一定意味着坝体的毁坏,只... 实体重力坝由于剖面尺寸大,混凝土用量较多,在设计时要进行最优化设计以使坝型既安全又经济。然而重力坝在运行中,上游坝踵区往往会出现开裂,随着筑坝高度的增加,坝踵开裂的概率也会越来越大,但坝踵的开裂并不一定意味着坝体的毁坏,只要保证裂缝是稳定的,坝体仍能正常运行。基于这一情况,对重力坝考虑开裂约束下的体型优化设计进行了研究,引入断裂参数约束式,建立开裂约束条件下的优化设计数学模型。并通过对工程实例的优化计算分析得出了合理的坝体断面,优化效果比较理想。 展开更多
关键词 重力坝 开裂约束 应力强度因子 体型优化设计
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航空结构铝合金Ⅰ/Ⅱ复合型断裂的三维弹塑性数值分析
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作者 王芳丽 佘崇民 郭万林 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期255-259,共5页
在LC4CS铝合金三维Ⅰ/Ⅱ复合型断裂实验的基础上,对Ⅰ/Ⅱ复合型加载模型进行了细致的三维弹塑性有限元计算,系统分析了不同复合度Φ和厚度B对裂纹端部应力场和起裂角的影响。结果表明,对于不同Φ和B的试样,周向应力极大值和三维离面约... 在LC4CS铝合金三维Ⅰ/Ⅱ复合型断裂实验的基础上,对Ⅰ/Ⅱ复合型加载模型进行了细致的三维弹塑性有限元计算,系统分析了不同复合度Φ和厚度B对裂纹端部应力场和起裂角的影响。结果表明,对于不同Φ和B的试样,周向应力极大值和三维离面约束因子极小值出现在相同的角度;根据最大周向应力准则,在Ⅰ型载荷占主导(eβq>65.45°)时,三维有限元计算的裂纹起裂角比采用二维MTS准则预测的起裂角更加接近实验结果。实验中8 mm厚度下的复合型断裂具有比采用现有二维断裂准则的预测值更小的起裂角,说明需要发展更加接近实际情况的新的三维复合型断裂准则。 展开更多
关键词 三维Ⅰ/Ⅱ复合型弹塑性断裂 起裂角 最大周向应力准则 三维离面约束因子
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厚钢板疲劳裂纹扩展前缘应力状态试验与数值仿真 被引量:4
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作者 党之凡 乐京霞 董岩 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2016年第2期51-57,共7页
复杂的环境载荷不可避免地会造成海洋结构物的疲劳损伤,而高强度厚钢板典型的三向应力状态会增加结构脆性,更加缩短结构的疲劳寿命。为研究厚板裂纹前缘应力状态沿板厚方向的分布,完成了3组36 mm板厚Q370QE高强度钢的标准疲劳裂纹扩展... 复杂的环境载荷不可避免地会造成海洋结构物的疲劳损伤,而高强度厚钢板典型的三向应力状态会增加结构脆性,更加缩短结构的疲劳寿命。为研究厚板裂纹前缘应力状态沿板厚方向的分布,完成了3组36 mm板厚Q370QE高强度钢的标准疲劳裂纹扩展速率试验,得到了材料参数C,m以及应力强度因子门槛值。接着,应用有限元方法分别基于线弹性分析和塑性分析计算裂纹尖端应力强度因子和裂纹尖端局部约束因子,并解释试验中裂纹前缘由倾斜趋于平直的现象。计算所得裂纹尖端应力强度因子可描述板厚中心部分裂纹前缘的应力状态,但在试件表面处结果失真,而裂纹前缘局部约束因子因考虑了厚板的厚度效应,故沿板厚方向分布的裂纹尖端局部约束因子可有效量化裂纹尖端的应力状态分布。 展开更多
关键词 疲劳裂纹扩展速率试验 有限元分析 裂纹前缘应力状态 应力强度因子 局部约束因子
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