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岩性对i型裂纹定向扩展规律影响的试验研究

Journal of Central South University 2023年第10期30卷 3322-3334页

作者：陈玏昕郭伟耀蒋宇静谭彦张悦颖卢丹韩飞 College of Energy and Mining Engineering Shandong University of Science and TechnologyQingdao 266590China Graduate School of Engineering Nagasaki UniversityNagasaki 852-8521Japan Research Center for Rockburst Prevention and Control Shandong Energy Group Co.Ltd.Jinan 250014China

为揭示岩性对岩石i型裂纹定向扩展的影响规律,采用一种简易裂纹定向扩展装置开展白砂岩、灰砂岩和大理岩3类典型岩石加载试验,研究不同类型岩石i型裂纹定向扩展过程中变形场及声发射演化特征,探讨岩性影响下i型裂纹扩展机制。研究结果表... 详细信息

为揭示岩性对岩石i型裂纹定向扩展的影响规律,采用一种简易裂纹定向扩展装置开展白砂岩、灰砂岩和大理岩3类典型岩石加载试验,研究不同类型岩石i型裂纹定向扩展过程中变形场及声发射演化特征,探讨岩性影响下i型裂纹扩展机制。研究结果表明:白砂岩峰后荷载曲线呈平缓降低趋势,而大理岩和灰砂岩峰后曲线则呈陡降趋势,且其断面平整度高于白砂岩的,脆性断裂特征更为显著;根据水平位移场演化规律,可将岩石i型裂纹扩展过程划分为弹性变形、微裂纹集结成核和裂纹起裂扩展3个阶段,而白砂岩进入微裂纹集结成核阶段则远早于大理岩和灰砂岩;岩石i型裂纹扩展全过程中声发射演化可划分为平静期、活跃期、突增期和回落期4个阶段,其中白砂岩的平静期、活跃期及突增期持续时间短、回落期持续时间长,而大理岩和灰砂岩则与之相反;岩石i型裂纹扩展的本质是断裂过程区孕育过程,由于白砂岩断裂过程区长度大于大理岩和灰砂岩的,造成其裂纹定向扩展速度及稳定程度均低于其他两类岩石。

关键词：岩性 i型裂纹数字图像位移场声发射扩展机制

爆炸载荷下i型裂纹动态断裂韧度测试方法初探

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岩石力学与工程学报 2015年第S1期34卷 2767-2772页

作者：徐文涛朱哲明曾利刚四川大学建筑与环境学院四川成都610065

爆破是岩土工程中广泛采用的掘进方法,岩石在爆炸载荷下的断裂特性是岩石动力学的核心问题之一。利用雷管和带裂纹的水泥砂浆试样进行爆破试验研究,采用试验–数值方法确定试样的动态断裂韧度。通过试验得到的应变信号来确定试样承受的... 详细信息

爆破是岩土工程中广泛采用的掘进方法,岩石在爆炸载荷下的断裂特性是岩石动力学的核心问题之一。利用雷管和带裂纹的水泥砂浆试样进行爆破试验研究,采用试验–数值方法确定试样的动态断裂韧度。通过试验得到的应变信号来确定试样承受的荷载及裂纹起裂的时间,将得到的时程曲线输入有限元程序ANSYS,利用1/4节点单元计算裂尖的近场位移,进而使用位移外推法求得试样i型动态断裂应力强度因子的时程曲线。裂纹起裂时刻对应的应力强度因子值即为材料的动态断裂韧度,从而给出了在爆炸载荷下i型裂纹的动态断裂韧度测试新方法。

关键词：岩石力学 i型裂纹动态断裂韧度爆炸载荷测试方法

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各向异性板i型裂纹尖端的J-积分

华北工学院学报 2003年第5期24卷 327-329页

作者：张雪霞杨维阳赵文彬太原重型机械学院应用数学系山西太原030024

　采用复变函数方法,通过将裂纹尖端的应力和位移代入J-积分的一般公式,推出了各向异性纤维复合材料单层板i型裂纹尖端J-积分的复形式-复变函数积分的实部,证明了该J-积分的路径无关性,得到了它的具体计算公式.

关键词： J-积分复变函数方法各向异性纤维复合材料 i型裂纹

680燃气轮机拉杆转子轴系临界转速及i型裂纹尖端塑性区的屏蔽效应

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680燃气轮机拉杆转子轴系临界转速及I型裂纹尖端塑性区的屏蔽效应

作者：朱平平上海交通大学

学位级别：硕士

临界转速是汽轮机和燃气轮机发电机组轴系的重要技术指标,它的准确计算是至关重要的。上海汽轮机有限公司的SiEMENS燃气轮机转子的结构特点是多级轮盘采用轴向拉杆预紧的端齿连接。本文第一部分建立拉杆转子轴系振动计算模型,采用有限... 详细信息

临界转速是汽轮机和燃气轮机发电机组轴系的重要技术指标,它的准确计算是至关重要的。上海汽轮机有限公司的SiEMENS燃气轮机转子的结构特点是多级轮盘采用轴向拉杆预紧的端齿连接。本文第一部分建立拉杆转子轴系振动计算模型,采用有限元法计算转子的临界转速与轮盘齿间接触特性、预紧力和转速的关系,为680燃机转子的轴系振动特性分析,故障诊断和安全运行提供依据。本文第二部分根据Eshelby等效夹杂理论,证明裂纹尖端的塑性变形区在力学上可以等同于一个相变夹杂。因此,塑性区的对裂尖场的屏蔽效应可以通过现有的相变增韧理论来定量计算。本文获得小范围屈服条件下,平面应力和平面应变状态时i型裂纹尖端塑性区对裂纹尖端应力强度因子影响的近似解。通过本文解,可以确定裂尖塑性变形时材料的硬化行为,应力状态和T应力对裂尖应力强度因子的影响。最后证明,本文建立的方法可用于求解材料中空洞和气泡对裂尖应力强度因子的影响。

关键词：临界转速预紧力 i型裂纹应力强度因子 Eshelby等效夹杂理论相变增韧

承受双向等拉应力的平面应变i型裂纹线弹性断裂的i_(1)准则与K准则一致性分析

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材料开发与应用 2023年第1期38卷 1-8页

作者：薛钢中国船舶集团有限公司第七二五研究所河南洛阳471023

采用线弹性有限元方法计算了承受双向等拉应力的平面应变i型裂纹的应力场,分析了裂纹尖端各应力分量间的关系,拟合了各非零应力分量关于裂纹半长度a和裂纹尖端最小网格尺寸l1的函数,分析了应力第一不变量i_(1)与应力场强度因子Ki的相关... 详细信息

采用线弹性有限元方法计算了承受双向等拉应力的平面应变i型裂纹的应力场,分析了裂纹尖端各应力分量间的关系,拟合了各非零应力分量关于裂纹半长度a和裂纹尖端最小网格尺寸l1的函数,分析了应力第一不变量i_(1)与应力场强度因子Ki的相关性。结果表明,裂纹尖端各非零应力分量间存在稳定的比例关系;各非零应力分量值和加载应力的比值与裂纹半长度a的1/2次幂呈正比例关系、与裂纹尖端最小网格尺寸l1的1/2次幂呈反比例关系;相同最小网格尺寸条件下,裂纹尖端的应力第一不变量与应力场强度因子的比值l1/Ki为与加载应力和裂纹长度无关的常数,证明了承受双向等拉应力的平面应变i型裂纹线弹性断裂的i_(1)准则与K准则具有一致性。

关键词： i型裂纹线弹性断裂 i_(1)断裂准则 K准则

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浅谈含i型裂纹对焊接接头形状因子的影响

中国材料科技与设备 2014年第6期10卷 57-59页

作者：吴庭翱海军舰船材料工程办公室北京100036

为提高含缺陷对接接头的承载能力和准确的评定其安全性，对焊缝含i型中心裂纹和i型单边裂纹的对接接头，采用数值模拟方法，基于断裂力学原理，研究了焊缝余高高度和盖面焊道宽度对焊缝含i型中心裂纹和i型单边裂纹对接接头形状因子的影... 详细信息

为提高含缺陷对接接头的承载能力和准确的评定其安全性，对焊缝含i型中心裂纹和i型单边裂纹的对接接头，采用数值模拟方法，基于断裂力学原理，研究了焊缝余高高度和盖面焊道宽度对焊缝含i型中心裂纹和i型单边裂纹对接接头形状因子的影响。结果表明，焊缝余高高度对焊缝含i型中心裂纹和i型单边裂纹对接接头形状因子影响最为显著，盖面焊道宽度的影响次之。焊缝合i型中心裂纹和i型单边裂纹对接接头设计时，采用传统的不考虑余高形状影响时的形状因子表达式计算是不合理的。选择合适的焊缝余高高度和盖面焊道宽度可以提高焊缝含i型中心裂纹和i型单边裂纹对接接头的承栽能力。

关键词：对接接头接头形状参数 i型裂纹形状因子

Z-pinned复合材料层板i型裂纹的疲劳扩展

维普期刊数据库评论

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Z-pinned复合材料层板I型裂纹的疲劳扩展

均匀热流作用下含裂纹板i型温度应力强度因子的解析解

第十四届全国复合材料学术会议

作者：张阿盈 Mai Yiuwing 中国飞机强度研究所 Centre for Advanced Materials Technology School of AerospaceMechanical and Mechatronic Engineering J07University of SydneySydneyNSW 2006Australia

用模拟计算的方法研究z-pin增强复合材料DCB层板Ⅰ型裂纹的疲劳扩展问题。在理论模型中,将z-pin简化为一系列施加在DCB层板上的外力,这些力在裂纹扩展中对裂纹提供桥接力。基于试验观察,桥接力随疲劳载荷的衰减规律可假设为一个分段的... 详细信息

用模拟计算的方法研究z-pin增强复合材料DCB层板Ⅰ型裂纹的疲劳扩展问题。在理论模型中,将z-pin简化为一系列施加在DCB层板上的外力,这些力在裂纹扩展中对裂纹提供桥接力。基于试验观察,桥接力随疲劳载荷的衰减规律可假设为一个分段的幂函数。用一个指数函数表示复合材料DCB层板疲劳断裂韧性与疲劳循环次数的关系,并将此作为裂纹扩展的判据。模拟计算表明,无论是位移控制模式还是载荷控制模式,z-pin可以有效地降低分层扩展速率。本文还就z-pin密度,z-pin大小等参数进行了分析研究。

关键词： Z-pinned双悬臂梁 Z-pin桥接力 i型裂纹疲劳裂纹扩展速率

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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工程力学 2012年第2期29卷 39-44页

作者：陈星烨唐雪松长沙理工大学土木与建筑学院长沙410114

研究一种新的温度边值问题。含中心裂纹无限大板受远场均匀热流作用,热流密度方向与裂纹有一夹角。当裂纹面上维持一恒定温差时,采用复变函数理论,得出了温度场、温度应力场与位移场的解析解。利用位移单值条件,确定出温度应力强度因子... 详细信息

研究一种新的温度边值问题。含中心裂纹无限大板受远场均匀热流作用,热流密度方向与裂纹有一夹角。当裂纹面上维持一恒定温差时,采用复变函数理论,得出了温度场、温度应力场与位移场的解析解。利用位移单值条件,确定出温度应力强度因子的解析表达式。针对铝合金LY12材料进行了相应数值计算,分析了热流密度大小与方向对温度分布与温度应力强度因子的影响。研究表明:该文给定的温度边界条件下,只产生i型温度应力强度因子,不产生ii型温度应力强度因子。温度应力场取决于热流密度沿裂纹方向的分量,垂直于裂纹方向的分量对温度应力场没有影响。

关键词：热弹性力学复变函数解法 i型裂纹温度应力强度因子解析解

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爆炸载荷下Ⅰ型裂纹的起裂及扩展规律研究

岩石力学与工程学报 2018年第2期37卷 392-402页

作者：刘瑞峰朱哲明李盟刘邦四川大学深地科学与工程教育部重点实验室四川成都610065 四川大学建筑与环境学院四川成都610065

为了研究爆炸载荷作用下i型裂纹的断裂韧度参数及扩展规律,首次将裂纹扩展计(crack propagation gauge,CPG)和内部单裂纹圆盘(single internal crack circular disc,SiCCD)试件引入到爆炸载荷下的韧度测试中。试验采用了大尺寸PMMA试件... 详细信息

为了研究爆炸载荷作用下i型裂纹的断裂韧度参数及扩展规律,首次将裂纹扩展计(crack propagation gauge,CPG)和内部单裂纹圆盘(single internal crack circular disc,SiCCD)试件引入到爆炸载荷下的韧度测试中。试验采用了大尺寸PMMA试件和示波器、超动态应变仪搭接的测试系统,并利用动态有限差分软件AUTODYN和有限元软件ABAQUS建立数值计算模型,通过试验–数值法得出i型裂纹的裂纹扩展速度、动态起裂韧度、扩展韧度及止裂韧度等断裂参数。试验结果表明:(1)预制裂纹在扩展过程中,扩展路径出现拐点时,会产生明显的止裂现象,当裂纹再次起裂时,速度会明显上升。(2)CPG能够更加精准地监测裂纹的扩展规律,结合试验–数值法能够很好地计算出裂纹的起裂韧度等动态参数,为爆炸试验断裂参数的获取提供了一种新型的测试方法。(3)初步的分析表明爆炸载荷下动态止裂韧度要大于动态起裂韧度和动态扩展韧度。

关键词：岩石力学 i型裂纹爆炸载荷起裂韧度扩展韧度止裂韧度