压载荷下Ⅰ-Ⅱ复合型中心裂纹板弹塑性屈曲载荷研究

1

作者 李守超 尹倩 +2 位作者 王卓吾 贺小华 周昌玉 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期290-299,320,共11页

为了研究含裂纹结构承载能力,采用有限元方法建立压载荷下Ⅰ-Ⅱ复合型中心裂纹板模型,计算裂纹板弹塑性屈曲载荷,讨论相对裂纹长度(a/w)、裂纹倾角(θ)、板宽(w)、板厚(t)、边界条件对弹塑性屈曲载荷及其变化规律的影响。对于上下夹持... 为了研究含裂纹结构承载能力,采用有限元方法建立压载荷下Ⅰ-Ⅱ复合型中心裂纹板模型,计算裂纹板弹塑性屈曲载荷,讨论相对裂纹长度(a/w)、裂纹倾角(θ)、板宽(w)、板厚(t)、边界条件对弹塑性屈曲载荷及其变化规律的影响。对于上下夹持中心裂纹板,随着裂纹长度和裂纹倾角的增大,板宽越大,中心裂纹板屈曲载荷对裂纹越敏感,中心裂纹板承载能力受到裂纹长度和裂纹倾角的影响越明显。弹塑性屈曲载荷随着板厚的增大而增大,并且随着裂纹倾角的增大,板厚越大,屈曲载荷的下降程度越显著。上下简支中心裂纹板与上下夹持中心裂纹板的屈曲载荷变化规律基本一致,且上下夹持中心裂纹板的屈曲载荷显著大于上下简支中心裂纹板的屈曲载荷。给出不同边界条件下弹塑性屈曲载荷与相对裂纹长度、裂纹倾角的回归关系式。通过中心裂纹板弹塑性屈曲试验发现,采用压缩力学性能计算弹塑性屈曲载荷更接近试验结果,试验屈曲载荷的变化规律与有限元模拟计算结果一致。研究结果对含裂纹结构的承载能力评价具有参考价值。 展开更多

关键词 压载荷 有限元方法 ⅰ-ⅱ复合型裂纹 弹塑性屈曲载荷 上下简支中心裂纹板 上下夹持中心裂纹板

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数字图像相关法测定岩石Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹应力强度因子 被引量：26

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作者 代树红 马胜利 潘一山 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1362-1368,共7页

提出了一种通过数字图像相关方法测定岩石Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹尖端位置和应力强度因子的试验方法。试验通过数字图像相关方法测定裂纹尖端区域位移场数据,将位移场数据带入极坐标系下位移场方程,计算裂纹尖端位置和应力强度因子。试验结果表... 提出了一种通过数字图像相关方法测定岩石Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹尖端位置和应力强度因子的试验方法。试验通过数字图像相关方法测定裂纹尖端区域位移场数据,将位移场数据带入极坐标系下位移场方程,计算裂纹尖端位置和应力强度因子。试验结果表明:采用该方法可以准确的测定岩石Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹应力强度因子、裂纹尖端位置及裂纹扩展长度,解决了以往研究方法因不能准确测定裂纹尖端位置和扩展方向,而无法准确测定岩石应力强度因子的难题。 展开更多

关键词 数字图像相关方法 ⅰ-ⅱ复合型裂纹应力强度因子 裂纹扩展长度 岩石断裂

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基于Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹破坏模式的条带矿柱破坏宽度研究

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作者 施耀斌 叶义成 +3 位作者 刘艳章 王其虎 岳哲 夏张琦 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期888-895,共8页

采用条带法进行地下开采时,条带矿柱的裂纹扩展导致了矿柱的最终破坏,且裂纹多表现为Ⅰ型裂纹与Ⅱ型裂纹复合扩展破坏特征。根据采场矿柱受力条件,确定条带矿柱受两侧采场空区影响时矿柱内Ⅰ-П复合型裂纹尖端的Westergaard应力函数,采... 采用条带法进行地下开采时,条带矿柱的裂纹扩展导致了矿柱的最终破坏,且裂纹多表现为Ⅰ型裂纹与Ⅱ型裂纹复合扩展破坏特征。根据采场矿柱受力条件,确定条带矿柱受两侧采场空区影响时矿柱内Ⅰ-П复合型裂纹尖端的Westergaard应力函数,采用HoekBrown强度准则计算采场作业面围岩破坏区的边界条件,建立了矿柱破坏宽度计算模型。以上横山页岩矿床为研究对象,采用物理相似模拟试验,模拟条带法回采某盘区3个试验区段,利用DIP法分析受地应力及回采扰动作用下矿柱的裂纹发育特征,验证模型的有效性。结果表明,条带及其条带矿柱均为15 m等设计参数条件下,计算模型矿柱破坏宽度理论值分别为17.66 m、15.56 m和10.28 m,试验模拟结果分别为完全大于15 m、约为15 m和10.5~11.0 m,试验结果与依据模型计算的理论值相近。 展开更多

关键词 安全工程 条带法 矿柱 破坏宽度 ⅰ-ⅱ复合型裂纹 HOEK-BROWN强度准则 DIP

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Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹开裂角准则的评价

4

作者 李冬霞 王华 王熙 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期865-868,共4页

目前对Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹开裂角的研究已有许多种不同的判定准则。文中将各种不同的判定准则与实验结果进行分析比较发现,李中华等根据钝裂纹尖端应力场解,将控制断裂的物理量最大切向应力σθmax定义在裂纹尖端裂纹面上,获得一个新的复... 目前对Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹开裂角的研究已有许多种不同的判定准则。文中将各种不同的判定准则与实验结果进行分析比较发现,李中华等根据钝裂纹尖端应力场解,将控制断裂的物理量最大切向应力σθmax定义在裂纹尖端裂纹面上,获得一个新的复合型裂纹断裂准则,该准则不但物理意义明确、表达简捷,而且较其他准则更符合可收集到的实验数据。从而得到工程中比较简单实用的断裂准则。 展开更多

关键词 ⅰ-ⅱ复合型裂纹 断裂准则 开裂角 实验结果

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超密实沥青混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹扩展研究 被引量：3

5

作者 杜健欢 任东亚 +2 位作者 黄杨权 艾长发 邱延峻 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期864-871,共8页

为了研究低温地区超密实型沥青混凝土内部Ⅰ-Ⅱ复合型微裂纹扩展规律,基于Eshelby等效夹杂理论和最大周向应力断裂准则,建立了当复合型裂纹发生失稳型扩展时其内部微裂纹偏转角β与应力场之间的关系,并确定了扩展方向;建立沥青混凝土细... 为了研究低温地区超密实型沥青混凝土内部Ⅰ-Ⅱ复合型微裂纹扩展规律,基于Eshelby等效夹杂理论和最大周向应力断裂准则,建立了当复合型裂纹发生失稳型扩展时其内部微裂纹偏转角β与应力场之间的关系,并确定了扩展方向;建立沥青混凝土细观离散元模型,考虑沥青混凝土的黏弹性,分析了内部微裂纹β对复合裂纹扩展的影响规律.研究结果表明:对二维平面问题,β的变化主要引起裂纹在沥青混凝土中分布状态的变化,在极大程度上造成了沥青混凝土的宏观有效弹性模量和剪切模量在时域内的减小;在常荷载作用下,β的增大造成了宏观裂纹孕育和扩展历程的缩短,还致使复合型裂纹由Ⅰ型裂纹逐渐转变为Ⅱ型裂纹;β的增大不仅使裂尖域内应力场发生一定偏转,而且导致裂尖域内应力场和衰坏区的减小. 展开更多

关键词 道路工程 超密实型沥青混凝土 ⅰ-ⅱ复合型裂纹 Eshelby等效夹杂 离散元模型

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双轴载荷下Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹构件失效评定图(FAD)研究

6

作者 谈金祝 黄文龙 戴树和 《南京化工学院学报》 1991年第1期42-49,共8页

通过理论分析和双轴向断裂试验，研究了我国压力容器常用钢16MnR所制成的含中心穿透Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹十字形板试样的断裂性能，探讨了英国中央电力局（CEGB）R6法和美国电力研究所（EPRI）工程估算方法在双轴载荷下Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹构件... 通过理论分析和双轴向断裂试验，研究了我国压力容器常用钢16MnR所制成的含中心穿透Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹十字形板试样的断裂性能，探讨了英国中央电力局（CEGB）R6法和美国电力研究所（EPRI）工程估算方法在双轴载荷下Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹构件的失效评定图，作出了经双向载荷和裂纹倾角修正含缺陷结构结构安全裕度的失效评定图，提出 了一种双轴载荷下Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹构件完整性评定方法。 展开更多

关键词 ⅰ-ⅱ复合型裂纹 十字形试样 复合型J积分 弹塑性断裂 压力容器 失效评定图

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国产HTPB复合固体推进剂Ⅰ-Ⅱ型裂纹断裂性能实验研究 被引量：18

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作者 张亚 强洪夫 杨月诚 《含能材料》 EI CAS CSCD 2007年第4期359-362,共4页

采用WDN-10KN材料实验机对含Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹的HTPB复合固体推进剂进行了拉伸速率为2mm.min-1的单轴拉伸试验,用摄像机记录了推进剂裂纹扩展至断裂的整个过程。得到了六种不同裂纹倾斜角下的力-变形曲线及裂纹扩展开裂角和断裂载荷。与... 采用WDN-10KN材料实验机对含Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹的HTPB复合固体推进剂进行了拉伸速率为2mm.min-1的单轴拉伸试验,用摄像机记录了推进剂裂纹扩展至断裂的整个过程。得到了六种不同裂纹倾斜角下的力-变形曲线及裂纹扩展开裂角和断裂载荷。与T断裂准则、S断裂准则和σθ断裂准则进行比较,结果表明推进剂裂纹扩展开裂角与T断裂准则的数值计算结果较为接近,说明可以借助于T断裂准则对推进剂裂纹扩展的初始开裂角进行初步的理论预测。 展开更多

关键词 固体力学 HTPB复合固体推进剂 ⅰ-ⅱ复合型裂纹 初始开裂角

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应力复合型裂纹焊接接头裂端场及其断裂参量分析 被引量：2

8

作者 张敏 付翀 +2 位作者 李继红 李益民 周荣灿 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2008年第1期106-110,共5页

针对含Ⅰ+Ⅱ应力复合型裂纹的焊接接头,应用弹塑性有限元方法分析了其裂端应力场的分布规律。并对不同组配焊接接头的裂纹张开位移(COD)断裂参量及其复合角进行了数值计算,讨论了加载角度和接头强度组配对焊接接头中应力复合型裂纹的断... 针对含Ⅰ+Ⅱ应力复合型裂纹的焊接接头,应用弹塑性有限元方法分析了其裂端应力场的分布规律。并对不同组配焊接接头的裂纹张开位移(COD)断裂参量及其复合角进行了数值计算,讨论了加载角度和接头强度组配对焊接接头中应力复合型裂纹的断裂行为及其断裂参量的影响机制。研究结果表明,无论何种强度组配,焊接接头裂纹尖端应力场的分布是不对称的。裂端上部发生锐化现象,而裂端下部发生钝化现象。断裂参量COD值的大小受接头组配的影响,因此,不能简单地采用全母材的性能代替接头进行焊接接头的断裂分析。加载角度对焊接接头中复合型裂纹Ⅰ、Ⅱ型主导性存在很大的影响,而接头强度组配对其影响不明显;而裂纹复合角则会受到加载角度及材料组配因素的影响。因此,在进行含应力复合型裂纹的焊接接头的COD断裂参量的计算时,必须考虑这些因素的综合影响作用。 展开更多

关键词 有限元方法 ⅰ+ⅱ复合型裂纹 焊接接头 加载角

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热疲劳斜裂纹应力强度因子有限元分析 被引量：4

9

作者 闫明 张义民 +1 位作者 何雪 李鹤 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期720-723,共4页

用有限元方法和最大周向应力准则计算了热疲劳斜裂纹的应力强度因子和开裂角的周期变化规律.计算表明:在加热过程中,模型内产生压缩热应力,使两裂纹面相互挤压、错开;由于加热过程生成的压缩塑性变形不能自由恢复,在降温过程的后期产生... 用有限元方法和最大周向应力准则计算了热疲劳斜裂纹的应力强度因子和开裂角的周期变化规律.计算表明:在加热过程中,模型内产生压缩热应力,使两裂纹面相互挤压、错开;由于加热过程生成的压缩塑性变形不能自由恢复,在降温过程的后期产生拉应力使裂纹张开;热疲劳斜裂纹在加热过程以及降温过程的前期是纯Ⅱ型,KⅡ在加热过程结束时达到最大值,在降温过程的后期是Ⅰ,Ⅱ复合型,降温过程结束时KⅠ,Ke达到最大值,裂纹在此时最易开裂. 展开更多

关键词 斜裂纹 热疲劳 应力强度因子 ⅰ-ⅱ复合型裂纹 最大周向应力准则

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倾斜裂纹的失效评定图 被引量：8

10

作者 王晓春 吴立军 +1 位作者 孙国有 杨铁成 《压力容器》 2000年第5期1-4,22,共5页

现有含缺陷结构失效评定规范对倾斜裂纹的处理基于投影法 ,比较粗糙。本文将美国电力研究院 (EPRI)对材料按Ramberg -Osgood规律硬化的含缺陷结构失效评定双判据法的理论阐述推广到一般的硬化材料 ;又根据Ⅰ—Ⅱ复合型裂纹韧性断裂的研... 现有含缺陷结构失效评定规范对倾斜裂纹的处理基于投影法 ,比较粗糙。本文将美国电力研究院 (EPRI)对材料按Ramberg -Osgood规律硬化的含缺陷结构失效评定双判据法的理论阐述推广到一般的硬化材料 ;又根据Ⅰ—Ⅱ复合型裂纹韧性断裂的研究成果 ,并吸收英国中央电力局(CEGB)R6—Rev3方法的特点 ,提出含倾斜裂纹结构的失效评定图。 展开更多

关键词 ⅰ-ⅱ复合型裂纹 倾斜裂纹 失效评定图 工程构件

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基于能量判据的剪切破坏型危岩主控结构面断裂扩展研究 被引量：2

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作者 张祎 徐利军 王浩 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2018年第2期132-135,共4页

将剪切型危岩主控结构面按受力机理归纳为压剪和拉剪两种形式,其本质是Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹的断裂扩展问题。应用最大应变能释放准则,建立危岩主控结构面开裂角θ_0和断裂韧度G_(IC)的计算方法。选取重庆万州首立山典型危岩进行计算,结果表... 将剪切型危岩主控结构面按受力机理归纳为压剪和拉剪两种形式,其本质是Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹的断裂扩展问题。应用最大应变能释放准则,建立危岩主控结构面开裂角θ_0和断裂韧度G_(IC)的计算方法。选取重庆万州首立山典型危岩进行计算,结果表明,其断裂角与基于最大周向应力准则的断裂角计算结果一致,主控结构面的开裂方向均是指向临空面方向,初步验证了方法的可行性。 展开更多

关键词 剪切型危岩 主控结构面 ⅰ-ⅱ复合型裂纹 断裂扩展 能量释放率

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