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整体加筋壁板中三维裂纹扩展过程模拟

航空计算技术 2009年第3期39卷 74-76,82页

作者：李秦王生楠西北工业大学航空学院陕西西安710072

基于有限元法和线弹性断裂力学理论,使用通用商业软件ABAQUS模拟了三维裂纹在飞机整体加筋板结构中的扩展过程,考察了一种典型的开裂模式,提出了一种对三维裂纹问题边界效应的修正方法,重点分析了裂纹在结构倒角附近区域的扩展规律。

关键词：整体加筋板三维裂纹扩展边界层效应

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涡轮盘中心孔三维疲劳裂纹扩展分析

失效分析与预防 2018年第3期13卷 165-170页

作者：薛志远胡晓安饶国锋赵高乐南昌航空大学飞行器工程学院南昌330063

基于有限元软件ABAQUS和三维裂纹扩展分析软件Franc3D,对涡轮盘中心孔三维疲劳裂纹扩展进行研究分析。首先,对平板试样表面裂纹进行裂纹扩展模拟计算研究,对比手册中Gross/Brown理论模型验证裂纹扩展应力强度因子数值模拟的准确性;其次... 详细信息

基于有限元软件ABAQUS和三维裂纹扩展分析软件Franc3D,对涡轮盘中心孔三维疲劳裂纹扩展进行研究分析。首先,对平板试样表面裂纹进行裂纹扩展模拟计算研究,对比手册中Gross/Brown理论模型验证裂纹扩展应力强度因子数值模拟的准确性;其次,针对涡扇发动机涡轮盘结构,对轮盘不同外缘等效应力、转速情况的应力强度因子以及考虑初始缺陷的三维疲劳裂纹扩展寿命进行计算;最后,讨论发动机载荷差异对应力强度因子和裂纹扩展寿命影响规律。结果表明:在相同裂纹长度时,应力强度因子随着轮盘外缘等效应力和转速增加而增大,载荷越大疲劳寿命则越短,且裂纹越长,影响越大。为工程上三维裂纹扩展计算以及寿命评估提供参考。

关键词：涡轮盘应力强度因子三维裂纹扩展疲劳寿命

基于三维仿真分析的军用飞机结构疲劳裂纹扩展寿命分析

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基于三维仿真分析的军用飞机结构疲劳裂纹扩展寿命分析

探索创新交流——第六届中国航空学会青年科技论坛

作者：戴亚光吴德峰李伟沈阳飞机设计研究所

损伤容限设计已成为当今保证飞机结构安全的重要理念。在军用飞机结构设计中,主承力结构三维裂纹扩展分析占绝大部分。本文基于军用飞机损伤容限要求,在结构疲劳裂纹扩展分析相关理论的基础上,提出了结合材料断裂性能试验的三维仿真技... 详细信息

损伤容限设计已成为当今保证飞机结构安全的重要理念。在军用飞机结构设计中,主承力结构三维裂纹扩展分析占绝大部分。本文基于军用飞机损伤容限要求,在结构疲劳裂纹扩展分析相关理论的基础上,提出了结合材料断裂性能试验的三维仿真技术手段进行军用飞机损伤容限评定的新思路,结合某型军用飞机关键结构实例对疲劳裂纹扩展寿命进行了研究,验证了应用三维仿真分析来预测飞机结构裂纹扩展路径和构件寿命的可行性及准确性,对军用飞机结构损伤容限设计及外场飞机裂纹维修处理具有重要的实际意义及应用价值。

关键词：损伤容限设计三维裂纹扩展三维仿真分析军用飞机结构

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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直角突变式钢吊车梁裂纹扩展及疲劳寿命研究

振动与冲击 2022年第14期41卷 135-144页

作者：胡宝琳周磊庄继勇徐庆上海大学土木工程系上海200444 宝武装备智能科技有限公司上海201900

直角突变式钢吊车梁的变截面部位易发生疲劳破坏。为准确评估吊车梁的疲劳性能,采用基于线弹性断裂力学的Paris公式进行三维裂纹扩展数值模拟,研究其裂纹扩展特性和疲劳寿命,并验证该方法的可行性。根据吊车梁变截面部位T形角焊缝破坏特... 详细信息

直角突变式钢吊车梁的变截面部位易发生疲劳破坏。为准确评估吊车梁的疲劳性能,采用基于线弹性断裂力学的Paris公式进行三维裂纹扩展数值模拟,研究其裂纹扩展特性和疲劳寿命,并验证该方法的可行性。根据吊车梁变截面部位T形角焊缝破坏特点,给出了合理初始裂纹深度和形状取值。系统地分析了端部加劲肋距变截面距离、支座处截面高度、下翼缘连接长度、端封板厚度和插入板厚度等因素对变截面部位裂纹扩展和疲劳性能的影响规律,得到了主要影响参数的建议取值范围,可为类似工程设计提供参考依据。

关键词：直角突变式钢吊车梁三维裂纹扩展疲劳寿命影响参数

动载下含表面裂纹岩石破坏的近场动力学模拟研究(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2023年

作者：张俊黄麟淇刘志祥李夕兵中南大学资源与安全工程学院

为了研究动态加载下岩石表面裂纹的扩展，基于前期试验结果使用了一种考虑压缩和拉伸强度比的弹塑性常规态基近场动力学模型进行数值试验。模拟了动态加载下含不同角度和深度三维表面裂纹岩石的破坏过程。模拟结果表明，使用的近场动力... 详细信息

为了研究动态加载下岩石表面裂纹的扩展，基于前期试验结果使用了一种考虑压缩和拉伸强度比的弹塑性常规态基近场动力学模型进行数值试验。模拟了动态加载下含不同角度和深度三维表面裂纹岩石的破坏过程。模拟结果表明，使用的近场动力学模型可以很好地模拟岩石三维裂纹的扩展和试样的破坏过程。通过近场动力学模拟可以得到与试验结果一致的强度变化规律。试样表面形成的裂纹深入试样内部一定深度，该深度与表面裂纹深度有关。试样内部产生的壳裂纹会与表面形成的裂纹产生连接形成复杂的三维裂纹。

关键词：动态加载表面裂纹近场动力学三维裂纹扩展岩石破坏

过载作用下塑性诱导疲劳裂纹闭合行为的数值模拟研究

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过载作用下塑性诱导疲劳裂纹闭合行为的数值模拟研究

作者：杨豪杰南昌大学

学位级别：硕士

金属构件在服役期内其载荷状态往往并不恒定,在恒幅循环载荷中周期性过载时有发生,从而影响金属构件的疲劳寿命,因此研究过载后裂纹扩展速率变化内在机制对准确评估构件疲劳寿命十分重要。目前针对过载作用机理的研究主要聚焦于塑性诱... 详细信息

金属构件在服役期内其载荷状态往往并不恒定,在恒幅循环载荷中周期性过载时有发生,从而影响金属构件的疲劳寿命,因此研究过载后裂纹扩展速率变化内在机制对准确评估构件疲劳寿命十分重要。目前针对过载作用机理的研究主要聚焦于塑性诱导裂纹闭合理论,而关于裂纹闭合的研究大多集中于闭合水平变化,裂纹尖端张开位移(CTOD)和裂纹面位移曲线同样是裂尖闭合状态的重要表征参数,因此本文基于裂纹闭合水平、裂尖张开位移和裂纹面位移曲线来研究过载后裂纹闭合变化机制,主要研究工作如下:(1)单峰过载时裂纹闭合水平变化分析。通过二维有限元模型研究不同过载状态对裂纹闭合水平、CTOD和裂纹面位移曲线的变化情况,认为残余塑性变形CTOD)形成了过载“驼峰”变形,“驼峰”的出现导致闭合水平变化,并造成裂纹面闭合的不连续性。(2)对不同多过载方式的裂纹闭合水平变化进行讨论。结果表明:拉-压复合过载时,压缩过载的施加对裂纹闭合几乎没有影响,而连续多峰过载与过保载的施加在作用上等效于施加更高过载比的单峰过载,此外间隔多峰过载中过载间隔的增大会使过载闭合水平峰值R略微下降,且前一过载对后续过载产生的塑性变形有一定抑制作用。(3)恒幅和过载下三维裂纹闭合水平研究。对扩展过程中裂纹面上Von Mises应力和y方向塑性应变进行研究讨论,认为裂纹面过载“驼峰”和残余塑性应变具有内在的关联。最后定量分析了不同载荷条件下厚度方向上的闭合水平变化,发现厚度方向上自由面附近区域裂纹闭合水平一直高于试样内部,且在试样内部区域平面应变状态下闭合水平对过载和应力比的变化更加敏感。

关键词：塑性诱导裂纹闭合多过载三维裂纹扩展裂纹尖端张开位移

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三维裂纹整体参数化模化方法

航空动力学报 2008年第4期23卷 737-741页

作者：唐俊星陆山西北工业大学动力与能源学院西安710072

发展一种独立于几何结构基于参数设计的三维平片裂纹扩展有限元模拟通用方法.该方法通过包含整个裂纹面的镶嵌裂纹模型,具有裂纹体自动形成,模拟裂纹多自由度扩展的能力.通过多个典型的工程裂纹扩展模拟算例,说明该方法的精度、效率与... 详细信息

发展一种独立于几何结构基于参数设计的三维平片裂纹扩展有限元模拟通用方法.该方法通过包含整个裂纹面的镶嵌裂纹模型,具有裂纹体自动形成,模拟裂纹多自由度扩展的能力.通过多个典型的工程裂纹扩展模拟算例,说明该方法的精度、效率与通用性.

关键词：航空、航天推进系统三维裂纹扩展应力强度因子有限元风扇盘粉末高温合金

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管道内表面裂纹角度对裂纹扩展的影响分析

热加工工艺 2018年第8期47卷 40-43,48页

作者：王帅薛河崔英浩西安科技大学机械工程学院

压力管道内表面裂纹的扩展是管道断裂失效的主要形式之一。以AP1000型核电站一回路主管道为例,利用扩展有限元法（XFEM）建立了内压作用下的管道内表面裂纹扩展模型,分析了不同角度内表面裂纹的扩展情况。结果显示,裂纹扩展速率与内表... 详细信息

压力管道内表面裂纹的扩展是管道断裂失效的主要形式之一。以AP1000型核电站一回路主管道为例,利用扩展有限元法（XFEM）建立了内压作用下的管道内表面裂纹扩展模型,分析了不同角度内表面裂纹的扩展情况。结果显示,裂纹扩展速率与内表面裂纹和管道轴线方向的夹角有很大的关系,夹角在30°～60°间更易形成穿透裂纹。

关键词：压力管道扩展有限元法数值模拟三维裂纹扩展

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基于阿里云的四维弹簧模型并行运算性能

土木与环境工程学报（中英文） 2019年第3期41卷 1-10页

作者：赵高峰陈华天津大学建筑工程学院水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

四维弹簧模型(Four-Dimensional Lattice Spring Model,4D-LSM)是一种考虑额外维相互作用的新型离散数值计算方法。该方法用于岩石破坏分析需要消耗大量计算资源,不适合在普通个人电脑上运行。基于多核并行技术,在阿里云和多核工作站等... 详细信息

四维弹簧模型(Four-Dimensional Lattice Spring Model,4D-LSM)是一种考虑额外维相互作用的新型离散数值计算方法。该方法用于岩石破坏分析需要消耗大量计算资源,不适合在普通个人电脑上运行。基于多核并行技术,在阿里云和多核工作站等多种硬件环境下对4D-LSM的计算极限性能及瓶颈进行详细分析,主要研究了求解规模、求解类型、线程数、硬件配置等对4D-LSM求解效能的影响。研究发现,内存容量决定可计算的模型规模,弹性问题的计算时间与模型规模成正比,并行计算效率受CPU性能和内存带宽的共同影响。在不考虑经济因素的情况下,云计算在多核匹配和内存分配方面的灵活性特别适合于四维弹簧模型的并行计算分析。结果表明:基于阿里云的4D-LSM最大运算规模可以达到十亿单元,由于目前的瓶颈在于前后处理,4D-LSM目前的可分析规模仍然限制在两千万单元。最后,展示了采用极限规模的并行四维弹簧模型求解三维币形裂纹扩展的实际应用案例。

关键词：云计算四维弹簧模型并行计算三维裂纹扩展