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有效应力强度因子范围门槛值与载荷比关系的研究(英文) 被引量:7
1
作者 王一飞 王燕舞 +2 位作者 吴晓源 崔维成 黄小平 《船舶力学》 EI 北大核心 2008年第3期440-453,共14页
不同载荷比下的有效应力强度因子范围门槛值△Keff.th往往被看作一个常数,然而疲劳实验数据结果通常散落在一个较窄的带宽范围内,而不是所期望的一条曲线。另外,基于改进的McEvily模型对△Keff.th进行的灵敏度分析表明△Keff.th对疲劳... 不同载荷比下的有效应力强度因子范围门槛值△Keff.th往往被看作一个常数,然而疲劳实验数据结果通常散落在一个较窄的带宽范围内,而不是所期望的一条曲线。另外,基于改进的McEvily模型对△Keff.th进行的灵敏度分析表明△Keff.th对疲劳裂纹扩展率具有重要的影响,尤其是在占有大部分疲劳裂纹扩展寿命的近门槛值区域。因此,文章认为不同应力比下的△Keff.th为变量,并且通过三个方面对△Keff.th与应力比R的关系进行了深入的研究:(a)Schmidt和Paris提出的一个关于△Keff.th的简化模型和相应的试验数据;(b)基于传统的裂纹完全闭合概念的△Keff.th试验数据;(c)基于裂纹局部闭合模型的△Keff.th,p试验数据。分析结果表明,在应力比低于临界应力比时,随着应力比的增加,有效应力强度因子范围门槛值也相应增加;而应力比高于临界应力比时,有效应力强度因子范围门槛值随应力比的增加而减小。另外,通过对试验数据的曲线拟合分析表明,Lorentz分布能很好地描述相应的试验数据。 展开更多
关键词 疲劳裂纹扩展 灵敏度分析 裂纹闭合 有效应力强度因子范围门槛值 载荷比
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有效应力强度因子幅值计算模型的验证 被引量:2
2
作者 韩芸 黄小平 崔维成 《船舶力学》 EI 北大核心 2005年第5期97-104,共8页
裂纹闭合效应在金属疲劳中有着十分重要的作用,裂纹闭合概念已经用于解释变幅载荷作用下的裂纹扩展问题,已提出了许多基于裂纹闭合概念的有效应力强度因子计算模型。黄等人在Newm an模型的基础上,提出了考虑因素更全面且便于应用的有效... 裂纹闭合效应在金属疲劳中有着十分重要的作用,裂纹闭合概念已经用于解释变幅载荷作用下的裂纹扩展问题,已提出了许多基于裂纹闭合概念的有效应力强度因子计算模型。黄等人在Newm an模型的基础上,提出了考虑因素更全面且便于应用的有效应力强度因子幅计算模型以及变幅载荷下工程结构疲劳寿命预测模型。为了验证该模型对不同材料的有效性和适应性,收集了一些相关的试验数据,和该模型的预测结果对比发现该模型的预测结果和试验数据符合得很好。对几种钢、铝合金和钛合金材料在不同应力比下的裂纹扩展速率数据用该模型转换成用有效应力强度因子表示的裂纹扩展速率,结果表明由有效应力强度因子幅表示的扩展速率将不同应力比下较分散的裂纹扩展率数据集中在一个很小的分散带内,同时得到了有参考价值的的一些结论。 展开更多
关键词 裂纹张开比 应力 有效应力强度因子 裂纹扩展速率
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20Cr结构钢疲劳裂纹扩展的应力强度因子范围及有效应力强度因子范围的计算
3
作者 杨秀清 钟蜀晖 《贵州工业大学学报(自然科学版)》 CAS 2006年第6期18-21,共4页
计算了20Cr结构钢疲劳长裂纹和疲劳小裂纹扩展的应力强度因子范围ΔK、有效应力强度因子范围ΔKeff,并建立了da/dN-ΔK和da/dN-ΔKeff的关系。结果表明裂纹闭合是导致长裂纹在不同应力比R时的裂纹扩展规律差异的主要原因,但它可能不是... 计算了20Cr结构钢疲劳长裂纹和疲劳小裂纹扩展的应力强度因子范围ΔK、有效应力强度因子范围ΔKeff,并建立了da/dN-ΔK和da/dN-ΔKeff的关系。结果表明裂纹闭合是导致长裂纹在不同应力比R时的裂纹扩展规律差异的主要原因,但它可能不是引起小裂纹、长裂纹的扩展差异的主要因素。 展开更多
关键词 小裂纹 长裂纹 应力强度因子范围 有效应力强度因子范围 裂纹闭合
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钝裂纹发射位错后的应力分布及有效应力强度因子 被引量:1
4
作者 钱才富 乔利杰 褚武扬 《中国科学(E辑)》 CSCD 2000年第6期497-504,共8页
获得了狭椭圆孔周围刃位错及其像位错应力场的解析解 ,在此基础上计算了Ⅰ型钝裂纹 (椭圆型 )在恒载荷下发射位错达到平衡后的应力分布及有效应力强度因子 .结果表明 ,位错发射达到平衡后会形成无位错区 (DFZ) ,除了钝裂纹顶端存在一个... 获得了狭椭圆孔周围刃位错及其像位错应力场的解析解 ,在此基础上计算了Ⅰ型钝裂纹 (椭圆型 )在恒载荷下发射位错达到平衡后的应力分布及有效应力强度因子 .结果表明 ,位错发射达到平衡后会形成无位错区 (DFZ) ,除了钝裂纹顶端存在一个应力峰值外 ,在DFZ内存在第 2个应力峰值 ;随着外加应力强度因子 (KⅠa)或材料摩擦力τf 的增大 ,DFZ的尺寸变小 ,裂尖应力峰值不断下降 ,而DFZ内的应力峰值以及裂尖有效应力强度因子KⅠf却不断增大 .当KⅠa或τf 较小时 ,裂尖应力峰最高 ;当KⅠa或τf 较高时 ,DFZ内的应力峰最高 .由于位错的屏蔽作用 ,屏蔽比KⅠa/KⅠf随KⅠa的升高而增大 。 展开更多
关键词 钝化裂纹 位错发射 应力分布 有效应力强度因子 金属材料 裂尖 应力峰值 屏蔽比 位错分布
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小范围屈服条件下的应力强度因子
5
作者 方珍明 韩东 《科技经济市场》 2006年第12期288-,共1页
介绍了求解平面I型裂纹小范围屈服条件下有效应力强度因子的迭代法,在此基础上编写程序,计算出不同荷载试样的应力强度因子;结果表明:在文中所述的小范围屈服条件下,应力强度因子的迭代求解是收敛的。另外,本文还采用有限元法计算了小... 介绍了求解平面I型裂纹小范围屈服条件下有效应力强度因子的迭代法,在此基础上编写程序,计算出不同荷载试样的应力强度因子;结果表明:在文中所述的小范围屈服条件下,应力强度因子的迭代求解是收敛的。另外,本文还采用有限元法计算了小范围屈服条件下试件的塑性区尺寸、应力强度因子,结果表明数值解和理论解结合的比较好。 展开更多
关键词 断裂力学 有限元法 有效应力强度因子
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应力比对ST12低碳钢疲劳裂纹扩展速率的影响 被引量:3
6
作者 刘虎 龚宇 +1 位作者 张超 康宏彬 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期25-27,32,共4页
在不同应力比(R=0.2,-0.3,-1)下对ST12低碳钢板进行疲劳裂纹扩展速率测试,采用Newman裂纹闭合模型分析得到了以有效应力强度因子范围进行表征的裂纹扩展速率曲线。结果表明:不同应力比下ST12低碳钢板的疲劳裂纹扩展速率均随着裂纹长度... 在不同应力比(R=0.2,-0.3,-1)下对ST12低碳钢板进行疲劳裂纹扩展速率测试,采用Newman裂纹闭合模型分析得到了以有效应力强度因子范围进行表征的裂纹扩展速率曲线。结果表明:不同应力比下ST12低碳钢板的疲劳裂纹扩展速率均随着裂纹长度的增加而增大;当应力强度因子范围一定时,裂纹扩展速率随着应力比的增加而增大;ST12低碳钢断裂时的应力强度因子范围随着应力比的增加而降低;以有效应力强度因子范围表征裂纹扩展速率时,不同应力比下的裂纹扩展速率曲线基本一致,裂纹闭合是导致不同应力比下裂纹扩展速率差异的主要原因。 展开更多
关键词 ST12低碳钢板 裂纹扩展 裂纹闭合 有效应力强度因子范围
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变幅载荷作用下焊接接头疲劳寿命预测方法 被引量:15
7
作者 黄小平 韩芸 +2 位作者 崔维成 万正权 卞如冈 《船舶力学》 EI 北大核心 2005年第1期89-97,共9页
船舶与海洋结构物在其服役过程中受到波浪等载荷的交变作用而引起结构的疲劳损伤。检测结果表明船舶及海洋结构的疲劳热点部位大多数是在构件相互连接的焊缝焊趾处。因此,研究典型接头表面裂纹应力强度因子统一计算方法以及变幅载荷作... 船舶与海洋结构物在其服役过程中受到波浪等载荷的交变作用而引起结构的疲劳损伤。检测结果表明船舶及海洋结构的疲劳热点部位大多数是在构件相互连接的焊缝焊趾处。因此,研究典型接头表面裂纹应力强度因子统一计算方法以及变幅载荷作用下表面裂纹扩展规律对船舶与海洋结构物的寿命预测是十分重要的。本文讨论了裂纹闭合及开口比的计算,在Newman有效应力强度因子计算方法的基础上,提出了考虑因素更全面的有效应力强度因子幅计算式以及变幅载荷作用下船舶与海洋结构物典型焊接接头疲劳裂纹扩展寿命预测模型。 展开更多
关键词 表面裂纹 焊接接头 裂纹闭合 有效应力强度因子 疲劳寿命预测 变幅载荷 船舶 海洋结构物
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随机载荷作用下的疲劳裂纹扩展(英文) 被引量:1
8
作者 张剑波 黄小平 +1 位作者 卞如冈 万正权 《船舶力学》 EI 北大核心 2006年第6期94-101,共8页
船舶等许多工程结构在服役过程中的受载荷历程是一个随机过程。而变幅载荷下的载荷相互作用对疲劳裂纹扩展寿命将产生显著的影响。因此研究随机载荷作用下的裂纹扩展及定量计算对船舶结构的疲劳寿命预测的可靠性是十分重要的。该文提出... 船舶等许多工程结构在服役过程中的受载荷历程是一个随机过程。而变幅载荷下的载荷相互作用对疲劳裂纹扩展寿命将产生显著的影响。因此研究随机载荷作用下的裂纹扩展及定量计算对船舶结构的疲劳寿命预测的可靠性是十分重要的。该文提出了一个基于有效应力强度因子,以应力比和裂纹尖端塑性区尺寸为主要参数的随机载荷作用下疲劳寿命预测模型。该模型用于预测几种载荷谱作用下的裂纹扩展试验,结果表明预测结构和实验结果符合得很好。 展开更多
关键词 船舶结构 随机载荷 裂纹闭合 有效应力强度因子 疲劳寿命预测
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含裂纹铝合金板单面修补结构疲劳裂纹扩展分析 被引量:5
9
作者 王跃 熊玉平 +1 位作者 赵霞 包利贞 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期865-871,共7页
为了研究单面修补结构疲劳裂纹的扩展规律,进行了玻璃纤维/环氧树脂复合材料单面修补含裂纹铝合金板的疲劳试验,并建立了基于斜裂纹前沿(UCF,Uniform Crack Front)和基于垂直裂纹前沿(SCF,Skew Crack Front)的三维有限元模型。利用数理... 为了研究单面修补结构疲劳裂纹的扩展规律,进行了玻璃纤维/环氧树脂复合材料单面修补含裂纹铝合金板的疲劳试验,并建立了基于斜裂纹前沿(UCF,Uniform Crack Front)和基于垂直裂纹前沿(SCF,Skew Crack Front)的三维有限元模型。利用数理统计方法和有限元模型得到了不同裂纹长度时的有效应力强度因子(ESIF,Effective Stress Intensity Factor)值,采用应力强度因子修正法从疲劳试验结果中获得了修补结构不同裂纹长度时应力强度因子(SIF,Stress Intensity Factor)值Kexp,并使用有限元模型的ESIF值和Kexp预测了修补结构的疲劳寿命。通过分析得到以下结论:同基于UCF有限元模型相比,基于SCF有限元模型的ESIF更接近于Kexp。在预测疲劳寿命时,基于UCF有限元模型预测结果误差较大,与试验中值寿命的最大误差可达到19%;而基于SCF有限元模型各ESIF预测结果与试验中值寿命的误差都在6%之内,与试验结果一致性较好。 展开更多
关键词 斜裂纹前沿 垂直裂纹前沿 有限元模型 有效应力强度因子 疲劳寿命 疲劳裂纹扩展
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混凝土损伤弹性本构关系及断裂判据 被引量:1
10
作者 周青松 冯本秀 《安徽工业大学学报(自然科学版)》 CAS 2005年第4期400-403,共4页
以混凝土单轴拉压损伤为基础,给出了单元弹性损伤本构关系,分析了裂纹尖端损伤微裂区尺寸,定义了有效应力强度因子,给出了I型裂纹损伤断裂判据。
关键词 混凝土 损伤 本构关系 断裂判据 有效应力强度因子
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混凝土损伤模型及断裂判据 被引量:1
11
作者 周青松 于清树 《矿业快报》 2008年第8期60-62,共3页
以混凝土单轴拉压损伤为基础,给出了单元弹性损伤本构关系,分析了裂纹尖端损伤微裂区尺寸,定义了有效应力强度因子,推出了混凝土Ⅲ型裂纹在载荷作用下裂纹附近的损伤场,给出了Ⅲ型裂纹损伤断裂判据。
关键词 混凝土 损伤断裂 Ⅲ型裂纹 断裂判据 有效应力强度因子
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2124铝合金全范围裂纹扩展速率表达式 被引量:7
12
作者 严芳芳 王泓 +1 位作者 张建国 刘小山 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2011年第16期34-36,共3页
研究了2124铝合金TL取向不同应力比下的疲劳裂纹扩展行为、疲劳裂纹扩展门槛值,并计算了不同应力比下的临界应力强度因子。分析了应力比对疲劳裂纹扩展速率的影响,并用有效应力强度因子和有效门槛值对全范围裂纹扩展速率表达式进行修正... 研究了2124铝合金TL取向不同应力比下的疲劳裂纹扩展行为、疲劳裂纹扩展门槛值,并计算了不同应力比下的临界应力强度因子。分析了应力比对疲劳裂纹扩展速率的影响,并用有效应力强度因子和有效门槛值对全范围裂纹扩展速率表达式进行修正,得到了描述2124铝合金TL取向疲劳裂纹扩展全范围的表达式。该公式能够很好表征不同应力比下2124铝合金TL取向的疲劳裂纹扩展行为。 展开更多
关键词 疲劳裂纹扩展速率表达式 2124铝合金 应力 有效应力强度因子 门槛值
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基于裂纹闭合效应的高载迟滞预测模型修正 被引量:1
13
作者 陆云超 杨凤鹏 陈特 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2019年第1期64-71,共8页
裂纹闭合效应通常是导致Ⅰ型裂纹扩展在高载作用下发生迟滞效应的主要因素之一.本文采用汽车薄板QSTE340TM材料,针对不同应力比,高载比条件下疲劳裂纹扩展行为进行了实验研究.论文通过断面分析,针对各参数对裂纹闭合效应的具体影响进行... 裂纹闭合效应通常是导致Ⅰ型裂纹扩展在高载作用下发生迟滞效应的主要因素之一.本文采用汽车薄板QSTE340TM材料,针对不同应力比,高载比条件下疲劳裂纹扩展行为进行了实验研究.论文通过断面分析,针对各参数对裂纹闭合效应的具体影响进行了分析讨论,认为裂纹作用区域随裂纹扩展而动态变化,从而提出了一种对有效应力强度因子幅的修正方法.通过在原有模型中引入幂函数形式的动态变量α,表征裂纹闭合效应的作用比例随裂纹长度的动态变化,取得了较好的效果. 展开更多
关键词 裂纹疲劳扩展 高载迟滞 裂纹闭合效应 有效应力强度因子
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基于裂纹闭合效应的疲劳裂纹扩展特性研究
14
作者 王爱君 栾春光 《煤矿机械》 北大核心 2018年第2期37-39,共3页
依据线弹性力学理论对30NCD材料的裂纹扩展特性进行了研究,研究表明Paris公式能够很好地描述疲劳裂纹稳定扩展阶段的疲劳裂纹扩展速率da/d N与应力强度因子幅度ΔK之间的关系,稳定扩展段的疲劳裂纹扩展参数m=2.5~4,与绝大多数金属材料... 依据线弹性力学理论对30NCD材料的裂纹扩展特性进行了研究,研究表明Paris公式能够很好地描述疲劳裂纹稳定扩展阶段的疲劳裂纹扩展速率da/d N与应力强度因子幅度ΔK之间的关系,稳定扩展段的疲劳裂纹扩展参数m=2.5~4,与绝大多数金属材料的疲劳裂纹扩展参数m=2~4的统计结果相符;NASGRO公式能较好地描述该材料从疲劳裂纹门槛值到高速裂纹扩展速率范围内的3种应力比的da/d N与ΔK关系。由裂纹闭合效应获得的有效应力强度因子范围与da/d N的关系表明:3种应力比下的所有数据都较好地关联在同一曲线上,裂纹闭合是引起应力比和裂纹扩展速率相关的主要原因,随着应力比增加,裂纹闭合程度减弱。 展开更多
关键词 裂纹扩展 有效应力强度因子 应力 裂纹闭合
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Fracture properties of epoxy asphalt mixture based on extended finite element method 被引量:7
15
作者 钱振东 胡靖 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2012年第11期3335-3341,共7页
Crack is found to be a major distress that affects the performance of the epoxy asphalt pavement.An extended finite element method was proposed for investigating the fracture properties of the epoxy asphalt mixture.Fi... Crack is found to be a major distress that affects the performance of the epoxy asphalt pavement.An extended finite element method was proposed for investigating the fracture properties of the epoxy asphalt mixture.Firstly,the single-edge notched beam test was used to analyze the temperature effect and calculate the material parameters.Then,the mechanical responses were studied using numerical analysis.It is concluded that 5℃ can be selected as the critical temperature that affects the fracture properties,and numerical simulations indicate that crack propagation is found to significantly affect the stress state of the epoxy asphalt mixture.The maximum principal stress at the crack surface exhibits different trends at various temperatures.Numerical solution of stress intensity factor can well meet the theoretical solution,especially when the temperature is lower than 5℃. 展开更多
关键词 epoxy asphalt mixture MICROSTRUCTURE extended finite element method fracture morphology mechanical response
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带保载平面应变塑性诱发裂纹闭合效应 被引量:3
16
作者 陈亚龙 杨晓光 石多奇 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2030-2035,共6页
用黏塑性有限元法模拟含中心裂纹试件在等幅循环拉伸加载和保载作用下的裂纹扩展规律.试件采用涡轮盘材料Udimet720 Li(low inclusion)、恒温700℃和平面应变假设,通过逐步释放裂纹尖端节点约束来模拟裂纹扩展.计算了在应力比R=0,不同... 用黏塑性有限元法模拟含中心裂纹试件在等幅循环拉伸加载和保载作用下的裂纹扩展规律.试件采用涡轮盘材料Udimet720 Li(low inclusion)、恒温700℃和平面应变假设,通过逐步释放裂纹尖端节点约束来模拟裂纹扩展.计算了在应力比R=0,不同最大循环载荷、不同保载时间对平面应变下无量纲裂纹张开应力强度因子的影响.平面应变情况下,无量纲裂纹张开应力强度因子随最大载荷的变化而趋于分散,并随着裂纹的扩展,会存在先上升后下降并趋于一个稳定值的趋势;载荷相同时,保载时间的增加使裂纹张开应力强度因子增加.高温保载情况下,蠕变会影响裂纹扩展速率. 展开更多
关键词 裂纹闭合效应 平面应变 保载 有效应力强度因子 疲劳裂纹
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NiTi形状记忆合金裂纹尖端热力耦合行为研究 被引量:1
17
作者 游亚军 郭鑫 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期727-736,共10页
论文对NiTi形状记忆合金I型裂纹尖端热力耦合行为进行了数值仿真分析和实验验证.建立了包含相变和热力耦合的本构模型,通过有限元计算得到了裂纹尖端附近的纵向应变、马氏体体积分数和温度场分布,依据马氏体相变情况对裂纹尖端有效应力... 论文对NiTi形状记忆合金I型裂纹尖端热力耦合行为进行了数值仿真分析和实验验证.建立了包含相变和热力耦合的本构模型,通过有限元计算得到了裂纹尖端附近的纵向应变、马氏体体积分数和温度场分布,依据马氏体相变情况对裂纹尖端有效应力强度因子进行了修正,揭示了加载速率对形状记忆合金裂纹尖端有效应力强度影子的影响规律.参数研究表明,随着加载频率的增加,裂纹尖端附近温度逐渐升高,马氏体相变区域逐渐缩小,有效应力强度因子呈下降趋势,形状记忆合金表现出增韧效应,有助于减缓裂纹扩展.该研究结果对于揭示热力耦合作用下超弹性形状记忆合金疲劳裂纹扩展规律具有重要参考意义. 展开更多
关键词 形状记忆合金 热力耦合 马氏体相变 有效应力强度因子
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