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无限板孔边裂纹问题的高精度解析权函数解

航空学报 2018年第9期39卷 100-111页

作者：赵晓辰吴学仁童第华徐武陈勃胡本润中国航发北京航空材料研究院北京100095 上海交通大学航空航天学院上海200240

用Wu-Carlsson解析权函数法(WFM)求得了无限板孔边径向单裂纹和对称双裂纹的高精度解析权函数(WF)。分别用Shivakumar-Forman和Newman的解及基于复变函数泰勒级数展开的数值权函数WCTSE法结果,通过对相应格林函数(GF)的逐点比较验证了... 详细信息

用Wu-Carlsson解析权函数法(WFM)求得了无限板孔边径向单裂纹和对称双裂纹的高精度解析权函数(WF)。分别用Shivakumar-Forman和Newman的解及基于复变函数泰勒级数展开的数值权函数WCTSE法结果,通过对相应格林函数(GF)的逐点比较验证了本文解析权函数的精度。该权函数不但精度高,而且作为裂纹长度的连续函数,能够高效准确地求解任意长度(a/R≤2)裂纹在任意复杂载荷作用下的断裂力学关键参量;且孔边单/双裂纹问题的权函数的形式和推导方法完全相同。作为示例,用该解析权函数计算了孔边裂纹在裂纹嘴楔形载荷、裂纹面幂函数,以及圆孔冷挤压残余应力等多种载荷形式下的应力强度因子。

关键词：孔边裂纹权函数法格林函数应力强度因子裂纹张开位移

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薄板中孔边裂纹与独立裂纹的相互作用

深圳大学学报（理工版） 2009年第4期26卷 371-375页

作者：王险峰邢锋王卫仑隋莉莉长古部宣男深圳大学土木工程学院深圳518060 名古屋工业大学

研究有孔边裂纹与独立裂纹的薄板在远程受弯曲作用时的响应.利用叠加原理,将原问题转化为两个含有孔边裂纹的子问题,远程弯曲只存在于第一子问题.在第二子问题中,假定沿独立裂纹线的位置存在一个连续分布的角位错,使之在此处得到的面力... 详细信息

研究有孔边裂纹与独立裂纹的薄板在远程受弯曲作用时的响应.利用叠加原理,将原问题转化为两个含有孔边裂纹的子问题,远程弯曲只存在于第一子问题.在第二子问题中,假定沿独立裂纹线的位置存在一个连续分布的角位错,使之在此处得到的面力与第一子问题所得到的相抵消,形成自由表面的裂纹,通过基于点位错解的奇异积分方程得到连续分布位错的解.给出了板弯曲问题基于位错密度函数的应力强度因子的表达式,求得孔边裂纹及独立裂纹应力强度因子的数值解,考察了薄板在远程弯曲时方形孔边裂纹和线裂纹的应力强度因子变化.

关键词：薄板角位错孔边裂纹有理型的保角映射应力强度因子

桅杆结构纤绳连接拉耳孔边裂纹扩展形状变化特性研究

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地震工程与工程振动 2008年第6期28卷 200-205页

作者：瞿伟廉鲁丽君李明武汉理工大学道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室湖北武汉430070 淄博市规划设计研究院山东淄博255037

本文采用两自由度的裂纹扩展模型,以桅杆结构纤绳拉耳孔边裂纹前缘最深点和表面点的裂纹扩展增长量来追踪裂纹扩展。基于最小二乘法原理对通过有限元法所获得的各种裂纹形状所对应的裂纹前缘最深点和表面点的无因次形状因子进行多项式... 详细信息

本文采用两自由度的裂纹扩展模型,以桅杆结构纤绳拉耳孔边裂纹前缘最深点和表面点的裂纹扩展增长量来追踪裂纹扩展。基于最小二乘法原理对通过有限元法所获得的各种裂纹形状所对应的裂纹前缘最深点和表面点的无因次形状因子进行多项式曲线拟合,用拟合曲线上的值代替离散的无因次形状因子扩充插值数据库,采用拉格朗日插值法计算任意形状裂纹前缘最深点和表面点无因次形状因子,并计算得到确定裂纹扩展速率所需要的应力强度因子幅度。最后根据裂纹前缘最深点和表面点的裂纹扩展速率确定桅杆结构纤绳连接拉耳孔边裂纹的扩展特性。

关键词：孔边裂纹应力强度因子扩展速率最小二乘法扩展特性

椭圆孔边裂纹对SH波的散射及其动应力强度因子

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应用数学和力学 2004年第9期25卷 958-966页

作者：刘殿魁陈志刚哈尔滨工程大学建筑工程学院哈尔滨150001 暨南大学土木工程系广州510632

　采用复变函数和Green函数方法求解具有任意有限长度的椭圆孔边上的径向裂纹对SH波的散射和裂纹尖端处的动应力强度因子·　取含有半椭圆缺口的弹性半空间水平表面上任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时的位移解作为Green函数... 详细信息

　采用复变函数和Green函数方法求解具有任意有限长度的椭圆孔边上的径向裂纹对SH波的散射和裂纹尖端处的动应力强度因子·　取含有半椭圆缺口的弹性半空间水平表面上任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时的位移解作为Green函数,采用裂纹"切割"方法,并根据连续条件建立起问题的定解积分方程。

关键词：孔边裂纹 SH波散射 Green函数动应力强度因子(DSIF) 复变函数积分方程

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压电体内孔边裂纹的应力强度因子

力学季刊 2008年第2期29卷 205-209页

作者：王永健高存法南京航空航天大学航空宇航学院南京210016

本文研究含有Ⅲ型孔边裂纹压电弹性体的反平面问题。根据Muskhelishvili的数学弹性力学理论,并利用保角变换和Cauchy积分的方法,对含有圆孔孔边单裂纹和双裂纹的压电弹性体分别进行了分析。基于电不可穿透裂纹模型,得到了在反平面剪力... 详细信息

本文研究含有Ⅲ型孔边裂纹压电弹性体的反平面问题。根据Muskhelishvili的数学弹性力学理论,并利用保角变换和Cauchy积分的方法,对含有圆孔孔边单裂纹和双裂纹的压电弹性体分别进行了分析。基于电不可穿透裂纹模型,得到了在反平面剪力和面内电载荷的共同作用下裂纹尖端应力强度因子的解析解。最后,通过数值算例,讨论了应力强度因子随裂纹长度变化的规律。结果表明:应力强度因子随着裂纹和孔的相对尺寸的增加而增加,并且单边裂纹的应力强度因子要比双边裂纹的应力强度因子大。

关键词：压电材料孔边裂纹应力强度因子

补片形式对蒙皮复合材料孔边裂纹修复效果的影响

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兵器材料科学与工程 2024年第5期47卷 65-70页

作者：朱洪伟赵千惠田飞翔高奇玉王磊磊占小红中国直升机设计研究所天津300000 南京航空航天大学材料科学与技术学院江苏南京210016

针对蒙皮复合材料孔边裂纹,提出了共固化补片修复和预固化补片修复两种修复方式,并设计了与之适配的修复方案,研究了修复方式对试样抗拉强度恢复效果的影响,阐明了完好试样和各类修复试样的断裂失效机制。结果表明:相同补片尺寸下,预固... 详细信息

针对蒙皮复合材料孔边裂纹,提出了共固化补片修复和预固化补片修复两种修复方式,并设计了与之适配的修复方案,研究了修复方式对试样抗拉强度恢复效果的影响,阐明了完好试样和各类修复试样的断裂失效机制。结果表明:相同补片尺寸下,预固化补片修复试样的强度恢复率均高于共固化补片修复试样,预固化补片修复试样强度恢复率最高为81.9%,且试样断口平齐,补片与复合材料层压板之间的断裂机制为纤维纵向拉断;共固化补片修复试样强度恢复率最高为78.6%,主要断裂机制为复合材料层压板分层。证明了相比于共固化补片修复,预固化补片修复试样能够恢复更高的抗拉强度,为蒙皮复合材料修复提供了具体的工艺方案和理论基础。

关键词：复合材料裂纹修复强度恢复孔边裂纹

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拉伸圆孔板孔边裂纹应力强度因子解析解

科学技术与工程 2023年第9期23卷 3618-3625页

作者：经来旺肖起辉方旭张世翔经纬安徽理工大学土木建筑学院淮南232001

裂纹尖端应力强度因子是判断裂纹扩展和结构失效的重要标准,探究拉伸荷载下圆孔与裂纹相互作用的裂纹尖端应力强度因子对材料断裂准则和残余强度分析具有重要意义。基于叠加原理和弹性力学初始解,采用Westergaard应力函数求得单轴拉伸... 详细信息

裂纹尖端应力强度因子是判断裂纹扩展和结构失效的重要标准,探究拉伸荷载下圆孔与裂纹相互作用的裂纹尖端应力强度因子对材料断裂准则和残余强度分析具有重要意义。基于叠加原理和弹性力学初始解,采用Westergaard应力函数求得单轴拉伸圆孔板孔边裂纹应力强度因子的积分方程,使用切比雪夫多项式得到积分方程的近似解,运用Exponential函数对近似解修正得到裂纹尖端应力强度因子修正解;运用Abaqus对同一问题进行模拟分析并与修正解结果进行对比;分析了裂纹尺寸、圆孔半径、裂纹位置角以及裂纹倾角对裂纹尖端应力强度因子的影响。结果表明:修正解与Abaqus模拟解基本吻合;应力强度因子随裂纹尺寸和圆孔半径增大而增大,随裂纹位置角和裂纹倾角增大而减小。

关键词：孔边裂纹应力强度因子叠加原理 Westergaard应力函数切比雪夫多项式

基于不同修复方式的2A12铝合金板孔边裂纹损伤修复件拉伸性能研究

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精密成形工程 2024年第12期16卷 133-142页

作者：李宇珩卜珩倡朱洪伟关肖虎高奇玉占小红南京航空航天大学材料科学与技术学院南京211106 中国直升机设计研究所江西景德镇333001

目的研究含孔边裂纹损伤的铝合金板在典型修复方式下的性能恢复程度,并分析孔边裂纹长度对胶铆接修复效果的影响,为铝合金孔边裂纹损伤的高质量修复提供数据支撑。方法采用胶接、铆接和胶铆接3类典型抢修方式对铝合金孔边裂纹损伤开展... 详细信息

目的研究含孔边裂纹损伤的铝合金板在典型修复方式下的性能恢复程度,并分析孔边裂纹长度对胶铆接修复效果的影响,为铝合金孔边裂纹损伤的高质量修复提供数据支撑。方法采用胶接、铆接和胶铆接3类典型抢修方式对铝合金孔边裂纹损伤开展修复试验,并制备含不同长度孔边裂纹的铝合金板,研究孔边裂纹长度对胶铆接修复件性能的影响规律,并采用拉伸测试评估损伤件修复后性能恢复程度。结果对含孔边裂纹的铝合金板修复而言,胶铆接修复件的强塑性明显优于胶接修复件及铆接修复件,最大断裂载荷达到6179 N,伸长率提升至3.05%。随裂纹长度增加,含孔边裂纹的铝合金胶铆接修复件性能恢复程度逐渐降低。基于力学测试结果分析,修复件失效形式主要包括胶层界面破坏、补片破坏及基板破坏。当裂纹长度大于15 mm时,修复件的失效形式由基板破坏转变为混合破坏(孔边裂纹两端基板破坏及补片破坏)。结论对于含10 mm孔边裂纹铝合金板而言,胶铆接修复件最大断裂载荷恢复至完好构件的72.23%,这表明胶铆接可以较好地实现含孔边裂纹铝合金板的修复。此外,针对铝合金板不同长度的孔边裂纹损伤,修复件在同种胶铆接修复工艺下的失效形式有所不同,故针对铝合金板不同长度的孔边裂纹损伤,需要定制和开发相应的修复工艺。

关键词：孔边裂纹铆接损伤修复胶铆接拉伸强度

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钢板孔边裂纹的形成及解决办法

中国修船 1999年第5期12卷 10-11,24页

作者：刘义武汉船舶职业技术学院

对钢板挖孔后，不同位置处孔周边的应力分布、裂纹形成的原因进行了详细的计算和分析，并由此找出具体解决问题的方案。

关键词：钢板孔边裂纹应力分析船用钢板