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含裂纹木梁横向振动力学模型研究
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作者 庄怡玲 王佳怡 +2 位作者 王宇轩 徐兆军 华洁 《林业工程学报》 北大核心 2025年第4期144-152,共9页
木梁是木结构建筑中关键的承重构件,承受过大载荷时易在中间部位产生裂纹,当裂纹沿梁的厚度方向扩展到一定深度时将发生断裂,因此,对木梁裂纹的监测是木结构建筑构件中的一项重要课题。从弹性动力学的角度出发,建立了有中间部位裂纹木... 木梁是木结构建筑中关键的承重构件,承受过大载荷时易在中间部位产生裂纹,当裂纹沿梁的厚度方向扩展到一定深度时将发生断裂,因此,对木梁裂纹的监测是木结构建筑构件中的一项重要课题。从弹性动力学的角度出发,建立了有中间部位裂纹木梁的横向振动模型,推导出裂纹深度与梁弯曲振动的固有频率公式,并加以试验验证。首先,基于欧拉-伯努利梁模型提出了含有裂纹的木梁振动力学模型,推导出该木梁各阶固有频率的理论计算公式;其次,选取3种厚度规格的木梁试件,每种规格10个平行试样,测量了各规格试件在不同裂纹深度情况下的一至五阶固有频率,并与理论值进行对比分析。从理论与试验分析发现,梁中间裂纹会使木梁振动的固有频率下降,且随着裂纹深度的增加,木梁固有频率的下降愈发显著,并且固有频率阶数越高,裂纹深度对固有频率影响越大。随着阶数升高,各阶固有频率模型的计算值与实测值之间的误差迅速减小,从平均误差50%降至3%左右,可见本研究提出的理论模型与试验结果吻合度较高。研究结果表明,可以通过监测木梁固有频率的变化来监测木梁断裂裂纹的深度扩展变化,提出的理论模型可为木梁裂纹监测与断裂评估提供新思路。 展开更多
关键词 木梁 欧拉-伯努利梁模型 固有频率 断裂裂纹
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考虑刀尖圆弧半径的车削氟金云母陶瓷裂纹扩展模型研究
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作者 李金昊 马廉洁 +1 位作者 李红双 贾婧 《工具技术》 北大核心 2025年第7期90-96,共7页
裂纹扩展机理是研究陶瓷材料去除和表面损伤的基础。为简化建模一般将刀具视为直刃刀具。但车削氟金云母陶瓷时,由于切削深度较小,即与刀尖圆弧半径处于同一量级,刀尖圆弧半径对裂纹形成的影响不能忽略。本文基于能量守恒原理与断裂力... 裂纹扩展机理是研究陶瓷材料去除和表面损伤的基础。为简化建模一般将刀具视为直刃刀具。但车削氟金云母陶瓷时,由于切削深度较小,即与刀尖圆弧半径处于同一量级,刀尖圆弧半径对裂纹形成的影响不能忽略。本文基于能量守恒原理与断裂力学理论建立考虑刀尖圆弧的二元裂纹扩展模型,分析切削速度、切削深度、进给量对裂纹长度与裂纹偏转角的影响。实验结果与理论值接近,模型的准确性得到验证。 展开更多
关键词 裂纹扩展模型 刀尖圆弧半径 裂纹长度 裂纹偏转角 氟金云母陶瓷
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风暴模型载荷下疲劳裂纹扩展模型研究
3
作者 蒋怡然 乐京霞 刘洪瑞 《船舶力学》 北大核心 2025年第8期1261-1270,共10页
风暴模型是一种用于描述船体结构在复杂海洋环境中所承受的随机波浪载荷的简化模型。为了考虑风暴模型载荷顺序及其相互作用的影响,本文基于Newman模型,结合Huang模型及改进后的McEvily模型中考虑载荷相互作用效应的思路,在有效应力强... 风暴模型是一种用于描述船体结构在复杂海洋环境中所承受的随机波浪载荷的简化模型。为了考虑风暴模型载荷顺序及其相互作用的影响,本文基于Newman模型,结合Huang模型及改进后的McEvily模型中考虑载荷相互作用效应的思路,在有效应力强度因子幅中引入超载系数,用以表征过载所导致的迟滞及过载-欠载后的加速现象,提出了一种改进后的Newman模型——NPhi模型。编写裂纹扩展模型程序,使用多级块载及风暴模型试验结果对裂纹扩展模型进行正确性验证并研究了超载系数的影响。根据国际船舶与海洋工程结构大会(ISSC)疲劳与断裂技术委员会的共同研究,通过与试验结果对比,发现NPhi模型相比其他典型裂纹扩展模型具有更好的预报能力,此外,合理的迟滞指数取值对预报结果是十分重要的。 展开更多
关键词 风暴模型 裂纹扩展模型 载荷相互作用效应 超载系数
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基于HJC模型的深部岩石爆破裂纹受不耦合系数影响的模拟研究
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作者 何家辉 胡义锋 《振动与冲击》 北大核心 2025年第3期171-181,共11页
在深部岩石爆破开挖中,装药不耦合系数对岩石的破裂程度和损伤范围具有显著影响。基于已有试验数据标定HJC(Holmquist-Johnson-Cook)模型参数,使用有限元软件LS-DYNA引入额外的失效准则以更准确地描述模型拉伸损伤情况,并通过模拟岩石... 在深部岩石爆破开挖中,装药不耦合系数对岩石的破裂程度和损伤范围具有显著影响。基于已有试验数据标定HJC(Holmquist-Johnson-Cook)模型参数,使用有限元软件LS-DYNA引入额外的失效准则以更准确地描述模型拉伸损伤情况,并通过模拟岩石单孔爆破试验和利用经验公式验证模型的合理性;研究不耦合系数和围压与爆破裂隙区范围间的关系,分析不耦合系数变化对粉碎区和炮孔周围环向应力场动态演化过程的影响。研究结果表明:不耦合系数和围压共同决定裂纹的扩展行为,不耦合系数增加,导致环向拉应力减小,径向裂纹扩展效应减弱,而围压的提升限制了裂纹的扩展,改变了径向裂纹的扩展范围;双向等值围压下,裂隙区范围随着不耦合系数和围压的增大呈先陡后缓的缩减趋势,围压对控制裂纹范围占主导地位;构建描述不耦合系数和侧压力系数对裂隙区范围影响的关系式,认为裂纹扩展具有明显的方向性,并根据其中关系,以期能够为深部岩石爆破中实现爆破裂纹的精细化控制,优化岩石破碎效率提供参考。 展开更多
关键词 深部岩石爆破 HJC模型 不耦合系数 爆破裂纹 数值分析
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考虑微裂纹力学行为的岩石单轴压缩损伤模型 被引量:1
5
作者 刘翠 李忠 +3 位作者 徐飞亚 张陌 曹晓伟 雷恒 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期104-112,共9页
针对目前岩石压缩损伤模型未能很好地同时考虑微裂纹滑移与扩展对岩石总变形的贡献、微裂纹复合扩展准则及岩石损伤程度对被激活裂纹数量影响等不足,基于细观力学对微裂纹在单轴压缩荷载下的滑移及扩展机理展开研究。首先根据微裂纹滑... 针对目前岩石压缩损伤模型未能很好地同时考虑微裂纹滑移与扩展对岩石总变形的贡献、微裂纹复合扩展准则及岩石损伤程度对被激活裂纹数量影响等不足,基于细观力学对微裂纹在单轴压缩荷载下的滑移及扩展机理展开研究。首先根据微裂纹滑移模型及能量平衡原理,建立了岩石单轴压缩应力应变关系,并认为微裂纹服从Weibull分布模型;进而以应变能密度准则作为微裂隙扩展判据,采用迭代法求解复合型断裂的翼裂纹扩展长度,并获得用翼裂纹扩展长度表示的岩石损伤变量演化方程,由此提出了一个新的岩石单轴压缩损伤模型,并验证了其合理性;最后,采用参数敏感性分析研究了微裂纹长度及摩擦系数和岩石断裂韧度对岩石力学特性的影响。结果表明:由本模型预测得到的岩石单轴压缩峰值强度与试验结果吻合较好,说明了其合理性。同时发现随着微裂纹长度增加及其摩擦系数减小、岩石断裂韧度增加,岩石单轴抗压峰值强度及峰值应变均随之减小。当微裂纹长度由60μm增加到120μm时,岩石单轴抗压峰值强度近似线性降低;而当微裂纹摩擦系数由0.5增加到0.8及岩石断裂韧度由0.3 MPa·m^(1/2)增加到0.6 MPa·m1/2时,岩石单轴抗压峰值强度均是先缓慢增加,而后迅速增加。本研究为岩石压缩损伤本构模型的建立提供了一条新的思路,具有重要的理论意义。 展开更多
关键词 裂纹 滑移模型 最小应变能密度准则 单轴压缩 损伤模型
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基于Roe-Siegmund循环内聚力模型焊趾疲劳裂纹萌生仿真 被引量:1
6
作者 赵秋 唐琨 +1 位作者 李英豪 吴维青 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期61-67,I0006,共8页
为建立焊趾疲劳裂纹萌生行为仿真方法,基于Roe-Siegmund循环内聚力模型对ABAQUS进行二次开发,形成用于反映疲劳累积损伤的VUMAT子程序,依据文献方法及试验数据获取Q345焊接区域材料的内聚力参数,通过Voronoi图法和内聚力单元法生成具有... 为建立焊趾疲劳裂纹萌生行为仿真方法,基于Roe-Siegmund循环内聚力模型对ABAQUS进行二次开发,形成用于反映疲劳累积损伤的VUMAT子程序,依据文献方法及试验数据获取Q345焊接区域材料的内聚力参数,通过Voronoi图法和内聚力单元法生成具有疲劳累积损伤特性和晶粒特征的微观模型,并与宏观对接焊缝模型合并,进行多尺度疲劳裂纹萌生仿真模拟,获得裂纹萌生路径、临界循环次数及晶粒力学响应特征.结果表明,此方法能够自发地选择符合实际情况的裂纹萌生位置以及短裂纹扩展路径,完成对焊接区域材料微观断裂过程的模拟,不同仿真组获取的临界循环次数存在于一定的分布范围内,模型中的累积内聚力长度需通过试验数据进行拟合. 展开更多
关键词 焊趾 裂纹萌生 循环内聚力模型 内聚力单元法 Voronoi图法
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基础激励下裂纹梁结构疲劳寿命预测模型
7
作者 龙慧 黄长征 +1 位作者 刘义伦 李松柏 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第9期77-84,共8页
为了发展基于模型的裂纹梁结构疲劳寿命预测方法,提出了一种新的三维裂纹梁单元刚度矩阵。基于该刚度矩阵,建立基础激励下裂纹梁结构的三维有限元模型。推导三维裂纹梁单元的应力强度因子,建立三维裂纹梁单元的疲劳裂纹扩展模型。采用... 为了发展基于模型的裂纹梁结构疲劳寿命预测方法,提出了一种新的三维裂纹梁单元刚度矩阵。基于该刚度矩阵,建立基础激励下裂纹梁结构的三维有限元模型。推导三维裂纹梁单元的应力强度因子,建立三维裂纹梁单元的疲劳裂纹扩展模型。采用振动响应与裂纹扩展增量交互计算方法,计算循环载荷作用下裂纹梁结构的疲劳寿命。研究结果表明:裂纹梁结构寿命预测模型较好地体现了疲劳裂纹扩展寿命与基础激励参数、结构参数和裂纹参数之间的内在关系,反映了基础激励对裂纹梁结构疲劳寿命的影响。最后通过实验对模型进行了验证。 展开更多
关键词 基础激励 裂纹梁结构 有限单元法 疲劳寿命 动力学模型 裂纹扩展
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铆钉裂纹对自冲铆接力学性能影响的仿真与试验研究 被引量:1
8
作者 成艾国 王超 +1 位作者 于万元 何智成 《中国机械工程》 北大核心 2025年第2期197-208,共12页
通过有限元模型模拟了自冲铆接在连接高强度钢时产生的铆钉裂纹,并系统研究了铆钉的裂纹深度、位置和数量对钢铝自冲铆接接头力学性能的影响。首先使用LS-DYNA软件建立了2D轴对称仿真模型来模拟自冲铆接工艺过程,并通过对比试验和仿真... 通过有限元模型模拟了自冲铆接在连接高强度钢时产生的铆钉裂纹,并系统研究了铆钉的裂纹深度、位置和数量对钢铝自冲铆接接头力学性能的影响。首先使用LS-DYNA软件建立了2D轴对称仿真模型来模拟自冲铆接工艺过程,并通过对比试验和仿真的接头剖面验证了仿真模型的准确性。然后采用一种2D-3D有限元模型生成方法建立了模拟接头力学特性的3D仿真接头模型,并使用LS-OPT软件对铆钉断裂参数进行了标定。所建立的接头模型能够准确地模拟自冲铆接接头的力学特性。参数研究的结果表明:接头的力学性能随着裂纹深度的增大而下降,且随着外部裂纹位置的向下移动而逐渐增强,但内部裂纹的影响不大;当铆钉存在多个裂纹时,接头力学性能取决于最弱的裂纹,与裂纹数量无关。 展开更多
关键词 自冲铆接 裂纹 仿真模型 力学性能
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Q460C钢缺口板的疲劳裂纹萌生寿命计算模型和总疲劳寿命计算
9
作者 王万祯 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期192-199,共8页
基于位错随循环加载次数的增加加速移动、聚合形成疲劳裂纹的试验事实,假设疲劳裂纹萌生速率是循环加载次数的单调递增幂函数,通过积分推导出疲劳裂纹萌生寿命计算模型。Q460C钢缺口板的疲劳试验结果显示,疲劳裂纹萌生寿命、扩展寿命和... 基于位错随循环加载次数的增加加速移动、聚合形成疲劳裂纹的试验事实,假设疲劳裂纹萌生速率是循环加载次数的单调递增幂函数,通过积分推导出疲劳裂纹萌生寿命计算模型。Q460C钢缺口板的疲劳试验结果显示,疲劳裂纹萌生寿命、扩展寿命和总疲劳寿命均随应力幅和名义最大应力的降低而增加,疲劳裂纹形成寿命与总疲劳寿命的比值为0.82~0.90。我国《钢结构设计标准》建议的总疲劳寿命计算式的计算误差为-17.0%~+84.9%。以椭球面断裂模型作为裂尖开裂判据,对Q460C钢缺口板的疲劳裂纹扩展进行了理论计算和数值模拟。以疲劳裂纹萌生处应变溢出时裂纹长度0.05 mm作为疲劳裂纹萌生临界尺寸,标定的Q460C钢缺口板的疲劳裂纹萌生寿命计算式、扩展寿命计算式和总疲劳寿命计算式的计算误差分别为-15.0%~-1.2%、-12.4%~+2.8%和-12.1%~-1.4%。 展开更多
关键词 缺口板 疲劳试验 疲劳裂纹 萌生寿命 扩展寿命 椭球面断裂模型
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CrMoV钢近门槛值区疲劳裂纹扩展评价模型准确性分析 被引量:1
10
作者 尧全恒 朱明亮 轩福贞 《压力容器》 北大核心 2024年第3期1-7,40,共8页
近门槛值区的疲劳裂纹扩展行为及疲劳门槛值的确定对于工程材料与结构的疲劳性能和损伤容限设计具有重要意义。采用25Cr2Ni2MoV钢的疲劳裂纹扩展数据,运用Paris模型、NASGRO模型、Zhu-Xuan模型分别预测疲劳裂纹扩展门槛值,比较各模型的... 近门槛值区的疲劳裂纹扩展行为及疲劳门槛值的确定对于工程材料与结构的疲劳性能和损伤容限设计具有重要意义。采用25Cr2Ni2MoV钢的疲劳裂纹扩展数据,运用Paris模型、NASGRO模型、Zhu-Xuan模型分别预测疲劳裂纹扩展门槛值,比较各模型的预测误差;进一步将Zhu-Xuan模型与转折点预测模型结合而建立的双线性评价模型,与ASME规范和BS 7910标准中的评价模型,开展相对误差和准确度的比较。结果表明,Zhu-Xuan模型误差在10%以内,准确度最高;双线性评价模型预测结果与试验数据具有较好的一致性、更高的准确度和稳定性,其精度提升程度最高可达28.6%。得出Zhu-Xuan模型及双线性评价模型对CrMoV钢材料的门槛值预测及寿命精准评定具有较好的适用性的结论。 展开更多
关键词 CRMOV钢 疲劳裂纹扩展 Zhu-Xuan模型 双线性模型 近门槛值区 精度
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风电机组行星轮裂纹故障动力学响应及特征分析
11
作者 胡爱军 彭悦 +2 位作者 邢磊 周卓浩 徐仁挺 《动力工程学报》 北大核心 2025年第7期1063-1071,共9页
综合考虑齿面摩擦、时变啮合刚度等因素,建立了行星齿轮系统弯-扭耦合非线性动力学模型,研究了内、外啮合2种条件下行星轮齿根裂纹故障对系统动态特性的影响,并搭建行星齿轮箱实验台对系统模型进行了验证。结果表明:在内、外啮合2种条件... 综合考虑齿面摩擦、时变啮合刚度等因素,建立了行星齿轮系统弯-扭耦合非线性动力学模型,研究了内、外啮合2种条件下行星轮齿根裂纹故障对系统动态特性的影响,并搭建行星齿轮箱实验台对系统模型进行了验证。结果表明:在内、外啮合2种条件下,系统响应频谱图中故障特征频率及其倍频、啮合频率周围边频成分的幅值存在显著差异;与外啮合相比,内啮合下系统时域响应冲击更为明显,相轨迹图出现扩散现象;考虑传递路径时变效应的情况下,系统动态响应频谱图中出现了由行星架旋转引起的调制频率,与实验台获得的振动信号频率结构一致,验证了所建立模型的有效性。 展开更多
关键词 行星齿轮 齿根裂纹 动力学模型 内啮合 外啮合
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考虑裂尖不同塑性状态的工业纯钛断裂参量与疲劳裂纹扩展速率模型
12
作者 李建 徐英东 +4 位作者 沈程骏 戴承霖 徐涵 朱建国 周昌玉 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1481-1486,共6页
考虑到裂尖不同程度的塑性变形,选择合适的断裂参量并准确预测疲劳裂纹扩展速率是一项非常重要的任务。采用4种不同疲劳加载条件,通过理论计算与实验分析探究了裂纹尖端断裂参量与疲劳裂纹扩展速率之间的关联,最后通过公式与参数拟合对... 考虑到裂尖不同程度的塑性变形,选择合适的断裂参量并准确预测疲劳裂纹扩展速率是一项非常重要的任务。采用4种不同疲劳加载条件,通过理论计算与实验分析探究了裂纹尖端断裂参量与疲劳裂纹扩展速率之间的关联,最后通过公式与参数拟合对疲劳裂纹扩展速率预测提供合适的模型。结果表明,随着载荷比和载荷幅的提高,ΔK表征疲劳裂纹扩展逐渐失去了其合理性和有效性。裂纹扩展前期,高载荷比裂纹扩展阻力更大。在裂纹扩展后期,高、低载荷比裂纹扩展阻力差距在缩小。在所有讨论的断裂参量中,ΔJ′_(ac)是适合工业纯钛疲劳裂纹扩展的断裂参量,在此基础上提出了相应的疲劳裂纹扩展速率预测模型。 展开更多
关键词 疲劳裂纹扩展 断裂参量 预测模型 载荷比 载荷幅
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爆破荷载作用下煤岩本构模型参数特性研究 被引量:1
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作者 张鑫 刘泽功 +4 位作者 常帅 陈响升 薛勇林 朱家亮 宋鑫 《振动与冲击》 北大核心 2025年第5期263-277,共15页
为探究RHT(Riedel-Hiermaier-Thoma)本构模型和HJC(Holomquist-Johnson-Cook)本构模型在深部煤岩体爆破数值模拟中的适用性,首先基于淮北矿区深部原煤对RHT和HJC两种本构模型参数进行了标定;然后通过单孔爆破室内试验和数值模拟对所标... 为探究RHT(Riedel-Hiermaier-Thoma)本构模型和HJC(Holomquist-Johnson-Cook)本构模型在深部煤岩体爆破数值模拟中的适用性,首先基于淮北矿区深部原煤对RHT和HJC两种本构模型参数进行了标定;然后通过单孔爆破室内试验和数值模拟对所标定参数进行了有效性验证,并添加最大拉伸应力和最大剪切应力的复合失效准则对HJC本构模型进行改进;最后基于两种本构模型对不同地应力状态下单孔爆破进行数值模拟,探讨两种本构模型在模拟损伤区范围和破裂形态方面的适用性。单孔爆破数值模拟结果表明:无地应力加载状态下,RHT本构模型和改进的HJC本构模型都能够较好描述压碎区的形成和裂纹区裂纹演化;不同地应力加载状态下,RHT和HJC两种本构模型数值模拟结果均能体现出地应力对裂纹扩展具有制约作用。当围压为0时,理论裂隙区半径为RHT本构模型的1.11倍,为HJC本构模型的1.20倍,两者差异较小;当围压增加到30 MPa时,理论值裂隙区半径为RHT本构模型的1.31倍,为HJC本构模型的4.13倍,两者相差较大,基于RHT本构模型的数值模拟结果与理论值更接近。根据研究结果,RHT本构模型和改进的HJC本构模型均适用于无地应力状态下爆破问题的数值模拟,对于高地应力状态下爆破RHT本构模型应成为首选。 展开更多
关键词 煤岩体 爆破 本构模型 裂纹扩展 裂隙区范围
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面向涂层裂纹的激光熔覆预测模型研究
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作者 周浩南 孙文磊 +1 位作者 王伟 张志虎 《热加工工艺》 北大核心 2024年第14期27-32,共6页
针对激光熔覆关键工艺参数与制备涂层之间因存在复杂非线性映射关系而产生的裂纹缺陷问题,通过将遗传算法与BP神经网络结合起来构建工艺参数与涂层裂纹密度之间的网络模型,利用MATLAB软件对建立的网络模型进行训练、拟合预测。结果表明... 针对激光熔覆关键工艺参数与制备涂层之间因存在复杂非线性映射关系而产生的裂纹缺陷问题,通过将遗传算法与BP神经网络结合起来构建工艺参数与涂层裂纹密度之间的网络模型,利用MATLAB软件对建立的网络模型进行训练、拟合预测。结果表明,遗传算法对BP神经网络优化后的模型中预测误差最小为3.06%,平均误差控制在11.57%以内,均方误差为0.0008,模型预测精度高,性能稳定。验证了理论模型与实际试验相结合的可行性,减少了涂层裂纹工艺研究所需的大量重复性试验,为制备无裂纹镍基熔覆层具有重要意义。 展开更多
关键词 激光熔覆 裂纹密度 神经网络 遗传算法 模型预测
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基于PFC-GBM非均质模型的砂岩裂纹演化细观规律研究 被引量:1
15
作者 张国桥 孙鹏 +3 位作者 吴祥业 王婧雅 郭文斌 田宇航 《中国矿业》 北大核心 2024年第9期158-169,共12页
砂岩作为巷道围岩的重要组成部分,其细观损伤特征直接影响巷道围岩岩层稳定性。不同粒径的砂岩其矿物晶体的结构具有较明显的非均质性,为研究砂岩裂纹演化细观规律,综合运用室内试验、数值模拟及理论分析的方法,以现场巷道围岩钻取的三... 砂岩作为巷道围岩的重要组成部分,其细观损伤特征直接影响巷道围岩岩层稳定性。不同粒径的砂岩其矿物晶体的结构具有较明显的非均质性,为研究砂岩裂纹演化细观规律,综合运用室内试验、数值模拟及理论分析的方法,以现场巷道围岩钻取的三种不同粒径的砂岩试件为研究对象,基于PFC2D软件构建二维等效晶体模型Grain-Based Model(GBM),从细观角度分析非均质砂岩试件破裂过程裂纹演化规律。研究结果表明:砂岩试件颗粒粒径越小,岩石的总接触数量越多且晶间接触占总接触比例越小,单轴加载过程中岩石产生的声发射信号及裂纹内部产生的裂纹数量越多,岩石试件的单轴抗压强度越大且破坏模式越剧烈;三种不同粒径砂岩试件在裂纹演化规律上具有一致性,单轴加载过程中,砂岩内部裂纹演化顺序为晶间拉伸裂纹、晶内拉伸裂纹、晶间剪切裂纹、晶内剪切裂纹;砂岩各矿物晶体内部产生的裂纹数量与矿物含量成正比,与矿物晶体的强度成反比,矿物强度与单位面积裂纹数量系数Kl成反比;砂岩试样破坏时,拉伸裂纹占总裂纹数量的90%以上,拉伸破坏为砂岩在单轴压缩条件下的主要破坏类型。 展开更多
关键词 岩石力学 矿物晶体模型 破坏模式 尺寸效应 裂纹演化规律
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基于NASGRO的RD2型货车车轴裂纹扩展寿命预测
16
作者 周素霞 尚豪 +2 位作者 李洋 赖劲 李博 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期2575-2583,共9页
为研究RD2型货车车轴不同尺寸的表面裂纹扩展行为及裂纹车轴剩余寿命变化,构建全尺寸RD2型货车车轴模型,基于欧盟标准EN13103在车轴疲劳设计中的应用,对RD2型货车车轴受力情况进行分析,验证并确定裂纹存在位置;基于NASGRO裂纹扩展寿命模... 为研究RD2型货车车轴不同尺寸的表面裂纹扩展行为及裂纹车轴剩余寿命变化,构建全尺寸RD2型货车车轴模型,基于欧盟标准EN13103在车轴疲劳设计中的应用,对RD2型货车车轴受力情况进行分析,验证并确定裂纹存在位置;基于NASGRO裂纹扩展寿命模型,对不同尺寸初始裂纹车轴进行裂纹扩展有限元分析,探究不同裂纹扩展步下的裂纹尖端应力变化及应力强度因子变化,采用9种不同初始裂纹模型对临界裂纹尺寸进行计算,并对剩余寿命进行预测。研究结果表明:应力集中位于车轴防层板安装处,且该区域与现场检修车轴裂纹存在区域相符合,裂纹尖端附近应力区域随着扩展步的增加而增大,应力强度因子幅值随着初始裂纹深度的增加而逐渐增加,裂纹扩展剩余寿命随着初始裂纹尺寸的增大而减小,裂纹扩展总体趋势为随着初始裂纹深长比的增加,车轴裂纹扩展剩余寿命变小。 展开更多
关键词 NASGRO模型 裂纹扩展 应力强度因子 临界裂纹尺寸 剩余寿命
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基于修正相场模型的岩体混合模式破裂数值研究
17
作者 李满 辛昊哲 +3 位作者 刘先珊 张帆 胡大伟 杨福见 《岩土力学》 北大核心 2025年第8期2600-2612,共13页
裂纹起裂、扩展和连接机制的研究对岩体工程稳定性和安全性具有重要的影响。首先将Mohr-Coulomb准则引入到经典相场模型中,建立了由纯拉、拉剪和压剪组成的混合裂纹驱动力,并基于Benzeggagh-Kenane断裂准则获得了等效I-II混合型临界能... 裂纹起裂、扩展和连接机制的研究对岩体工程稳定性和安全性具有重要的影响。首先将Mohr-Coulomb准则引入到经典相场模型中,建立了由纯拉、拉剪和压剪组成的混合裂纹驱动力,并基于Benzeggagh-Kenane断裂准则获得了等效I-II混合型临界能量释放率来替代经典相场模型中的I型临界能量释放率,进而提出了修正相场模型来模拟岩体的混合破裂。此外,基于修正相场模型提出了拉伸裂纹、剪切裂纹及拉剪混合裂纹的判别准则。最终,模拟具有不同几何缺陷的裂隙试件单轴压缩试验,并与试验结果和数值结果对比,证明了提出的修正相场模型不仅具备模拟裂隙岩体混合破裂的能力,而且可以区别裂纹模式,研究成果有助于加深对裂隙岩体破裂机制的理解。 展开更多
关键词 相场模型 岩体 裂纹扩展 破裂模式
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不同炮孔间距下微差爆破诱发爆生裂纹扩展规律研究
18
作者 曹永帮 黄俊红 +3 位作者 王自旭 陈洋龙 张腾胜 李新平 《爆破》 北大核心 2025年第2期81-87,96,共8页
为了研究不同炮孔间距下微差爆破诱发爆生裂纹的扩展规律,通过浇筑大面积混凝土场地进行试验来消除边界效应,并以电子雷管和导爆索作为爆源和炸药,开展多组直线三孔模型和十字五孔模型试验研究,记录不同爆破参数下爆生裂纹的扩展长度、... 为了研究不同炮孔间距下微差爆破诱发爆生裂纹的扩展规律,通过浇筑大面积混凝土场地进行试验来消除边界效应,并以电子雷管和导爆索作为爆源和炸药,开展多组直线三孔模型和十字五孔模型试验研究,记录不同爆破参数下爆生裂纹的扩展长度、方向以及止裂位置,结合时序控制爆破理论,探究影响裂纹扩展的主要因素。结果表明:当三孔模型中间孔先起爆,两边孔后起爆时,炮孔之间会形成贯通裂缝,但会随着炮孔间距的增加越来越不平直,直到炮孔间距达到25倍孔径时裂纹便无法贯通,且裂纹不沿炮孔方向发展;十字五孔模型试验中同样只有在炮孔间距为20倍孔径以内时才能形成贯通的裂缝,且当先爆孔起爆产生的裂纹向四个后爆孔扩展时,最终会优先与相近的炮孔贯通,但是裂纹扩展路径并非一条直线,其会同时受到多个后爆孔的影响而产生一定的偏转效应。因此,实际工程中要想利用空孔效应和起爆时差获得沿轮廓面扩展的平直裂缝,还需根据不同水文地质条件合理调整时序控制爆破参数。 展开更多
关键词 三孔模型 五孔模型 空孔效应 微差爆破 裂纹扩展
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航空发动机轮盘简化裂纹体建模
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作者 李昀睿 唐雪鹤 +2 位作者 郭秩维 冯建文 胡绪腾 《航空发动机》 北大核心 2025年第1期103-110,共8页
为了满足航空发动机轮盘损伤容限设计评估方法发展的需求,开展了轮盘简化裂纹体建模方法研究。对轮盘盘心、辐板、螺栓孔等关键部位可能存在的表面裂纹、内部裂纹等典型裂纹类型,根据轮盘的几何特征和载荷条件,利用商业软件对轮盘及简... 为了满足航空发动机轮盘损伤容限设计评估方法发展的需求,开展了轮盘简化裂纹体建模方法研究。对轮盘盘心、辐板、螺栓孔等关键部位可能存在的表面裂纹、内部裂纹等典型裂纹类型,根据轮盘的几何特征和载荷条件,利用商业软件对轮盘及简化裂纹体模型进行裂纹扩展计算和对比分析,提出了基于轮盘不同部位特征和对应临界裂纹尺寸的简化裂纹体模型建立及选取原则。结果表明:采用规则的简化裂纹体模型代替轮盘构件进行裂纹扩展分析,所计算的应力强度因子和裂纹尺寸随循环数的变化曲线与实际轮盘计算结果均非常接近,临界裂纹尺寸计算差别在±10%以内,裂纹扩展寿命的计算差别在±5%以内。简化裂纹体模型相较于实际轮盘的裂纹扩展寿命计算结果略偏保守。 展开更多
关键词 轮盘 损伤容限设计 简化裂纹模型 临界裂纹尺寸 裂纹扩展寿命 航空发动机
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不同驱动参量的金属材料疲劳裂纹扩展速率模型综述
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作者 张亚军 张新烨 +2 位作者 徐阳 单建军 张欣耀 《热加工工艺》 北大核心 2024年第5期119-123,共5页
疲劳裂纹扩展速率da/d N是金属材料进行损伤容限设计时用到的一项重要力学性能指标,其获得并不直接依赖于裂纹扩展的驱动参量,这为采用不同驱动参量表征da/d N提供了可能性。本文分别介绍了以裂纹尖端应力强度因子范围△K、能量释放率... 疲劳裂纹扩展速率da/d N是金属材料进行损伤容限设计时用到的一项重要力学性能指标,其获得并不直接依赖于裂纹扩展的驱动参量,这为采用不同驱动参量表征da/d N提供了可能性。本文分别介绍了以裂纹尖端应力强度因子范围△K、能量释放率变化范围△G、J积分变化范围△J、张开位移变化范围△δ、塑性区变化范围△r、裂纹前缘附近应变范围△εT等为疲劳裂纹扩展驱动参量的裂纹扩展速率模型及应用,为研究疲劳裂纹扩展规律时不同驱动参量的选择提供依据。 展开更多
关键词 驱动参量 金属材料 疲劳裂纹扩展速率 模型
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