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题名含裂纹金属梯度材料的剩余强度研究
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作者
支利勇
郭树祥
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机构
南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点试验室
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出处
《机械制造与自动化》
2015年第4期17-19,37,共4页
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文摘
开展了含裂纹金属梯度材料剩余强度的试验和数值模拟研究,完成了含缺口TC4-TC11金属梯度材料的三点弯试验,基于梯度扩展有限元方法,建立了Ⅰ型裂纹金属梯度材料的剩余强度分析模型,结合交互式能量积分方法计算应力强度因子,引入K判据,建立了含I型裂纹金属梯度材料的剩余强度分析方法。并将模型的计算结果和试验结果进行对比,验证了该方法的有效性。基于该有限元方法详细讨论了材料参数对其剩余强度的影响规律,并得到了一些有用的结论。
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关键词
梯度材料
Ⅰ型裂纹
梯度扩展单元法
剩余强度
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Keywords
metal graded materials
I crak
graded extension element
residual strength
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分类号
TH123.3
[机械工程—机械设计及理论]
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题名双向梯度复合材料裂纹尖端应力强度因子研究
被引量：3
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作者
陈康
许希武
郭树祥
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机构
南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室
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出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第8期1832-1845,共14页
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基金
国家自然科学基金(11272146)~~
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文摘
为了进一步改善梯度复合材料力学分析及设计水平,推导了一种适用于双向梯度复合材料断裂特性分析的梯度扩展单元法(XFEM)。采用细观力学方法描述材料沿梯度方向变化的力学属性,通过线性插值位移场给出了4节点梯度扩展单元随空间位置变化的刚度矩阵,建立了结构的连续梯度有限元模型,并采用交互能量积分计算得到了裂纹尖端的应力强度因子(SIF)。通过与已有文献结果对比验证了梯度扩展单元的优越性,并讨论了双向梯度结构中相关参数对SIF的影响规律,得到结论:梯度扩展单元能够提高梯度材料中裂纹尖端SIF的计算精度,其计算结果随着网格密度的增加迅速收敛于精确解;双向梯度结构的组份分布形式和属性梯度能够明显影响裂纹尖端的SIF;对于多裂纹双向梯度结构,裂纹间的相互作用增大了裂纹尖端的SIF,弹性模量大的一侧SIF较大。
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关键词
双向梯度复合材料
有限单元法
应力强度因子
梯度扩展单元法
交互能量积分
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Keywords
two-directional graded composite
finite element method
stress intensity factor
graded extended finite element method
interaction energy integral
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分类号
V45
[一般工业技术—材料科学与工程]
O343
[理学—固体力学]
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