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基于权函数的有限板边缘裂纹疲劳扩展剩余寿命研究

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装备制造技术 2024年第4期 60-64页

作者：杨智棠广西机电技师学院广西柳州545005

裂纹是各类工程或机械制造常见的一种缺陷,给设备安全带来重大隐患。针对裂纹在复杂载荷情况下扩展寿命难以准确预测的问题,提出了一种基于权函数的有限板裂纹疲劳扩展的剩余寿命预测模型。首先,引入权函数作为求解影响裂纹扩展速度的... 详细信息

裂纹是各类工程或机械制造常见的一种缺陷,给设备安全带来重大隐患。针对裂纹在复杂载荷情况下扩展寿命难以准确预测的问题,提出了一种基于权函数的有限板裂纹疲劳扩展的剩余寿命预测模型。首先,引入权函数作为求解影响裂纹扩展速度的应力强度因子,采用Glinka-Shen权函数作为权函数多项式的构建模式,在多项式中选择三个待定系数建立四项多项式。然后利用均布载荷、一次载荷、二次载荷三种载荷作用下的参考应力强度因子,分别与基于权函数应力强度因子的计算式建立等式方程,得到待定系数的三元方程组,通过求解方程组获得三个待定系数值。其次,根据获得的三个待定系数值建立权函数表达式,并基于该权函数实现裂纹在不同长度上的应力强度因子求解,通过对比分析发现,基于权函数的应力强度因子与通用参考通用应力强度因子相吻合,误差在3%之内。最后,根据基于权函数的应力强度因子计算方法,结合通用的裂纹扩展模型Paris公式,求解出有限板裂纹疲劳扩展的在不同裂纹尺寸阶段时的扩展剩余寿命。结果表明,权函数的有限板裂纹疲劳扩展剩余寿命和通用应力强度因子相比,误差在5%之内。

关键词：权函数有限板边缘裂纹应力强度因子扩展剩余寿命

考虑裂纹面摩擦的有限多裂纹板的应力强度因子解析与数值方法

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机械强度 2012年第2期34卷 282-286页

作者：林谋金吕大立陈金瑞王晓春四川大学建筑与环境学院成都610065 中国海洋大学海洋环境学院青岛266100

对在双轴压缩作用下,考虑裂纹面间摩擦力的无限大板中双裂纹与单裂纹的应力强度因子解析解进行对比分析。结果表明,裂纹面间的摩擦力对多裂纹应力强度因子的修正系数是没有影响的,只对有效剪应力产生影响。以无限板周期裂纹的解为例,将... 详细信息

对在双轴压缩作用下,考虑裂纹面间摩擦力的无限大板中双裂纹与单裂纹的应力强度因子解析解进行对比分析。结果表明,裂纹面间的摩擦力对多裂纹应力强度因子的修正系数是没有影响的,只对有效剪应力产生影响。以无限板周期裂纹的解为例,将该解析解作为有限板共线多裂纹应力强度因子的近似理论解,运用有限元数值计算有限板共线双裂纹的应力强度因子,并将其结果与近似理论解进行对比分析。计算结果表明,有限板共线双裂纹应力强度因子的近似理论解与通过有限元法计算得到的数值解基本吻合,验证裂纹面间摩擦力对应力强度因子的修正系数没有影响,裂纹面间无摩擦力时多裂纹相互影响引起的修正系数可以作为考虑裂纹面间摩擦力时的修正系数。

关键词：应力强度因子有限板双轴压缩共线多裂纹裂纹表面摩擦力修正系数

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界面裂纹问题中的弹性T项和应力强度因子

力学学报 2003年第1期35卷 95-99页

作者：师俊平莫宵依刘协会西安理工大学工程力学系西安710048

研究两相材料有限板含单边界面裂纹的断裂力学特性,对不同的材料组合用广义变分法分析了不同尺寸试件和裂纹长度下的应力强度因子和弹性T项,讨论了材料特性对应力强度因子和弹性T项的作用.分析了试件尺寸和裂纹长度对应力强度因子和弹性... 详细信息

研究两相材料有限板含单边界面裂纹的断裂力学特性,对不同的材料组合用广义变分法分析了不同尺寸试件和裂纹长度下的应力强度因子和弹性T项,讨论了材料特性对应力强度因子和弹性T项的作用.分析了试件尺寸和裂纹长度对应力强度因子和弹性T项的影响.

关键词：界面裂纹问题弹性T项应力强度因子两相材料断裂力学广义变分法有限板

Elastic-plastic analytical solution for centric crack loaded by two pairs of point shear forces in finite plate

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中国有色金属学会会刊：英文版 2006年第5期16卷 1009-1014页

作者：周小平凌同华 School of Civil Engineering Chongqing University School of Highway Changsha University of Science and Technology

The near crack line analysis method was used to investigate a centric crack loaded by two pairs of point shear forces in a finite plate, and the analytical solution was obtained. The solution includes the unit normal vector of the elastic-plastic boundary near the crack line, the elastic-plastic stress fields near the crack line, the variations of the length of the plastic zone along the crack line with an external load, and the bearing capacity of a finite plate with a centric crack loaded by two pairs of point shear forces. The results are sufficiently precise near the crack line because the assumptions of small scale yielding theory have not been made and no other assumptions are taken.

关键词：剪切力有限板中心裂纹弹塑性分析

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各向异性板的导纳研究

各向异性板的导纳研究

作者：曾定康华中科技大学

学位级别：硕士

导纳反映了结构在外部激励作用下的速度响应,它是用于求解结构中振动传播和能量传递问题的一个重要工具。目前在工程上各向异性结构中的振动和能量问题越来越多,然而对各向异性结构导纳的研究还不充分,而各向异性加筋板作为一个典型的... 详细信息

导纳反映了结构在外部激励作用下的速度响应,它是用于求解结构中振动传播和能量传递问题的一个重要工具。目前在工程上各向异性结构中的振动和能量问题越来越多,然而对各向异性结构导纳的研究还不充分,而各向异性加筋板作为一个典型的结构单元,其导纳研究也有待完善。因此,本文基于理论计算和数值分析深入研究了各向异性板的弹性常数、边界条件以及加筋状态等对其导纳的影响。首先,归纳了现有的关于导纳的理论计算,介绍了各向同性板和各向异性板的波动方程,并基于此给出了各向同性板的点、面导纳以及正交各向异性无限板点导纳的计算公式。然后,建立了各向异性板导纳研究的有限元模型,研究了板的尺寸、激励面积、边界条件和板的不同弹性常数对结构导纳的影响。研究发现增加激励面积和减小板的弹性模量都会使点、面导纳差异变大,正交各向异性板的剪切模量对板振动特性的影响远小于弹性模量,加大板的面积有利于缩减导纳的波动范围,边界条件对板减振性能的影响较小。最后,建立了各向异性加筋板导纳研究的有限元模型,研究了加筋方向、加筋位置、筋截面尺寸以及加筋数量对结构导纳的影响。研究结果表明加筋方向对点导纳影响较小,对面导纳影响较大,具体影响视板在加筋方向的弹性模量与筋的弹性模量之比而定;距离加筋位置越远的区域受加筋效果影响越小;筋截面的高度比宽度对加筋板振动特性的影响更大;相比于单加筋,平行双加筋可以进一步提升结构的减振性能,而交叉双加筋只能在高频阶段降低结构的面导纳。本文的研究成果为各向异性加筋板的工程设计提供了参考,为进一步研究各向异性板的振动特性打下了坚实的基础。

关键词：各向异性导纳加筋板有限元有限板

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表面裂纹应力强度因子工程计算方法

北京航空航天大学学报 1985年第3期 9-22页

作者：郦正能

本文通过对表面裂纹应力强度因子计算和工程应用,提出一种工程上适用的计算方法。此方法可适用于拉伸载荷、弯曲载荷和拉弯组合载荷作用下有限板上的表面裂纹。表面裂纹的深度和板厚比为0.1～0.9;深度和长度比为0.7～2.0。同时考虑了有... 详细信息

本文通过对表面裂纹应力强度因子计算和工程应用,提出一种工程上适用的计算方法。此方法可适用于拉伸载荷、弯曲载荷和拉弯组合载荷作用下有限板上的表面裂纹。表面裂纹的深度和板厚比为0.1～0.9;深度和长度比为0.7～2.0。同时考虑了有限宽度对应力强度因子的影响。

关键词：应力强度因子计算公式有限板力学因子表面裂纹表面缺陷修正系数计算方法

半椭圆表面裂纹表面张开位移的研究与自由表面影响系数的测定

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大连理工大学学报 1981年第S1期 97-106页

作者：杨芳毓大连工学院压力容器断裂疲劳科研组

表面裂纹问题的二维笥，使至今对它的梢确解问题仍未解决，因此必须采用各种近似计算方法求取半椭圆表面裂纹的应力强度因子ＫＩ和自由表面影响系数Ｆ．可是所得值间存在重大差异，而这些差异的原因现在尚不很清楚．本文提出了一个... 详细信息

表面裂纹问题的二维笥，使至今对它的梢确解问题仍未解决，因此必须采用各种近似计算方法求取半椭圆表面裂纹的应力强度因子ＫＩ和自由表面影响系数Ｆ．可是所得值间存在重大差异，而这些差异的原因现在尚不很清楚．本文提出了一个研究有限板的表面裂纹张开位移及自由在面影响系数的实验方法。精确测出表面裂纹中心的张开位移（ＳＣＯＤ）值，利用所提出的公式，表面裂纹的Ｆ和ＫＩ就很易求出。文中列出本方法所得的Ｆ实验值与另外几种近似计算方法的Ｆ计算值，并作了对比和讨论。这种实验测定Ｆ值方法的进一步研究，有希望作为各种近似计算法的评价依据。

关键词：自由表面实验值计算值表面缺陷表面裂纹张开位移力学因子应力强度因子椭圆裂纹有限板影响系数 SCOD

第二章断裂力学的基本理论第十节常用应力强度因子表

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理化检验通讯(物理分册) 1978年第3期 42-49页

作者：凌树森上海材料研究所三室力学组

在应用线弹性断裂力学进行结构或零部件的脆断分析时,需要利用判据KⅠ=KⅠC。这就需要知道带裂纹结构或零部件在不同受力情况下的KⅠ（或KⅡ,KⅢ）表达式;同时需要利用一定的试样（予制疲劳裂纹）测定材料的KⅠC(或KⅡC,KⅢC),这些带裂... 详细信息

在应用线弹性断裂力学进行结构或零部件的脆断分析时,需要利用判据KⅠ=KⅠC。这就需要知道带裂纹结构或零部件在不同受力情况下的KⅠ（或KⅡ,KⅢ）表达式;同时需要利用一定的试样（予制疲劳裂纹）测定材料的KⅠC(或KⅡC,KⅢC),这些带裂纹试样的KⅠ（或KⅡ,KⅢ）表达式也需要事先知道。因此,在这一节里,我们就收集了一些常用的应力强度因子表达式,供给搞结构强度分析、材料强度和韧性分析以及断裂韧性测试的同志参考。我们把收集的K表达式分为以下四大类: 1.无限板和无限体内具有不同裂纹几何,受不同的应力（或载荷）时的KⅠ;

关键词：应力强度因子集中力表达式结构力学因子单位厚度裂纹尖端有限板

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各向异性体平面问题边界元法

计算结构力学及其应用 1988年第1期 47-58页

作者：文丕华中南工业大学

本文对各向异性体平面问题采用叠加原理,建立了Fredholm第二类积分力程组,解决了各向异性体应力边值和多连通域问题,通过对方程的数值求解,获得了各向异性矩形板含圆形孔口和无限大平面含双圆孔问题的数值解,可供参考。

关键词：平面问题边界元法边界元素法数值分析积分方程组各向异性体非均质体周向应力有限板