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题名圆管环向外表面裂纹应力强度因子的二维权函数
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作者
袁奎霖
董坤
李琳月
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机构
大连海事大学
大连理工大学
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出处
《焊接学报》
北大核心
2025年第4期61-71,共11页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52001058)。
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文摘
环向外表面裂纹是海底管道与立管中常见的缺陷形式之一.为了准确高效地计算应力强度因子(stress intensity factors,SIFs),提出了一种适用于任意复杂应力场中圆管环向外表面裂纹的二维权函数.通过三维有限元方法计算得到均布应力载荷下圆管厚径比T/R_(i)为0.02~0.2,裂纹形状比a/c为0.2~1.0,裂纹深度比a/T为0.1~0.8的圆管环向外表面裂纹的SIFs参考解,求得表面裂纹最深点和表面点的二维权函数.通过计算高阶应力载荷下的SIFs,将权函数法结果与有限元法结果进行对比以验证权函数的准确性,两者最大相对误差为9.5%.此外,计算了环焊缝焊接残余应力作用下环向外表面裂纹的SIFs,权函数结果与有限元结果的相对误差小于5%.结果表明,文中所提出的二维权函数可为含有环向外表面裂纹缺陷的海底管道与立管的疲劳寿命预测奠定基础.
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关键词
圆管
环向外表面裂纹
二维权函数
应力强度因子
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Keywords
cylinder
external circumferential surface crack
two-dimensional weight function
stress intensity factor
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分类号
TG405
[金属学及工艺—焊接]
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题名大深长比表面裂纹应力强度因子的二维权函数
被引量：1
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作者
袁奎霖
江燕
赵峰
洪明
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机构
大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室
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出处
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2020年第11期1453-1461,共9页
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基金
辽宁省博士科研启动基金项目(20170520084)
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(DUT18RC4071)。
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文摘
权函数法是求解复杂应力场中表面裂纹应力强度因子的有效手段。本文针对大深长比半椭圆表面裂纹的二维权函数进行了研究。通过三维有限元建模计算了裂纹深长比1≤a/c≤8,裂纹深度比0.01≤a/T≤0.8的有限厚度平板表面裂纹应力强度因子。基于二维权函数统一形式,结合有限元数据,发展了适用于大深长比表面裂纹表面点和最深点应力强度因子计算的二维权函数。新权函数的准确性通过在裂纹面上施加双向变化应力分布载荷进行验证,权函数结果与有限元结果的相对误差均在10%以内。在前期工作基础上,本文将表面裂纹二维权函数的形状适用范围扩大至0.05≤a/c≤8,0.01≤a/T≤0.8。
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关键词
二维权函数
表面裂纹
大深长比
应力强度因子
双向应力场
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Keywords
2D weight function
surface crack
high aspect ratio
stress intensity factor(sif)
two-dimensional stress fields
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分类号
O346.1
[理学—固体力学]
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题名非穿透型齿根裂纹应力强度因子权函数法求解
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作者
郭磊
何芝仙
时培成
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机构
安徽工程大学力学重点实验室
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出处
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2023年第11期1867-1871,共5页
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基金
国家自然科学基金项目(51575001)。
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文摘
齿轮齿根是具有非穿透性的三维裂纹,其应力强度因子计算求解难度大且过程复杂。对此应用片条合成权函数法将三维裂纹问题转化为一系列“等效的”薄片单元二维裂纹问题。根据作用在薄片单元上的法向力按照其啮合刚度进行分配,求出作用于每个薄片单元上的法向力,再运用二维裂纹权函数法计算每个薄片单元裂纹应力强度因子。其求解结果与有限元法计算结果十分吻合,最大误差为3.9%。
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关键词
片条合成权函数法
薄片单元
二维权函数法
啮合刚度
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Keywords
slice-synthesis weight function method
slice element
two-dimensional function method
meshing stiffness
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分类号
TH123.3
[机械工程—机械设计及理论]
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