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

1

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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裂纹表面承受均布载荷时的应力强度因子及裂纹张开位移的边界配位法 被引量：7

2

作者 朱哲明 谢和平 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 1997年第2期182-188,共7页

本文针对裂纹表面承受载荷时的应力条件，提出了新的应力函数，对于各种裂纹模型、各种边界条件、各种边界形状、裂纹表面自由或承受均布载荷等均适用。并利用边界配位法，计算了裂纹表面承受均布载荷时的方型板内中心裂纹的应力强度因... 本文针对裂纹表面承受载荷时的应力条件，提出了新的应力函数，对于各种裂纹模型、各种边界条件、各种边界形状、裂纹表面自由或承受均布载荷等均适用。并利用边界配位法，计算了裂纹表面承受均布载荷时的方型板内中心裂纹的应力强度因子（ＳＩＦ）及裂纹的张开位移（ＣＯＤ）。 展开更多

关键词 边界配位法 应力强度因子 裂纹张开位移

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带径向边裂纹圆盘的权函数和旋转应力强度因子

3

作者 陈爱军 林俊 《船舶力学》 EI 北大核心 2008年第4期629-634,共6页

采用裂纹在均布压力作用下的应力强度因子为参考载荷,通过Petroski和Achenbach的裂纹面张开位移公式推导出了内壁带径向边裂纹的圆盘的权函数,进而得到了计算旋转圆盘裂纹尖端处的应力强度因子公式。该公式可计算旋转圆盘在不同裂纹深... 采用裂纹在均布压力作用下的应力强度因子为参考载荷,通过Petroski和Achenbach的裂纹面张开位移公式推导出了内壁带径向边裂纹的圆盘的权函数,进而得到了计算旋转圆盘裂纹尖端处的应力强度因子公式。该公式可计算旋转圆盘在不同裂纹深度、转速、材料和尺寸情况下的应力强度因子。与有关文献比较,表明本文的公式具有良好的精度。同时文中还研究了旋转圆盘应力强度因子随裂纹深度和圆盘直径之间的变化规律,方便了工程应用。 展开更多

关键词 裂纹面张开位移 应力强度因子 旋转圆盘 裂纹

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两种求解应力强度因子权函数方法的对比分析 被引量：2

4

作者 贾旭 胡绪腾 宋迎东 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第9期7-10,共4页

对WXR权函数法和通用权函数法的特点进行了分析,并通过计算两种典型一维I型裂纹结构(有限宽板中心穿透裂纹、双边穿透裂纹)承受均布、梯度分布载荷下的应力强度因子,对两种权函数法的精度进行了对比评估。得到以下主要结论:对于二维线... 对WXR权函数法和通用权函数法的特点进行了分析,并通过计算两种典型一维I型裂纹结构(有限宽板中心穿透裂纹、双边穿透裂纹)承受均布、梯度分布载荷下的应力强度因子,对两种权函数法的精度进行了对比评估。得到以下主要结论:对于二维线裂纹体WXR权函数法精度相对较高,但应用于三维面裂纹体时相对复杂亦不能表现三维效应,通用权函数法能够直接方便地适用于二、三维裂纹问题。两种权函数法对参考应力分布下的应力强度因子计算精度与对复杂非均匀应力分布下的计算精度基本一致,要保证其在复杂应力分布下具有较高的计算精度,必须提高参考应力强度因子解本身的精度。 展开更多

关键词 应力强度因子 权函数法 裂纹面张开位移 1 4节点位移法

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裂纹张开位移的边界配位法计算方法 被引量：1

5

作者 谢和平 朱哲明 +1 位作者 田晓艳 崔希民 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 1997年第2期63-67,共5页

提出新的应力函数，该应力函数对于表面自由的或承受均布载荷的裂纹都适用。利用该应力函数导出了各种裂纹模型，在各种边界条件下的应力强度因子（ＳＩＦ）的计算公式及裂纹面上各点位移的计算公式。并利用边界配位法，计算了方形中心... 提出新的应力函数，该应力函数对于表面自由的或承受均布载荷的裂纹都适用。利用该应力函数导出了各种裂纹模型，在各种边界条件下的应力强度因子（ＳＩＦ）的计算公式及裂纹面上各点位移的计算公式。并利用边界配位法，计算了方形中心裂纹板在各种条件下裂纹面上各点的位移。 展开更多

关键词 边界配位法 应力强度因子 裂纹张开位移

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裂尖具线性分布约束应力的运动裂纹模型及其解析解

6

作者 唐雪松 陈旻炜 高常辉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期183-187,共5页

以恒定速度运动的Griffith裂纹解析解为著名的Yoffe解。静止裂纹的条状屈服模型即Dugdale模型,将其推广到运动裂纹模型时发现,当裂纹运动速度跨越Rayliegh波速时,裂纹张开位移COD趋于(∞,且表现为间断。通过在裂尖引入一个约束应力区及... 以恒定速度运动的Griffith裂纹解析解为著名的Yoffe解。静止裂纹的条状屈服模型即Dugdale模型,将其推广到运动裂纹模型时发现,当裂纹运动速度跨越Rayliegh波速时,裂纹张开位移COD趋于(∞,且表现为间断。通过在裂尖引入一个约束应力区及两个速度效应函数,假设约束应力为线性分布,采用复变函数方法,求得动态应力强度因子SIF与裂纹张开位移COD的解析解。新的结果,在Rayleigh波速下裂纹张开位移连续且为有限值。给出裂纹张开位移的一些数值结果,获得了一些有意义的结论。 展开更多

关键词 运动裂纹 I型裂纹 约束应力 复变函数方法 应力强度因子sif裂纹张开位移cod

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I型裂纹尖端约束应力区模型及其解析解 被引量：5

7

作者 高常辉 唐雪松 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期883-888,994,共7页

考虑了I型裂纹尖端损伤区域内三种不同的约束应力分布形式,即右三角分布形式(情况A)、均匀分布形式(情况B)、左三角分布形式(情况C),并采用复变函数方法求得了应力强度因子与裂纹张开位移的解析解;在此基础上,通过数值计算得到了应力强... 考虑了I型裂纹尖端损伤区域内三种不同的约束应力分布形式,即右三角分布形式(情况A)、均匀分布形式(情况B)、左三角分布形式(情况C),并采用复变函数方法求得了应力强度因子与裂纹张开位移的解析解;在此基础上,通过数值计算得到了应力强度因子和裂纹张开位移随约束应力区长度、约束应力大小以及分布形式的变化规律。研究结果表明:随裂尖材料损伤程度的增加,裂尖损伤区内约束应力减小,应力强度因子和裂纹张开位移增大;约束应力的分布形式对应力强度因子和裂纹张开位移有显著影响;相对于其他区域,约束应力对裂纹尖端区域裂纹张开位移的影响较大。然而,对于裂尖损伤区域的形成与作用荷载、材料性质、构件几何尺寸之间的关系,还需要进行更为深入的研究。 展开更多

关键词 D-B模型 I型裂纹 裂纹尖端区 约束应力区 应力强度因子 裂纹张开位移

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Ⅱ型裂纹SIF和CTOD计算的半解析有限元法

8

作者 王承强 郑长良 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期478-481,共4页

利用弹性平面扇形域哈密顿体系的方程,通过分离变量法及共轭辛本征函数向量展开法,推导了两个圆形奇异超级解析单元列式,这两个超级单元能够分别准确地描述 型弹性平面裂纹尖端场和 型Dugdale模型平面裂纹尖端场.将该解析元与有限元相结... 利用弹性平面扇形域哈密顿体系的方程,通过分离变量法及共轭辛本征函数向量展开法,推导了两个圆形奇异超级解析单元列式,这两个超级单元能够分别准确地描述 型弹性平面裂纹尖端场和 型Dugdale模型平面裂纹尖端场.将该解析元与有限元相结合,构成半解析的有限元法,可求解任意几何形状和载荷的 型裂纹应力强度因子和基于 型Dugdale模型的裂纹尖端张开位移的计算问题.对典型算例的计算结果表明该方法简单有效,具有令人满意的精度. 展开更多

关键词 哈密顿体系 应力强度因子 DUGDALE模型 裂纹尖端张开位移 半解析有限元法 哈密顿体系 弹塑性分析

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一种改进的疲劳裂纹闭合Newman模型 被引量：1

9

作者 李剑敏 徐一耿 朱泽飞 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期765-768,共4页

针对Nweman模型、Dugdale模型存在的对裂纹前端复杂塑性区和变应力比情况的计算精度不高、计算量大的问题,提出了一种改进模型。利用改进模型的计算结果,与Elber的实验结果以及Dugdale的理论分析结果进行了对比,证明了改进模型具有较高... 针对Nweman模型、Dugdale模型存在的对裂纹前端复杂塑性区和变应力比情况的计算精度不高、计算量大的问题,提出了一种改进模型。利用改进模型的计算结果,与Elber的实验结果以及Dugdale的理论分析结果进行了对比,证明了改进模型具有较高的精度。利用改进模型,对各种不同的应力比和过载情况下的裂纹扩展进行了计算,模拟出明显的裂纹闭合现象,其结果有助于裂纹闭合分析理论的建立。 展开更多

关键词 裂纹闭合 应力强度因子 裂纹张开位移 残余变形

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接触载荷作用下的表面裂纹分析

10

作者 张传立 周思柱 郑金城 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2005年第3期213-215,共3页

用边界积分方法分析了表面裂纹在接触载荷作用下的张开位移和应力强度因子.该方法将埋在无穷大弹性介质中裂纹模拟为连续分布的位错环,根据两个位错环之间的相互作用能可以得到弹性体的应变能,对弹性体的势能取极值,可以得到关于裂纹张... 用边界积分方法分析了表面裂纹在接触载荷作用下的张开位移和应力强度因子.该方法将埋在无穷大弹性介质中裂纹模拟为连续分布的位错环,根据两个位错环之间的相互作用能可以得到弹性体的应变能,对弹性体的势能取极值,可以得到关于裂纹张开位移的边界积分方程.通过把半空间的边界模拟成一个包含在无穷大弹性介质中大裂纹,该方法能用已有的边界积分方法很好的处理具有任意表面形状的表面裂纹.文中算例分析了不同倾角的表面裂纹在法向和切向接触载荷作用下,裂纹尖端的应力强度因子.其结果对于分析路面表面裂纹的扩展具有重要意义. 展开更多

关键词 表面裂纹 接触载荷作用 边界积分方法 张开位移 应力强度因子 位错环 路面

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三维裂纹扩展轨迹的边界元数值模拟 被引量：9

11

作者 邓建刚 蒋和洋 +1 位作者 黎在良 闫维明 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期49-53,共5页

提出了一种对三维裂纹扩展轨迹进行数值模拟的新方法。采用一种新的具有C1连续性、高精度的单节点二次边界单元 ,使边界元 (BEM )的分析效率和裂纹张开位移 (COD)、应力强度因子(SIF)的精度大大提高。采用裂纹张开位移全场拟合法 (GCDFP... 提出了一种对三维裂纹扩展轨迹进行数值模拟的新方法。采用一种新的具有C1连续性、高精度的单节点二次边界单元 ,使边界元 (BEM )的分析效率和裂纹张开位移 (COD)、应力强度因子(SIF)的精度大大提高。采用裂纹张开位移全场拟合法 (GCDFP)求出裂纹面前缘的SIF ,所得到的SIF达到与所用的COD资料同样的精度。使用Paris公式求出裂纹前缘各点的裂纹扩展增量 ,并用三次B样条函数对这些增量进行拟合 ,得到新的光滑裂纹前缘。根据以上思想方法 ,开发了具有较高的计算效率和精度的数值模拟软件。此软件可以自动跟踪裂纹扩展 ,得到裂纹扩展的轨迹。运用该软件对椭圆和矩形裂纹的扩展轨迹进行了数值模拟。其结果与理论上的预言完全一致 ,裂纹最后都趋于一个圆裂纹 。 展开更多

关键词 三维裂纹扩展轨迹 数值模拟 边界元 应力强度因子 裂纹张开位移全场拟合法 B-样条函数

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裂纹体分析的权函数理论与应用:回顾和展望 被引量：12

12

作者 吴学仁 徐武 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期415-507,共93页

断裂力学是工程材料和结构的疲劳与断裂分析、损伤容限设计和结构完整性评定的理论基础.应力强度因子作为线弹性裂纹尖端奇异场的单一表征参量和裂纹扩展驱动力,在裂纹体的断裂力学分析中发挥着关键作用.权函数法为复杂受载裂纹体的应... 断裂力学是工程材料和结构的疲劳与断裂分析、损伤容限设计和结构完整性评定的理论基础.应力强度因子作为线弹性裂纹尖端奇异场的单一表征参量和裂纹扩展驱动力,在裂纹体的断裂力学分析中发挥着关键作用.权函数法为复杂受载裂纹体的应力强度因子求解计算提供了强有力的解析工具,不但具有远高于各类数值解法的计算效率,而且精度可靠,使用方便.本文结合笔者团队在权函数法方面的长期研究工作,对该方法自20世纪70年代初提出至今半个世纪以来,国际断裂界在二维和三维权函数理论与应用方面的主要研究进展作了回顾和评述,并对其未来发展提出了展望.主要内容涵盖:当前国际断裂界广泛应用的3种二维裂纹解析权函数法简介和以格林函数为基准的验证评价;三维裂纹问题的片条合成权函数法和点载荷权函数法;权函数法在复杂受载裂纹体的应力强度因子和裂纹张开位移等关键力学参量计算、内聚力/桥连等裂纹模型分析、共线多裂纹权函数理论及其在剩余强度预测等方面的应用,以及复杂裂纹几何的工程化权函数分析和权函数法的反向应用问题. 展开更多

关键词 断裂力学 裂纹 权函数法 应力强度因子 裂纹张开位移

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多裂纹相互作用下断裂行为的边界元分析 被引量：12

13

作者 黄祎丰 裘进浩 郭志强 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第8期6-12,共7页

基于边界元法,数值计算含多裂纹有限板在拉伸载荷下的断裂参数。利用裂纹面边界单元节点的张开位移,并结合线性拟合外推的方法计算应力强度因子。综合考虑计算精度和计算效率,讨论并选定合适的边界单元划分密度和类型。按照最大周向应... 基于边界元法,数值计算含多裂纹有限板在拉伸载荷下的断裂参数。利用裂纹面边界单元节点的张开位移,并结合线性拟合外推的方法计算应力强度因子。综合考虑计算精度和计算效率,讨论并选定合适的边界单元划分密度和类型。按照最大周向应力准则,通过断裂参数等效应力强度因子和扩展方向,分析裂纹I和II型复合断裂行为。裂纹间的相互作用会抑制或增强断裂行为,通过多个算例考查多裂纹的角度、长度、分布位置和间距等因素对抑制和增强作用的影响。 展开更多

关键词 多裂纹 边界元法 应力强度因子 张开位移

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不同加载速率Ⅰ型预制裂纹花岗岩断裂特征研究 被引量：25

14

作者 宋义敏 邢同振 +2 位作者 吕祥锋 赵泽鑫 邓琳琳 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期4369-4376,4384,共9页

以CCD相机配合高速相机搭建试验变形观测系统,开展不同加载速率下含I型预制裂纹花岗岩试件的三点弯试验。利用数字散斑相关方法对试验过程采集的数字散斑图像进行分析,对不同加载速率作用下含I型预制裂纹花岗岩试件裂纹扩展过程中的变... 以CCD相机配合高速相机搭建试验变形观测系统,开展不同加载速率下含I型预制裂纹花岗岩试件的三点弯试验。利用数字散斑相关方法对试验过程采集的数字散斑图像进行分析,对不同加载速率作用下含I型预制裂纹花岗岩试件裂纹扩展过程中的变形演化特征、裂纹扩展速率、裂纹尖端张开位移、裂纹张开角以及初始断裂应力强度因子进行研究,研究结果表明:(1)花岗岩试件初始裂纹扩展速率随着加载速率的增加总体呈线性增加趋势;最大扩展速率随着加载速率增加呈现先较快增加后缓慢增加的变化趋势。(2)不同加载速率作用下,花岗岩试件预制裂纹尖端张开位移均呈现非线性缓慢增长-迅速增长-线性增长的变形趋势,且线性增长阶段曲线斜率随着加载速率的增加而增大。(3)随着加载速率的增加,花岗岩试件初始裂纹张开角先逐渐减小后稳定在0.1^。~0.13^。。(4)随着加载速率的增加,花岗岩试件初始断裂应力强度因子呈指数增长。 展开更多

关键词 数字散斑相关方法 岩石断裂 裂尖张开位移 应力强度因子 裂纹扩展速率 裂纹张开角

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钢纤维聚合物水泥砂浆三点弯曲断裂特性研究 被引量：3

15

作者 梅迎军 魏河广 +1 位作者 徐建平 樊文胜 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2013年第5期652-657,共6页

通过对带有切口的砂浆试样进行三点弯曲试验测试,得到了质量掺量为0～18%的SBR(styrene-butadiene rubber,简称SBR)乳液改性水泥砂浆、体积掺量为0～0.9%的钢纤维砂浆和钢纤维聚合物改性水泥砂浆荷载-变形曲线及相应裂缝嘴张开位移(CMO... 通过对带有切口的砂浆试样进行三点弯曲试验测试,得到了质量掺量为0～18%的SBR(styrene-butadiene rubber,简称SBR)乳液改性水泥砂浆、体积掺量为0～0.9%的钢纤维砂浆和钢纤维聚合物改性水泥砂浆荷载-变形曲线及相应裂缝嘴张开位移(CMOD),并通过理论计算得到了砂浆的有效裂纹长度(aeff)、临界应力强度因子(Ks IC)及裂纹尖端张开位移(CTOD)等断裂特征参数.研究结果表明:钢纤维和聚合物乳液在单掺的情况下,均能改善砂浆的断裂性能,掺量越大,效果越好,且钢纤维对砂浆断裂性能的作用效果好于SBR乳液,SBR乳液和钢纤维复掺效果又明显优于单掺;与普通砂浆相比,钢纤维聚合物改性水泥砂浆临界荷载增加了32.3%～64.4%,临界荷载对应的变形增加了115.8%～209.2%,且荷载-变形曲线下降段更加平缓、饱满,荷载-变形曲线下降段甚至出现了二次峰值;与断裂能、有效裂纹长度、临界应力强度因子及裂缝嘴张开位移等断裂特征参数相比,采用裂纹尖端张开位移作为评价指标更能体现钢纤维和聚合物乳液对砂浆断裂性能作用效果的差异. 展开更多

关键词 钢纤维 聚合物乳液 水泥砂浆 断裂参数 临界应力强度因子 裂纹尖端张开位移

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砂浆断裂过程区的研究

16

作者 马錩臣 冯乃谦 《混凝土》 CAS CSCD 北大核心 2008年第10期95-99,共5页

对砂浆三点弯曲加载梁试件载荷—裂纹口张开位移—初始裂纹尖端张开位移—沿初始裂纹及韧带直线方向若干点张开位移全曲线进行了研究。结果表明,在该全曲线下降段沿初始裂纹及韧带直线方向张开位移近呈线性分布;裂纹口张开位移与平均裂... 对砂浆三点弯曲加载梁试件载荷—裂纹口张开位移—初始裂纹尖端张开位移—沿初始裂纹及韧带直线方向若干点张开位移全曲线进行了研究。结果表明,在该全曲线下降段沿初始裂纹及韧带直线方向张开位移近呈线性分布;裂纹口张开位移与平均裂纹张开角呈线性关系,该关系不决定于初始裂纹相对长度,但决定于试件高度。提出断裂过程区长度估计值公式,证实了临界应力强度因子的初始裂纹长度和试件高度尺寸效应来源于试件在最大荷载及加载过程中断裂过程区长度的产生和变化。 展开更多

关键词 砂浆 断裂过程区 裂纹张开位移 尺寸效应 临界应力强度因子 断裂能

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焦散线实验中横向直径Dt值的测量方法

17

作者 高坚新 王立宪 《济南大学学报（自然科学版）》 CAS 1990年第1期62-66,共5页

引言大量的研究已经证明:在静态、动态断裂力学实验中,焦散线实验方法是一个很简便、实用的测量应力强度因子的方法,精度也很高,并且还可以用来测裂纹张开位移c.o.d,J积分因子,以及估测应力奇异区尺寸等工作。这种方法已大量地应用于各... 引言大量的研究已经证明:在静态、动态断裂力学实验中,焦散线实验方法是一个很简便、实用的测量应力强度因子的方法,精度也很高,并且还可以用来测裂纹张开位移c.o.d,J积分因子,以及估测应力奇异区尺寸等工作。这种方法已大量地应用于各种工程问题中有关奇异应力场的研究。如接触问题。 展开更多

关键词 焦散线 Dt值 裂纹张开位移 应力强度因子 接触问题 积分因子 应力场 裂纹尖端 弯曲问题 测量方法

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任意跨宽比三点弯曲梁断裂力学参数的权函数法求解 被引量：1

18

作者 童第华 吴学仁 +2 位作者 赵晓辰 徐武 胡本润 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期127-136,共10页

利用有限宽板边缘裂纹的Wu(吴学仁)-Carlsson解析权函数,结合无裂纹应力分布的Filon解析解,计算任意跨宽比(S/W)三点弯曲梁的高精度应力强度因子(SIF)和裂纹嘴张开位移(CMOD)。基于解析权函数法给出的裂纹面幂函数分布应力下的SIF和CMO... 利用有限宽板边缘裂纹的Wu(吴学仁)-Carlsson解析权函数,结合无裂纹应力分布的Filon解析解,计算任意跨宽比(S/W)三点弯曲梁的高精度应力强度因子(SIF)和裂纹嘴张开位移(CMOD)。基于解析权函数法给出的裂纹面幂函数分布应力下的SIF和CMOD解析表达式和表格数值,能够快速确定裂纹面在多项式应力作用下的SIF和CMOD,所得结果与文献中使用完全不同的解法给出的数据高度一致。讨论了利用解析权函数法确定黏聚断裂韧度的问题,为任意跨宽比三点弯曲梁的断裂力学分析提供了高效和高精度的解析计算方法。 展开更多

关键词 三点弯曲梁 应力强度因子 裂纹嘴张开位移 解析权函数 黏聚断裂韧度

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