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ANSYS在计算三维动态应力强度因子中的应用 被引量:5
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作者 周伟江 王生楠 《科学技术与工程》 2007年第9期1844-1846,1853,共4页
三维裂纹在动态断裂力学中由于其数学和物理上的复杂性,求解其动态应力强度因子受到一定的限制。文中主要介绍了利用有限元分析软件ANSYS来求解三维动态应力强度因子,并对结果的精确性进行了一定的验证。
关键词 动态应力强度因子 ANSYA 三维裂纹
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高加载率下Ⅱ型裂纹试样的动态应力强度因子及断裂行为 被引量:9
2
作者 董新龙 虞吉林 +2 位作者 胡时胜 王悟 王礼立 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期62-68,共7页
采用Hopkinson单压杆技术对单边平行双裂缝试样进行高速剪切加载,用实测的试样加载面上的载荷p(t)结合有限元计算确定其动态应力强度因子。同时还发展了一种用实测的裂尖动态应变,通过在准静态下标定的裂尖应变与应力强... 采用Hopkinson单压杆技术对单边平行双裂缝试样进行高速剪切加载,用实测的试样加载面上的载荷p(t)结合有限元计算确定其动态应力强度因子。同时还发展了一种用实测的裂尖动态应变,通过在准静态下标定的裂尖应变与应力强度因子间的关系来确定动态应力强度因子的近似方法。实验结果表明,对于稳定裂纹在无边界反射应力波干扰的情况下,两种方法获得的动态应力强度因子吻合得相当好。对40Cr钢和Ti6Al4V钛合金两种材料的动态Ⅱ型断裂实验结果显示出两种完全不同的剪切破坏模式和机理。 展开更多
关键词 动态 应力强度因子 Ⅱ型裂纹 绝热剪切 加载率
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应变片法确定Ⅰ型裂纹动态应力强度因子试验研究 被引量:5
3
作者 李清 于强 +4 位作者 徐文龙 万明华 张正 吕陈 王汉军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1211-1218,共8页
基于扩展裂纹尖端附近应变场分析,采用冲击载荷作用的三点弯曲梁进行试验,开展了应变片法确定Ⅰ型裂纹动态应力强度因子的研究。明确了应变片与裂纹扩展方向之间朝向角为特定锐角和钝角条件下,动态裂纹尖端附近的归一化应变采用与裂纹... 基于扩展裂纹尖端附近应变场分析,采用冲击载荷作用的三点弯曲梁进行试验,开展了应变片法确定Ⅰ型裂纹动态应力强度因子的研究。明确了应变片与裂纹扩展方向之间朝向角为特定锐角和钝角条件下,动态裂纹尖端附近的归一化应变采用与裂纹扩展速度、应变片黏贴位置相关的二项式来表示,给出了二项式的相关系数确定过程和动态应力强度因子计算式。结果表明,二项式的理论计算的应变与时间关系变化曲线与试验实测相吻合;选取曲线最大值两侧3/4峰值处的时间差为特征时间△t时,理论计算结果与实测的应变与时间关系一致性较高;选用理论计算和试验实测的应变与时间关系变化曲线最大值,结合计算式,确定Ⅰ型裂纹动态应力强度因子,同时,与采用动焦散线法计算的结果进行对比,验证了应变片法确定Ⅰ型裂纹动态应力强度因子的可行性。研究过程为应变片法在岩石断裂力学特征量的测定提供了理论基础。 展开更多
关键词 岩石力学 Ⅰ型裂纹 应变片法 动态应力强度因子
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各向异性材料动态裂纹扩展特性和动态应力强度因子 被引量:5
4
作者 高鑫 王汉功 康兴无 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2008年第9期1017-1027,共11页
基于各向异性材料力学,研究了无限大各向异性材料中Ⅲ型裂纹的动态扩展问题.裂纹尖端的应力和位移被表示为解析函数的形式,解析函数可以表达为幂级数的形式,幂级数的系数由边界条件确定.确定了Ⅲ型裂纹的动态应力强度因子的表达式,得到... 基于各向异性材料力学,研究了无限大各向异性材料中Ⅲ型裂纹的动态扩展问题.裂纹尖端的应力和位移被表示为解析函数的形式,解析函数可以表达为幂级数的形式,幂级数的系数由边界条件确定.确定了Ⅲ型裂纹的动态应力强度因子的表达式,得到了裂纹尖端的应力分量、应变分量和位移分量.裂纹扩展特性由裂纹扩展速度M和参数alpha反映,裂纹扩展越快,裂纹尖端的应力分量和位移分量越大;参数alpha对裂纹尖端的应力分量和位移分量有重要影响. 展开更多
关键词 动态 应力强度因子 裂纹扩展 各向异性
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用裂纹张开位移计算三点弯曲试样的动态应力强度因子 被引量:9
5
作者 李玉龙 刘元镛 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第3期249-258,共10页
给出了一种由裂纹的动态张开位移计算三点弯曲试样的动态应力强度因子的简单方法。对于两种不同几何尺寸的试样,在三类不同载荷作用下给出了数植算例,并与完全的动态有限元方法的计算结果进行了比较。结果表明:两种方法的计算结果相当... 给出了一种由裂纹的动态张开位移计算三点弯曲试样的动态应力强度因子的简单方法。对于两种不同几何尺寸的试样,在三类不同载荷作用下给出了数植算例,并与完全的动态有限元方法的计算结果进行了比较。结果表明:两种方法的计算结果相当一致。最后,还给出了由测定三点弯曲试样的裂纹张开位移确定试样的动态应力强度因子,最终确定材料动态起裂韧性的方法。 展开更多
关键词 动态 应力强度因子 裂纹 张开位移
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U肋对接焊缝三维疲劳裂纹应力强度因子分析 被引量:10
6
作者 杨绍林 卜一之 +1 位作者 崔闯 张清华 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期54-59,共6页
U肋对接焊缝处易出现疲劳裂纹,为了分析该部位裂纹体应力强度因子对各关键参数的敏感程度及其简化计算公式,以港珠澳大桥为背景,利用ANSYS有限元软件,逐步建立了该桥正交异性钢桥面板U肋对接焊缝处三维半椭圆形裂纹体的精细化仿真分析模... U肋对接焊缝处易出现疲劳裂纹,为了分析该部位裂纹体应力强度因子对各关键参数的敏感程度及其简化计算公式,以港珠澳大桥为背景,利用ANSYS有限元软件,逐步建立了该桥正交异性钢桥面板U肋对接焊缝处三维半椭圆形裂纹体的精细化仿真分析模型,采用相互作用积分与有限元相结合的方法计算半椭圆形裂纹体应力强度因子,进行系统的参数分析,探讨了应力强度因子随各关键设计参数的变化规律,并根据有限元分析结果得出了应力强度因子计算公式。结果表明:应力强度因子对裂纹前缘位置和裂纹深度较敏感,而对顶板厚度、U肋厚度及U肋顶板宽度的敏感性较弱,基于响应面法得到的拟合公式计算应力强度因子具有较高的计算精度。 展开更多
关键词 正交异性钢桥面板 三维疲劳裂纹 U肋对接焊缝 应力强度因子 参数分析 有限元法 相互作用积分法
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用推广的片条合成法求解工程复杂结构三维裂纹应力强度因子 被引量:5
7
作者 谢伟 黄其青 殷之平 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2004年第z1期192-194,共3页
应用推广的片条合成法 ,计算工程复杂结构三维表面裂纹的应力强度因子 ,并分析和讨论拟合片条位移鉴定点的取法对应力强度因子的影响。同时 ,得到具有工程参考价值的计算公式。
关键词 推广的片条合成法 三维表面裂纹 应力强度因子 复杂结构
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基于三维有限元解的紧凑拉伸试样应力强度因子计算公式 被引量:5
8
作者 贾旭 胡绪腾 宋迎东 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期30-34,110,共6页
对标准紧凑拉伸(CT)试样的二维和三维应力强度因子有限元解进行了对比分析,基于三维有限元虚拟裂纹闭合法拟合了一种新的标准CT试样的应力强度因子计算公式,并采用ANSYS软件内嵌位移外推法进行了验证。结果表明:基于二维分析所得的应力... 对标准紧凑拉伸(CT)试样的二维和三维应力强度因子有限元解进行了对比分析,基于三维有限元虚拟裂纹闭合法拟合了一种新的标准CT试样的应力强度因子计算公式,并采用ANSYS软件内嵌位移外推法进行了验证。结果表明:基于二维分析所得的应力强度因子计算公式计算结果与实际三维CT试样的具有较大的差异;在加载孔等效分布力一定的条件下,CT试样裂纹前沿大部分区域的应力强度因子与中心点的相近,且与厚度无关;拟合得到的三维CT试样裂纹前沿中心点的应力强度因子计算公式具有很高的精度,其计算结果与ANSYS软件内嵌位移外推法的相对误差在0.5%以内。 展开更多
关键词 三维分析 CT试样 应力强度因子 有限元法
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复合型三维裂纹应力强度因子计算方法的研究 被引量:4
9
作者 樊鸿 张盛 王启智 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期48-52,共5页
对单元初始应力法应用于复合型三维裂纹问题进行了研究。基于有限元分析技术,利用近裂尖退化的1/4节点奇异单元最佳应力点的应力和坐标,对含有内埋倾斜圆形复合型三维裂纹的圆柱体在远场均布拉伸应力作用下的应力强度因子进行了计算。... 对单元初始应力法应用于复合型三维裂纹问题进行了研究。基于有限元分析技术,利用近裂尖退化的1/4节点奇异单元最佳应力点的应力和坐标,对含有内埋倾斜圆形复合型三维裂纹的圆柱体在远场均布拉伸应力作用下的应力强度因子进行了计算。结果表明,与解析解相比,单元初始应力法计算的KI的最大相对误差为1.44%,KⅡ的最大相对误差为-2.30%,KⅢ的最大相对误差为-1.22%。单元初始应力法对于复合型三维裂纹应力强度因子的计算具有较强的实用性,且计算精度高。 展开更多
关键词 复合型三维裂纹 应力强度因子 单元初始应力 内埋倾斜圆形裂纹
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用杂交有限元法计算三维裂纹的应力强度因子 被引量:6
10
作者 宋俐 黄松梅 田文叶 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 1999年第4期313-315,共3页
根据放松了连续性要求的修正势能原理及裂纹尖端的应力、位移场,推导了杂交单元的单元刚度矩阵。用杂交元法计算了纯扭转载荷下带有环形裂纹的圆柱体的应力强度因子。计算结果表明,这种计算方法具有较高的精确度。用杂交元法计算了裂... 根据放松了连续性要求的修正势能原理及裂纹尖端的应力、位移场,推导了杂交单元的单元刚度矩阵。用杂交元法计算了纯扭转载荷下带有环形裂纹的圆柱体的应力强度因子。计算结果表明,这种计算方法具有较高的精确度。用杂交元法计算了裂面上作用有弯、切、扭载荷试件的应力强度因子,这类试件可用于进行三维断裂准则的实验研究。 展开更多
关键词 三维断裂 应力强度因子 杂交有限元法 三维裂纹
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飞机典型复杂结构三维裂纹应力强度因子的片条合成法求解 被引量:4
11
作者 黄其青 李亚智 刘雪惠 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2000年第1期60-61,共2页
通过片条合成法的推广使用 ,计算出耳片厚板凸台两种工程典型复杂结构三维裂纹的裂尖应力强度因子 ,得出有工程实用价值的计算公式。
关键词 片条合成法 三维裂纹 应力强度因子 飞机
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基于有限单元法对动态应力强度因子进行数值计算的研究 被引量:2
12
作者 李旭东 张鹭 +1 位作者 马渊 吴东流 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期223-226,共4页
运用ANSYS商用有限元软件,采用非奇异单元和Newmark积分算法,通过最小二乘法拟合,准确地获得了多个模型动态应力强度因子的解。所使用的方法适用范围广,这对于运用线弹性断裂动力学解决工程中的实际问题是有益的和必要的。
关键词 动态应力强度因子 有限单元法 Newmark积分 最小二乘法
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基于流形方法的动态应力强度因子数值算法 被引量:2
13
作者 张大林 栾茂田 +1 位作者 杨庆 田荣 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期590-593,共4页
简要介绍了流形方法基本原理和位移函数的构造方法及数值分析列式 ,并以此方法为基础发展了裂纹动态应力强度因子的数值计算方法 .通过数值计算对动态应力强度因子与静态应力强度因子进行了比较 ,发现二者在数值上存在较大差别的原因是 ... 简要介绍了流形方法基本原理和位移函数的构造方法及数值分析列式 ,并以此方法为基础发展了裂纹动态应力强度因子的数值计算方法 .通过数值计算对动态应力强度因子与静态应力强度因子进行了比较 ,发现二者在数值上存在较大差别的原因是 ,其计算过程不同 ,计算动态应力强度因子时考虑了扩展速度的影响 . 展开更多
关键词 动态应力强度因子 数值算法 断裂力学 裂纹扩展 流形方法 位移函数 扩展速度
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三点弯曲试样应力强度因子的动态响应 被引量:5
14
作者 刘瑞堂 姜风春 刘殿魁 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期116-120,共5页
采用振动理论分析了三点弯曲试样的动态响应 ,得到了一个计及冲击速度影响的动态应力强度因子计算公式。当不考虑冲击速度影响时 ,本文给出的计算模型可退化成经典的K .Kishimoto模型。数值计算的结果表明 ,无论是在阶跃载荷作用下 ,还... 采用振动理论分析了三点弯曲试样的动态响应 ,得到了一个计及冲击速度影响的动态应力强度因子计算公式。当不考虑冲击速度影响时 ,本文给出的计算模型可退化成经典的K .Kishimoto模型。数值计算的结果表明 ,无论是在阶跃载荷作用下 ,还是在周期载荷作用下 。 展开更多
关键词 应力强度因子 动态响应 冲击速度 数值计算 三点弯曲试样
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干涉预应力释放对三维裂纹尖端应力强度因子的影响研究 被引量:2
15
作者 黄其青 王锋 殷之平 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2007年第10期1341-1344,共4页
以冷挤压孔三维裂纹为讨论对象,应用ANSYS大型工程有限元计算软件,在线弹性条件下,模拟由于干涉产生的预应力释放的真实过程,研究预应力释放对裂纹尖端应力强度因子的影响规律。文中将干涉预应力考虑为内部载荷,分别对不同裂纹长度下的... 以冷挤压孔三维裂纹为讨论对象,应用ANSYS大型工程有限元计算软件,在线弹性条件下,模拟由于干涉产生的预应力释放的真实过程,研究预应力释放对裂纹尖端应力强度因子的影响规律。文中将干涉预应力考虑为内部载荷,分别对不同裂纹长度下的含裂纹体进行挤压,在不同的挤压状态下直接求解应力强度因子,以此等效地模拟裂纹扩展过程中干涉预应力释放的应力强度因子求解。文中通过计算分析,给出了考虑干涉预应力释放的真实情况下裂纹尖端的应力强度因子随裂纹长度及模型厚度的改变趋势和规律,并与不考虑干涉预应力释放的情况下裂纹尖端的应力强度因子进行对比分析。 展开更多
关键词 冷挤压孔 三维裂纹 干涉预应力释放 应力强度因子
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带裂纹三点弯曲试样的动态应力强度因子分析 被引量:4
16
作者 陈爱军 曹俊俊 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2011年第2期194-201,共8页
提出了计算带单边裂纹三点弯曲试样动态应力强度因子的新方法.首先由权函数的普遍形式和两种参考载荷下的应力强度因子,得到了带单边裂纹三点弯曲试样的权函数,然后考虑试样的转动惯性和剪切变形,根据振动理论推导出无裂纹梁内的动应力... 提出了计算带单边裂纹三点弯曲试样动态应力强度因子的新方法.首先由权函数的普遍形式和两种参考载荷下的应力强度因子,得到了带单边裂纹三点弯曲试样的权函数,然后考虑试样的转动惯性和剪切变形,根据振动理论推导出无裂纹梁内的动应力响应和分布,最后由权函数的思想推导出了带裂纹三点弯曲试样动态应力强度因子公式.通过有限元数值计算,验证了该方法的正确性,结果比较表明公式具有较高的精度.另外,还研究了冲击载荷下三点弯曲试样的动态应力强度因子随裂纹长度和加载速率的变化规律. 展开更多
关键词 裂纹 动态应力强度因子 权函数法 三点弯曲试样 加载速率
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基于位错模型的动态裂纹应力强度因子和位错分布函数的求解方法 被引量:1
17
作者 陈华燕 曾祥国 +2 位作者 李济良 许书生 王清远 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期113-117,共5页
采用自相似函数的方法,获得了运动裂纹的应力、位移、动态应力强度因子及位错分布函数的表达式。在给定的载荷边界条件下,利用编制的Matlab程序获得了扩展裂纹动态应力强度因子随时间变化规律和位错分布函数图像,所得结论对利用位错模... 采用自相似函数的方法,获得了运动裂纹的应力、位移、动态应力强度因子及位错分布函数的表达式。在给定的载荷边界条件下,利用编制的Matlab程序获得了扩展裂纹动态应力强度因子随时间变化规律和位错分布函数图像,所得结论对利用位错模型来研究动态裂纹扩展有重要的参考价值。 展开更多
关键词 自相似函数 扩展裂纹 动态应力强度因子 位错分布函数
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塑性区阻止效应对三维裂纹应力强度因子的影响研究 被引量:3
18
作者 谢伟 黄其青 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期585-588,共4页
在应用片条合成法计算三维裂纹尖端应力强度因子基础上,推导了在小范围屈服情况下考虑塑性区影响时三维裂纹尖端应力强度因子的求解公式,讨论了塑性区大小对裂尖应力强度因子的影响,其中重点考虑了塑性区对裂纹发展的阻止效应.通过对结... 在应用片条合成法计算三维裂纹尖端应力强度因子基础上,推导了在小范围屈服情况下考虑塑性区影响时三维裂纹尖端应力强度因子的求解公式,讨论了塑性区大小对裂尖应力强度因子的影响,其中重点考虑了塑性区对裂纹发展的阻止效应.通过对结果进行分析和讨论,给出可供工程应用参考的依据.计算结果表明,在考虑了塑性区对裂纹发展的阻止效应后,大多数情况下塑性区修正使应力强度因子比未考虑塑性区修正的应力强度因子要小7%~30%. 展开更多
关键词 片条合成法 三维裂纹 应力强度因子 塑性区 小范围屈服 阻止效应
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基于新型流形法的三维应力强度因子求解 被引量:2
19
作者 祁勇峰 苏海东 龚亚琦 《土木与环境工程学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2021年第5期58-65,共8页
为保证在裂纹尖端具有最佳的逼近,裂纹尖端的解析解与其周边数值解联合应用的新型流形法可用来求解应力强度因子,但仅限于平面问题的Ⅰ型和Ⅱ型裂纹。沿用解析解与数值解联合应用的思路,以三维穿透直裂纹为研究对象,在裂纹尖端引入Willi... 为保证在裂纹尖端具有最佳的逼近,裂纹尖端的解析解与其周边数值解联合应用的新型流形法可用来求解应力强度因子,但仅限于平面问题的Ⅰ型和Ⅱ型裂纹。沿用解析解与数值解联合应用的思路,以三维穿透直裂纹为研究对象,在裂纹尖端引入Williams解析解级数,应用解析覆盖与周边数值覆盖联合求解三维应力强度因子,相对于其他数值方法而言,计算精度高。推导相应的刚度矩阵和应变矩阵的表达式,通过典型算例验证了三维应力强度因子精确求解方法的有效性。 展开更多
关键词 三维应力强度因子 数值流形方法 裂纹尖端Williams解析级数 解析覆盖 数值覆盖
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典型耳片接头三维Ⅰ型裂纹应力强度因子研究 被引量:1
20
作者 王新波 伍黎明 +2 位作者 谭申刚 张胜 王亚芳 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期171-176,共6页
在二维有限元分析的基础上,得出了典型耳片接头的二维应力强度因子修正系数;进行了典型耳片接头的三维弹塑性接触有限元模型的仿真分析,引入了耳片厚度修正因子,并结合二维应力强度因子修正结果与三维有限元应力强度因子仿真结果对耳片... 在二维有限元分析的基础上,得出了典型耳片接头的二维应力强度因子修正系数;进行了典型耳片接头的三维弹塑性接触有限元模型的仿真分析,引入了耳片厚度修正因子,并结合二维应力强度因子修正结果与三维有限元应力强度因子仿真结果对耳片厚度修正因子进行了拟合,得到了典型耳片接头的三维Ⅰ型裂纹应力强度因子表达式。最后,结合相应的剩余强度试验对应力强度因子表达式的准确性进行验证,结果表明,该应力强度因子计算公式准确性较高。 展开更多
关键词 应力强度因子 三维Ⅰ型裂纹 耳片接头 有限元分析
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