三维表面裂纹扩展过程中的形状变化 被引量：6

1

作者 黄培彦 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1996年第8期37-43,共7页

本文对拉伸、弯曲以及它们的组合载荷作用下三维表面疲劳裂纹扩展过程中其形状的变化规律进行了理论推导和实验验证，并提出了弯曲载荷作用下裂纹形状比的实验公式。

关键词 裂纹形状 表面裂纹 疲劳

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脱粘裂纹形状与尺寸对热障涂层陶瓷层温度场的影响 被引量：1

2

作者 董会 周攀虎 +3 位作者 周勇 韩燕 王鹤屿 华万超 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2021年第10期14-18,共5页

采用有限元模拟表征了热障涂层陶瓷层内部不同裂纹形状与涂层表面亮斑形状及尺寸的关系。结果表明,裂纹长度小于1mm时,裂纹的形状效应对陶瓷层表面温度分布和温度高低影响不明显;当裂纹长度超过1mm时,陶瓷层表面亮斑的形状逐渐遵循其内... 采用有限元模拟表征了热障涂层陶瓷层内部不同裂纹形状与涂层表面亮斑形状及尺寸的关系。结果表明,裂纹长度小于1mm时,裂纹的形状效应对陶瓷层表面温度分布和温度高低影响不明显;当裂纹长度超过1mm时,陶瓷层表面亮斑的形状逐渐遵循其内部脱粘裂纹的形状,且裂纹边缘效应(角度越小)越大,其上方陶瓷层表面亮斑形状变化越趋于内部脱粘裂纹形状。不同形状裂纹尺寸和面积对其上方陶瓷层表面最高温度值影响不同,随着裂纹尺寸和面积增加,3种形状裂纹上方陶瓷层表面最高温度也会增加,裂纹尺寸超过0.5mm后,3种裂纹表面温度差值也逐渐增大,圆形裂纹表面温度升高最为显著。因此陶瓷层表面亮斑的尺寸能反映其内部裂纹的实际尺寸大小,且亮斑尺寸与其内部裂纹尺寸之间的关系不受裂纹形状、位置等因素影响。 展开更多

关键词 热障涂层 裂纹形状 温度分布 亮斑 氧化钇稳定氧化锆(YSZ)

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类岩石材料内置不规则裂纹形状因子分析 被引量：2

3

作者 代风 朱万成 +1 位作者 李少华 于永军 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1039-1047,共9页

脆性岩体中内置裂纹的萌生、扩展和贯通将导致岩体失稳破裂。为研究脆性岩体中内置裂纹的断裂特性,首先,利用室内相似材料模拟试验,验证了1/4节点奇异单元建立的含圆形水平内置裂纹的圆柱体有限元数值模型的正确性与可靠性。其次,为了... 脆性岩体中内置裂纹的萌生、扩展和贯通将导致岩体失稳破裂。为研究脆性岩体中内置裂纹的断裂特性,首先,利用室内相似材料模拟试验,验证了1/4节点奇异单元建立的含圆形水平内置裂纹的圆柱体有限元数值模型的正确性与可靠性。其次,为了分析裂纹尖端弯曲程度和裂纹相对试件尺寸对内置裂纹断裂特性的影响作用,定义了相对曲率半径比t和相对尺寸比n,用于描述不规则水平内置裂纹的几何形态。然后,利用圆型和椭圆型内置裂纹数值模型,分别研究了t值与n值对裂纹形状因子的影响规律。在此基础上,综合考虑二者的影响作用,得出了一种适用于计算任意凸曲线型水平内置裂纹形状因子的简易表达式。同时,对该表达式可靠性进行了验证,结果表明,对于圆型、椭圆型、不规则型裂纹,该式计算结果与数值计算结果的误差均小于2%。同时得出,在与极轴夹角约为60°和300°处,文中所述不规则裂纹尖端的应力强度因子值最大,裂纹将率先由此处扩展。研究结果可以为工程或实验中估算内置裂纹岩体的应力强度因子提供参考。 展开更多

关键词 类岩石脆性材料 直接拉伸试验 内置不规则裂纹 裂纹形状因子 有限元分析

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裂纹形状对管角裂纹断裂倾向的影响

4

作者 秦绪斌 张征 《锅炉制造》 1990年第1期61-66,共6页

关键词 管 裂纹 应力 强度因子 裂纹形状

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复杂应力状态下TBM刀盘裂纹应力强度因子分析 被引量：11

5

作者 凌静秀 孙伟 +2 位作者 杨晓静 练国富 江吉彬 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期633-639,共7页

为了预测全断面岩石掘进机(tunnel boring machine,TBM)刀盘的疲劳寿命,本文对其裂纹尖端的应力强度因子进行了研究。以某水利工程的刀盘为研究对象,采用基于子模型技术的有限元法分析复杂应力状态下刀盘裂纹的应力强度因子,并给出了不... 为了预测全断面岩石掘进机(tunnel boring machine,TBM)刀盘的疲劳寿命,本文对其裂纹尖端的应力强度因子进行了研究。以某水利工程的刀盘为研究对象,采用基于子模型技术的有限元法分析复杂应力状态下刀盘裂纹的应力强度因子,并给出了不同裂纹参数对应力强度因子的影响规律,为刀盘裂纹扩展寿命的预测提供输入条件。分析表明,当裂纹位置角为45°或135°时,裂纹尖端的等效应力强度因子最大,对结构损伤最严重;形状比对K_Ⅰ值影响最显著,形状比越大,尖端K_Ⅰ值相差越大,在深度方向的扩展趋势也越强;K_Ⅰ、K_Ⅱ及K_Ⅲ值均随裂纹深度的增加而增大,裂纹尖端最深处以张开型扩展形式为主,而表面点则是3种开裂形式并存。 展开更多

关键词 TBM刀盘 应力强度因子 裂纹 复杂应力状态 子模型技术 裂纹形状比 疲劳寿命

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焊接节点表面裂纹复合型应力强度因子的数值计算研究 被引量：7

6

作者 揭志羽 李亚东 +2 位作者 卫星 杨光 罗平杰 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期127-133,共7页

以十字形焊接节点为研究对象,比较ABAQUS、FRANC3D和规范公式计算表面裂纹应力强度因子的结果,验证FRANC3D计算应力强度因子的正确性和高效性。为从数值理论上研究复杂应力场下焊接节点表面裂纹复合型应力强度因子的影响因素,基于FRANC3... 以十字形焊接节点为研究对象,比较ABAQUS、FRANC3D和规范公式计算表面裂纹应力强度因子的结果,验证FRANC3D计算应力强度因子的正确性和高效性。为从数值理论上研究复杂应力场下焊接节点表面裂纹复合型应力强度因子的影响因素,基于FRANC3D建立不同裂纹形状比和焊缝倾斜角度的计算模型。结果表明:随着焊缝倾斜角度的增大,Ⅰ型和Ⅲ型应力强度因子减小,Ⅱ型应力强度因子增大;当焊缝倾斜角度为0°和15°时,裂纹表面点和最深点同时可以忽略Ⅱ型和Ⅲ型应力强度因子的影响;应考虑Ⅱ型和Ⅲ型应力强度因子绝对值对疲劳裂纹扩展的影响。 展开更多

关键词 焊接节点 复合型应力强度因子 相互作用积分法 裂纹形状比 焊缝倾斜角度

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非线性分布应力对焊接接头表面裂纹扩展的影响(英文) 被引量：7

7

作者 刘刚 高明 黄一 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期291-302,共12页

焊缝焊趾处往往存在很高的非线性分布应力,非线性分布应力的存在改变了焊趾周围应力场的分布,因此也必然影响焊趾处疲劳裂纹的扩展行为。文章采用有限元法分析了表面裂纹应力强度因子的非线性分布应力修正系数,并拟合了修正系数的计算式... 焊缝焊趾处往往存在很高的非线性分布应力,非线性分布应力的存在改变了焊趾周围应力场的分布,因此也必然影响焊趾处疲劳裂纹的扩展行为。文章采用有限元法分析了表面裂纹应力强度因子的非线性分布应力修正系数,并拟合了修正系数的计算式;基于Newman-Raju的半椭圆表面裂纹扩展假设考虑了非线性分布应力对裂纹扩展形状的影响;同时,从对裂纹尖端的应力场和裂纹扩展形状两个方面的影响研究了非线性分布应力对裂纹扩展寿命的影响。计算结果表明非线性分布应力的存在将改变表面裂纹扩展形状并将大幅降低裂纹扩展寿命。 展开更多

关键词 非线性分布应力 应力强度因子 表面裂纹形状 裂纹扩展寿命

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基于改进的统一疲劳裂纹扩展速率模型的表面裂纹扩展规律预报(英文) 被引量：5

8

作者 王芳 崔维成 黄小平 《船舶力学》 EI 北大核心 2011年第6期660-668,共9页

很多学者对表面裂纹形状变化规律进行了研究,但是理论上仍存在较大缺陷,因此现有方法预报结果的准确性有待考察。文章作者们提出了一个改进的统一疲劳裂纹扩展速率模型,本模型合理考虑了材料的非线性效应和裂纹前缘的三维约束效应及三... 很多学者对表面裂纹形状变化规律进行了研究,但是理论上仍存在较大缺陷,因此现有方法预报结果的准确性有待考察。文章作者们提出了一个改进的统一疲劳裂纹扩展速率模型,本模型合理考虑了材料的非线性效应和裂纹前缘的三维约束效应及三维约束大小在前缘各点的分布函数。通过引入等效厚度的概念及法线方向扩展的假定较好地考虑了裂纹前缘各点对扩展之后形状比变化规律的影响,预报得到的裂纹前缘形状能够观察到明显的边界点扩展滞后现象,同时本模型预报结果与试验结果及传统模型预报结果进行了比较,证明本模型提高了表面裂纹扩展规律预报的精度。 展开更多

关键词 改进的疲劳裂纹扩展率模型 表面裂纹 裂纹形状变化

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T型接头横向埋藏裂纹扩展特性 被引量：7

9

作者 黄如旭 黄进浩 万正权 《舰船科学技术》 北大核心 2015年第4期29-33,40,共6页

基于断裂力学理论和有限元分析,研究T型接头横向埋藏裂纹扩展特性,实现了双向拉伸载荷作用下T型接头横向埋藏裂纹扩展形状变化的数值模拟。结果表明:T型接头横向埋藏裂纹扩展至结构表面时的形状为近圆形,与裂纹埋藏位置和初始形状无关;... 基于断裂力学理论和有限元分析,研究T型接头横向埋藏裂纹扩展特性,实现了双向拉伸载荷作用下T型接头横向埋藏裂纹扩展形状变化的数值模拟。结果表明:T型接头横向埋藏裂纹扩展至结构表面时的形状为近圆形,与裂纹埋藏位置和初始形状无关;埋藏于焊趾端部板材中的裂纹扩展快于埋藏于焊缝中的裂纹扩展。 展开更多

关键词 埋藏裂纹 裂纹扩展 裂纹形状变化 T型接头

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面外变形下钢桥的疲劳贯通裂纹扩展行为研究 被引量：1

10

作者 鞠晓臣 赵欣欣 刘晓光 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期77-82,共6页

为了解钢桥的疲劳贯通裂纹在面外变形作用下的发展规律,对其扩展行为进行研究。制作双轴对称长方形钢板试件进行面外变形疲劳试验,选取5种应力比（0、-0.25、-0.5、-0.75、-1）进行加载,得到应力比为-1时的裂纹前沿为V形,其他应力比时... 为了解钢桥的疲劳贯通裂纹在面外变形作用下的发展规律,对其扩展行为进行研究。制作双轴对称长方形钢板试件进行面外变形疲劳试验,选取5种应力比（0、-0.25、-0.5、-0.75、-1）进行加载,得到应力比为-1时的裂纹前沿为V形,其他应力比时裂纹前沿基本以1/4椭圆状为主。将得到的裂纹前沿引入到数值模型中,对应力比为-1与0时的裂纹扩展情况进行数值分析,通过J能量积分法计算得到沿不同裂纹前沿的应力强度因子分布。结合既有应力强度因子计算公式和数值计算结果,提出基于实际裂纹前沿的面外变形作用下的疲劳裂纹应力强度因子计算公式修正系数,针对不同的裂纹长度建议在0.43～0.54取值。 展开更多

关键词 钢桥 贯通疲劳裂纹 裂纹前沿形状 应力强度因子 面外变形 应力比 数值分析

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类岩石材料裂纹单轴压缩扩展行为研究

11

作者 刘文德 华智 《路基工程》 2023年第1期136-141,共6页

构建可靠的裂隙网络模型是岩质边坡、隧道和地下矿山巷道等各类岩体工程稳定性研究的基础。开展室内试验,研究含不同尺寸、不同倾角裂纹岩样在单轴压缩下的力学行为。结果表明:类岩石试样的峰值强度随裂纹倾角的增大而减小,且随裂纹倾... 构建可靠的裂隙网络模型是岩质边坡、隧道和地下矿山巷道等各类岩体工程稳定性研究的基础。开展室内试验,研究含不同尺寸、不同倾角裂纹岩样在单轴压缩下的力学行为。结果表明:类岩石试样的峰值强度随裂纹倾角的增大而减小,且随裂纹倾角的增大,峰值应力对应的应变减小、幅度较大,类岩石试样在峰值强度后,表现出准脆性破坏特点;裂纹尺寸对试样的峰值应力和对应的峰值应变有较大影响,随裂纹尺寸增大,试样的峰值应变增大,但裂纹的形状(圆形和矩形)对峰值应力、应变的影响较小;验证了最大周向应力理论得到的在不同裂纹倾角下的开裂角,与单轴压缩下到不同裂纹倾角进行比较,发现在裂纹倾角较小时裂纹的开裂角与试验得到的相差不大,约7.39%~11.82%;而裂纹倾角增大时,相差较大,约33.15%。 展开更多

关键词 类岩石材料 单轴压缩 应力应变 裂纹扩展 裂纹形状

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钢桥十字形焊接细节应力强度因子的参数敏感性研究 被引量：2

12

作者 廖平 张秀成 +2 位作者 朱海峰 许智强 赵人达 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第6期929-935,共7页

焊接细节断裂参数与其疲劳裂纹扩展和疲劳性能直接相关,为探讨几何参数和裂纹参数对应力强度因子的影响规律,选取十字形焊接细节为研究对象。借助ANSYS软件建立了含半椭圆形裂纹的三维断裂力学模型,基于位移法分析了应力强度因子,讨论... 焊接细节断裂参数与其疲劳裂纹扩展和疲劳性能直接相关,为探讨几何参数和裂纹参数对应力强度因子的影响规律,选取十字形焊接细节为研究对象。借助ANSYS软件建立了含半椭圆形裂纹的三维断裂力学模型,基于位移法分析了应力强度因子,讨论了几何参数(焊缝尺寸、板厚、对接焊缝参数)和裂纹参数(裂纹尺寸和裂纹形状比)对其的影响规律,拟合了裂纹形状修正系数函数。研究结果表明:(1)应力强度因子随对接焊缝余高和腹板板厚的增大而逐渐减小,而基本不受焊脚尺寸、翼缘板板厚和对接焊缝宽度的影响;(2)应力强度因子随裂纹形状比的增大而先增大后逐渐减小,但是随裂纹尺寸的增长而逐渐增大;(3)裂纹形状比和裂纹尺寸对应力强度因子影响最为显著,其影响幅度达18.0%。 展开更多

关键词 钢桥 十字形焊接细节 断裂力学 位移法 应力强度因子 裂纹形状修正系数

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