动态裂纹扩展中的分形效应 被引量：11

1

作者 谢和平 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第1期18-27,共10页

假设裂纹顶端沿着分形轨迹运动，建立了裂纹扩展的分形弯折（ｋｉｎｋｉｎｇ）模型来描述裂纹的动态扩展。根据这个模型，我们推导了分形裂纹扩展对劝态应力强度和裂纹速度的影响．动态应力强度因子与表观应力强度因子之比Ｋ（ｌ（ｔ）... 假设裂纹顶端沿着分形轨迹运动，建立了裂纹扩展的分形弯折（ｋｉｎｋｉｎｇ）模型来描述裂纹的动态扩展。根据这个模型，我们推导了分形裂纹扩展对劝态应力强度和裂纹速度的影响．动态应力强度因子与表观应力强度因子之比Ｋ（ｌ（ｔ），Ｖ）／Ｋ（Ｌ（ｔ），Ｏ）是表观裂纹速度Ｖ＿Ｏ，材料微结构参数（ｄ／Δａ），分维Ｄ和裂纹扩展路径的弯折角θ的函数。本文研究结果表明：在分形裂纹扩展中，表观（或量测）的裂纹速度Ｖ＿Ｏ很难接近Ｒａｙｌｅｉｇｈ波速Ｃ＿ｒ．动态断裂实验中Ｖ＿Ｏ明显低于Ｃ＿ｒ的原因可能是分形裂纹扩展效应所致。材料的微结构，裂纹扩展路径的分维和弯折角均很强地影响动态应力强度因子和裂纹扩展速度。 展开更多

关键词 裂纹扩展 动态断裂 分形效应 断裂力学

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退火工艺对Ti700钛合金冲击韧性的影响 被引量：16

2

作者 陈军 赵永庆 +3 位作者 曾卫东 曲恒磊 冯亮 李辉 《金属热处理》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期69-71,共3页

对Ti700钛合金在不同热处理制度下的冲击韧性进行了研究。结果表明,Ti700钛合金冲击韧性随退火温度升高而发生明显变化,650～850℃处理后试样的冲击韧度为低值区,915℃处理可获得最高值。相变点以下热处理试样的冲击断口为韧性断裂,相... 对Ti700钛合金在不同热处理制度下的冲击韧性进行了研究。结果表明,Ti700钛合金冲击韧性随退火温度升高而发生明显变化,650～850℃处理后试样的冲击韧度为低值区,915℃处理可获得最高值。相变点以下热处理试样的冲击断口为韧性断裂,相变点以上热处理的为准解理的脆性断裂。915℃试样热处理的初生α相体积分数为12%,随着退火温度的降低,初生α相体积分数升高,尺寸增大,Al元素富集于α相中。初生α相界有利于微裂纹的形核,随着初生α相体积分数减少,避免了在初生α相界处孔洞萌生,可有效改进材料的冲击韧性。 展开更多

关键词 Ti700钛合金 冲击韧性 初生Α相 裂纹扩展路径 热处理

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淬火微观组织对重轨钢疲劳裂纹扩展速率的影响 被引量：16

3

作者 陈林 王慧军 郭飞翔 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第14期109-112,共4页

以U75V重轨钢CT(Compaction test)试样为研究对象,分别研究了冷速为3℃/s、5℃/s及空冷轧态的组织对稳定区(疲劳扩展Ⅱ区)疲劳裂纹扩展速率的影响,疲劳试验在高频共振疲劳试验机上进行。研究结果表明:疲劳裂纹扩展速率随着珠光体片层间... 以U75V重轨钢CT(Compaction test)试样为研究对象,分别研究了冷速为3℃/s、5℃/s及空冷轧态的组织对稳定区(疲劳扩展Ⅱ区)疲劳裂纹扩展速率的影响,疲劳试验在高频共振疲劳试验机上进行。研究结果表明:疲劳裂纹扩展速率随着珠光体片层间距的减小而降低,冷速由大到小(5℃/s、3℃/s、空冷)所对应的n值分别为3.603 05、3.631 18和3.885 28;珠光体组织的疲劳裂纹断裂形式主要以穿晶断裂为主,同时伴随部分沿晶断裂;片层间距影响裂纹扩展路径的偏折程度,偏折程度随片层间距的减小而增大,增大的裂纹偏折路径对裂纹扩展的阻碍作用增强,有利于疲劳裂纹扩展速率的降低。 展开更多

关键词 重轨钢 淬火组织 高频疲劳 裂纹扩展速率 裂纹扩展路径

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基于裂纹扩展模式的岩质斜坡阶梯状滑移破裂机制研究 被引量：12

4

作者 朱雷 黄润秋 +1 位作者 严明 陈国庆 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1216-1224,共9页

阶梯状滑移破裂作为节理斜坡的一种典型破坏模式,裂隙间裂纹的扩展模式对其变形破裂机制及斜坡破裂面形态具有重要的意义。通过颗粒流程序研究了不同岩桥倾角(0°,45°,90°,135°)和围压条件下双裂隙间裂纹的贯通模式... 阶梯状滑移破裂作为节理斜坡的一种典型破坏模式,裂隙间裂纹的扩展模式对其变形破裂机制及斜坡破裂面形态具有重要的意义。通过颗粒流程序研究了不同岩桥倾角(0°,45°,90°,135°)和围压条件下双裂隙间裂纹的贯通模式、基本特征与影响因素,揭示含双裂隙岩体在不同围压作用下裂纹扩展的细观力学机制,并推广到含多裂隙岩体裂纹扩展模式中。主要成果如下:(1)双裂隙的贯通主要通过次生共面裂纹、次生倾斜裂纹和翼裂纹;(2)裂纹扩展具有明显的围压效应,低围压条件下,裂隙的贯通主要通过翼裂纹和次生倾斜裂纹,高围压条件下,裂隙的贯通主要通过次生共面裂纹和次生倾斜裂纹;(3)裂隙的贯通应力受岩桥倾角影响较大,岩桥倾角为45°时,裂隙的贯通应力最小,裂隙最容易贯通。结合双裂隙贯通模式的研究,对多裂隙岩体贯通模式进行研究,多裂隙岩体贯通模式可以理解为多组双裂隙的贯通模式的不同组合,同时,在多裂隙贯通模式中,裂纹会寻找贯通应力最小路径扩展。最后,结合一实际斜坡案例,对阶梯状破坏斜坡的基本破裂特征进行了总结分析,并提出了相应的破裂模式分区。 展开更多

关键词 裂隙岩体 裂纹扩展 应力状态 阶梯状斜坡 破裂机制

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桥式起重机结构裂纹扩展路径模拟方法研究 被引量：10

5

作者 徐格宁 王建华 杨瑞刚 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期207-211,共5页

桥式起重机焊接结构普遍存在"初始裂纹"和"应力集中",裂纹的扩展和转移以及断裂规律对结构的安全可靠性评价至关重要。以断裂力学和损伤累积为基础,在有限元划分网格中"最薄弱"单元出现裂纹类缺陷,"... 桥式起重机焊接结构普遍存在"初始裂纹"和"应力集中",裂纹的扩展和转移以及断裂规律对结构的安全可靠性评价至关重要。以断裂力学和损伤累积为基础,在有限元划分网格中"最薄弱"单元出现裂纹类缺陷,"最薄弱"单元退出工作,载荷重新分布。在重复变化载荷持续作用下,裂纹逐渐扩展,由于相邻单元的连续性,内力传递至"次薄弱"单元,使其成为下一个"最薄弱"单元。依此类推,最终结构材料达到许用应力值,裂纹达到临界值,从而形成裂纹扩展的路径。对ANSYS软件的"单元生死技术"功能进行扩展,采用Visual C++6.0集成开发环境MFC,集成了Pro/E二次开发语言Pro/Toolkit和ANSYS二次开发语言APDL,开发了桥式起重机桥架结构人机交互参数化建模及有限元分析可视化软件。通过软件模拟计算得到桥式起重机焊接箱形主梁的裂纹扩展路径,有限元分析结果与桥式起重机的实际情况相吻合。 展开更多

关键词 安全工程 裂纹扩展路径 MFC 二次开发 PRO/TOOLKIT APDL

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预切口沥青混合料小梁疲劳试验与数值研究 被引量：9

6

作者 罗辉 朱宏平 陈传尧 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期126-132,共7页

沥青路面在初始裂纹形成后的裂纹扩展规律,对于沥青路面的设计和养护具有重要的理论与实践意义。利用预切口沥青混合料小梁疲劳试验,研究复合型裂纹的扩展规律,同时,基于断裂力学理论,采用有限元/无单元伽辽金耦合方法对试验进行数值模... 沥青路面在初始裂纹形成后的裂纹扩展规律,对于沥青路面的设计和养护具有重要的理论与实践意义。利用预切口沥青混合料小梁疲劳试验,研究复合型裂纹的扩展规律,同时,基于断裂力学理论,采用有限元/无单元伽辽金耦合方法对试验进行数值模拟。结果显示,随着预切口与加载中心距离的增大,沥青混合料小梁的疲劳寿命增大;对于连续级配沥青混合料,最大粒径越大,小梁的疲劳寿命越长;数值模拟的裂纹扩展路径和试验结果接近;随预切口与加载中心距离的增大,裂纹尖端的I型应力强度因子减小,而裂纹所表现出的II型特性增强;随着裂纹的扩展,复合应力强度因子增大,且增长速率越来越大;该方法可以用于沥青路面裂纹扩展的模拟。 展开更多

关键词 沥青混合料 有限元/无单元伽辽金方耦合 裂纹扩展 扩展路径 小梁疲劳试验

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沥青路面表面裂纹扩展模拟及影响因素分析 被引量：8

7

作者 毛成 邱延峻 李云鹏 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期437-441,共5页

用基于线弹性断裂力学的有限元法,计算了3种深度路面表面裂纹分别在5种载荷(工况)作用下的应力强度因子及裂纹起裂角,模拟了表面裂纹向下扩展的路径,并分析了路面结构层组合和温度对沥青路面表面裂纹扩展的影响.结果表明,温度、结构层... 用基于线弹性断裂力学的有限元法,计算了3种深度路面表面裂纹分别在5种载荷(工况)作用下的应力强度因子及裂纹起裂角,模拟了表面裂纹向下扩展的路径,并分析了路面结构层组合和温度对沥青路面表面裂纹扩展的影响.结果表明,温度、结构层厚度和面层弹性模量对裂纹扩展有明显的影响,且表面裂纹深度越大,影响越显著. 展开更多

关键词 沥青路面 表面裂纹 裂纹扩展路径 应力强度因子 数值模拟

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孔洞对单边裂纹板裂纹扩展方向的影响 被引量：9

8

作者 吕斐 缪新婷 周昌玉 《南京工业大学学报（自然科学版）》 北大核心 2017年第4期86-92,101,共8页

平板内孔洞产生的应力集中会对板内裂纹扩展路径产生"吸引"作用,使其偏离原来直线方向。运用扩展有限元法研究了单边裂纹板内单孔洞的位置和大小对应力集中和裂纹扩展路径的影响以及双孔洞单边裂纹板内裂纹的扩展情况。同时... 平板内孔洞产生的应力集中会对板内裂纹扩展路径产生"吸引"作用,使其偏离原来直线方向。运用扩展有限元法研究了单边裂纹板内单孔洞的位置和大小对应力集中和裂纹扩展路径的影响以及双孔洞单边裂纹板内裂纹的扩展情况。同时引入应力影响系数来表征开孔边缘处应力对裂纹扩展路径所产生"吸引"作用的强弱,结果表明,在同一模型中应力影响系数的变化趋势和裂纹扩展路径偏转角的变化趋势一致。 展开更多

关键词 单边裂纹板 孔洞 扩展有限元法 裂纹扩展路径 应力影响系数 偏转角

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铝/钢爆炸焊复合板界面裂纹的扩展路径 被引量：9

9

作者 李有堂 李浩勇 宋鸣 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2016年第5期163-166,共4页

以双向受均匀拉伸的铝/钢爆炸焊复合板为研究对象,采用应变能密度因子理论,分析表面对称中心的Ⅰ型裂纹扩展到复合板结合处时的扩展方向,讨论泊松比μ和裂纹尺寸对裂纹扩展路径的影响.结果表明:双向受均匀拉伸的铝/钢爆炸焊复合板中垂... 以双向受均匀拉伸的铝/钢爆炸焊复合板为研究对象,采用应变能密度因子理论,分析表面对称中心的Ⅰ型裂纹扩展到复合板结合处时的扩展方向,讨论泊松比μ和裂纹尺寸对裂纹扩展路径的影响.结果表明:双向受均匀拉伸的铝/钢爆炸焊复合板中垂直于表面对称中心的Ⅰ型裂纹扩展到复合板结合处时,其扩展方向存在两种可能,一是裂纹继续沿着垂直于复合板结合处的方向扩展,二是裂纹扩展方向发生改变,沿着平行于复合板结合处的方向扩展,对此起决定性作用的是铝/钢爆炸焊复合板结合处熔化层材料的泊松比μ,并且当|μ-0.25|越大,复合板的板宽w越小、裂纹长度a越大,这种作用就越明显. 展开更多

关键词 爆炸焊复合板 界面融化层 裂纹扩展路径 泊松比

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OLSM沥青路面反射裂缝扩展路径的数值模拟 被引量：7

10

作者 郭红兵 陈拴发 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第7期72-76,共5页

根据路面断裂力学基本理论与二维有限元方法,对开级配大粒径沥青碎石混合料(Open-graded Large Stone as-phalt Mixes,简称OLSM)缓解层沥青路面的反射裂缝扩展路径进行了数值模拟。研究表明:在轮载与温度耦合作用下,反射裂缝并非直线向... 根据路面断裂力学基本理论与二维有限元方法,对开级配大粒径沥青碎石混合料(Open-graded Large Stone as-phalt Mixes,简称OLSM)缓解层沥青路面的反射裂缝扩展路径进行了数值模拟。研究表明:在轮载与温度耦合作用下,反射裂缝并非直线向上扩展,而是呈"之"字形向上延伸;尤其是在OLSM缓解层中,当裂缝扩展遇到孔隙时,其扩展路径被孔隙所阻隔而愈呈"之"字形;裂缝扩展路径愈曲折,裂缝自下而上扩展至沥青面层顶部的时间越长,从而延长了路面使用寿命。 展开更多

关键词 OLSM 数值模拟 裂缝扩展路径 初始扩展角 疲劳寿命

原文传递

边界元法分析二维线弹性裂纹扩展 被引量：7

11

作者 葛仁余 牛忠荣 +2 位作者 程长征 胡宗军 薛伟伟 《计算物理》 CSCD 北大核心 2015年第3期310-320,共11页

用边界元法研究裂纹扩展过程.首先将尖端区域Williams渐近展开的特征分析法与边界积分方程结合,解出切口尖端附近应力奇异性区域的各应力场渐近展开项系数,获得平面切口/裂纹结构完整的位移和应力场.再基于考虑非奇异应力项贡献的最大... 用边界元法研究裂纹扩展过程.首先将尖端区域Williams渐近展开的特征分析法与边界积分方程结合,解出切口尖端附近应力奇异性区域的各应力场渐近展开项系数,获得平面切口/裂纹结构完整的位移和应力场.再基于考虑非奇异应力项贡献的最大周向应力脆性断裂准则,运用边界元法分析边缘含裂纹半圆形弯曲试样在荷载作用下的启裂方向,对裂纹扩展过程给出自动跟踪方法,通过算例证明边界元法模拟裂纹扩展过程的正确性和有效性. 展开更多

关键词 V形切口 脆性断裂 边界元法 裂纹扩展

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一种随机裂纹结构的裂纹扩展路径分析方法 被引量：7

12

作者 姜潮 龙湘云 +1 位作者 韩旭 刘杰 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期30-38,共9页

裂纹结构中存在大量不确定性因素,如裂纹长度、材料性质、外部载荷等,裂纹扩展路径的不确定性分析对研究随机裂纹结构损伤和断裂的力学特性并预测其性能及可靠性具有重要意义.论文提出了一种适应于混合载荷模式下随机裂纹结构的裂纹扩... 裂纹结构中存在大量不确定性因素,如裂纹长度、材料性质、外部载荷等,裂纹扩展路径的不确定性分析对研究随机裂纹结构损伤和断裂的力学特性并预测其性能及可靠性具有重要意义.论文提出了一种适应于混合载荷模式下随机裂纹结构的裂纹扩展路径分析方法.该方法考虑了裂纹长度、材料性质和外部载荷等的随机性,并通过蒙特卡洛方法对随机参数空间进行采样.采用比例边界有限元方法计算结构应力强度因子,进而模拟单次裂纹扩展路径.在此基础上,通过概率分析方法获得随机裂纹结构中裂纹扩展路径的统计特性.最后给出了两个数值算例验证了论文方法的有效性. 展开更多

关键词 随机裂纹结构 裂纹扩展路径 比例边界有限元 统计分析

原文传递

基于XFEM的齿轮腹板结构与齿根裂纹扩展关联规律研究 被引量：7

13

作者 许德涛 唐进元 +1 位作者 周炜 许永利 《机械传动》 CSCD 北大核心 2016年第12期153-158,共6页

研制基于扩展有限元方法(XFEM)的齿轮裂纹扩展计算程序,用标准算例验证计算程序准确性。提出裂纹扩展路径与齿轮中心的距离作为轮齿/轮缘断裂的评判指标,研究轮缘厚度、腹板厚度、腹板圆孔大小及位置对直齿轮齿根裂纹扩展路径的影响,计... 研制基于扩展有限元方法(XFEM)的齿轮裂纹扩展计算程序,用标准算例验证计算程序准确性。提出裂纹扩展路径与齿轮中心的距离作为轮齿/轮缘断裂的评判指标,研究轮缘厚度、腹板厚度、腹板圆孔大小及位置对直齿轮齿根裂纹扩展路径的影响,计算结果表明,轮缘厚度的减小导致了齿根裂纹扩展路径整体地朝齿轮中心方向移动,增加了轮缘断裂的可能性;腹板厚度的减小导致齿根裂纹扩展路径整体地朝齿轮中心方向移动,增大了轮缘断裂的可能性;腹板圆孔的存在增加了齿轮轮缘断裂的可能性,而且圆孔尺寸越大,轮缘断裂的可能性越大;齿槽正下方可作为腹板圆孔的优选位置。 展开更多

关键词 扩展有限元法方法 齿轮腹板结构 裂纹扩展路径 齿根 计算程序

原文传递

岩石断裂力学的扩展有限元法 被引量：6

14

作者 周博 孙博 薛世峰 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期121-126,共6页

针对岩石材料的断裂力学问题阐述扩展有限元法的单元位移模式的选择、确定平面裂纹空间位置的水平集法和特殊单元的数值积分方法。介绍最大周向应力裂纹扩展判据和计算应力强度因子的相互作用积分法,进而建立岩石断裂力学的扩展有限元... 针对岩石材料的断裂力学问题阐述扩展有限元法的单元位移模式的选择、确定平面裂纹空间位置的水平集法和特殊单元的数值积分方法。介绍最大周向应力裂纹扩展判据和计算应力强度因子的相互作用积分法,进而建立岩石断裂力学的扩展有限元法。建立Ⅰ型裂纹和Ⅱ型裂纹的岩石断裂力学的扩展有限元计算模型,对I裂纹的应力强度因子和Ⅱ型裂纹的裂纹扩展路径进行扩展有限元法数值模拟计算。结果表明,建立的岩石断裂力学扩展有限元法可对岩石材料的断裂力学参数和裂纹扩展路径进行数值模拟分析,验证了数值计算结果的合理性,能有效地描述岩石断裂力学特性。 展开更多

关键词 扩展有限元法 水平集法 应力强度因子 相互作用积分法 裂纹扩展判据 裂纹扩展路径

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超音速火焰喷涂制备纳米和微米结构WC-η涂层的耐熔锌腐蚀性能 被引量：6

15

作者 杨涛 王海滨 +3 位作者 宋晓艳 刘雪梅 侯超 王学政 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期806-812,共7页

以钨氧化物、钴氧化物和炭黑为原料,通过原位还原碳化反应制备纳米WC-η(η为Co_3W_3C、Co_6W_6C等缺碳相)复合粉,粉末平均粒径为155 nm。该复合粉经团聚造粒制备得到具有高致密性和良好流动性的热喷涂粉末。以此纳米结构和商业化的微... 以钨氧化物、钴氧化物和炭黑为原料,通过原位还原碳化反应制备纳米WC-η(η为Co_3W_3C、Co_6W_6C等缺碳相)复合粉,粉末平均粒径为155 nm。该复合粉经团聚造粒制备得到具有高致密性和良好流动性的热喷涂粉末。以此纳米结构和商业化的微米结构低碳WC-12Co粉末作为喂料,通过超音速火焰喷涂制备硬质合金涂层。结果表明,纳米结构涂层中生成了一定量等轴状的W2C相,裂纹主要沿晶界或相界面扩展,而微米结构涂层中除W_2C外还含有较多的W相,主要包裹在WC颗粒表面,穿晶断裂比例较高,裂纹扩展路径较平滑。由于纳米结构涂层组织致密、晶粒细小、界面积大,因此比微米结构涂层具有更高的硬度和断裂韧性。两种涂层在熔融锌液中浸泡200 h后,微米结构涂层中产生了较多的横向和纵向裂纹,导致材料的大面积剥落和基材腐蚀;纳米结构涂层中没有发生锌的浸蚀,在局部产生了少量纵向裂纹,裂纹间隙被钨钴氧化物所填充,反而抑制了熔锌对涂层的腐蚀,因此纳米结构涂层表现出更高的耐熔锌腐蚀性能。 展开更多

关键词 WC-η复合粉 纳米结构涂层 韧性 裂纹扩展途径 耐熔锌腐蚀性能

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微观组织对U20Mn贝氏体钢疲劳裂纹扩展行为的影响 被引量：5

16

作者 陈林 郭飞翔 +5 位作者 王慧军 宿皓 李琳 郭善丽 吴章忠 涛雅 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期119-124,共6页

分别对轧态、空冷和盐浴等温3种条件下U20Mn新型贝氏体重轨钢紧凑型拉伸试样的Ⅱ区疲劳裂纹（疲劳扩展稳定区）的扩展速率进行了测定,并用激光扫描共聚焦显微镜（LEXT）对其疲劳裂纹的扩展轨迹进行观察分析,研究不同组织类型对贝氏体钢... 分别对轧态、空冷和盐浴等温3种条件下U20Mn新型贝氏体重轨钢紧凑型拉伸试样的Ⅱ区疲劳裂纹（疲劳扩展稳定区）的扩展速率进行了测定,并用激光扫描共聚焦显微镜（LEXT）对其疲劳裂纹的扩展轨迹进行观察分析,研究不同组织类型对贝氏体钢疲劳裂纹扩展行为的影响。结果表明：疲劳裂纹在粒状贝氏体组织中的扩展偏折程度较为平缓,在条片状贝氏体组织中偏折严重,且随着条片的细化,其偏折程度也越大,所对应的Ⅱ区疲劳裂纹扩展速率也相应呈减缓趋势。 展开更多

关键词 钢轨 贝氏体组织 疲劳裂纹扩展速率 裂纹扩展路径

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三维裂纹扩展轨迹的厚度效应研究 被引量：5

17

作者 赵慧 吕毅 窦鹏鹏 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2019年第8期219-225,共7页

基于ANSYS有限元分析软件,构建了不同厚度穿透裂纹结构在拉伸载荷作用下的计算模型,将含裂结构分为非裂纹体和含裂纹体,独立建模和划分网格,通过位移法求解三维裂纹前缘的应力强度因子值,利用Paris公式计算裂纹扩展量,依据Richard判据... 基于ANSYS有限元分析软件,构建了不同厚度穿透裂纹结构在拉伸载荷作用下的计算模型,将含裂结构分为非裂纹体和含裂纹体,独立建模和划分网格,通过位移法求解三维裂纹前缘的应力强度因子值,利用Paris公式计算裂纹扩展量,依据Richard判据确定裂纹偏转角度,借助三次样条曲线拟合新的裂纹前缘曲线,建立三维裂纹扩展仿真方法,开发三维裂纹扩展程序,研究不同厚度下的三维裂纹扩展轨迹。通过数值模拟结果和试验实测结果对比,验明了本文裂纹扩展轨迹分析方法的有效性。研究结果表明,在相同载荷及边界条件下,对于不同厚度的三维穿透裂纹,厚度效应对内部的应力应变场影响很大,裂纹前缘也呈现出完全不同的形态。 展开更多

关键词 三维裂纹 裂纹扩展轨迹 应力强度因子 有限元法 厚度效应

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裂纹工况下斜齿轮系统啮合刚度计算模型研究

18

作者 麻春辉 宋素珍 邓殿凯 《机床与液压》 北大核心 2024年第10期56-64,共9页

当斜齿轮副产生裂纹时,会影响齿轮副的啮合刚度。为了获得更准确的裂纹斜齿轮副的啮合刚度,提出一种改进的裂纹斜齿轮啮合刚度计算模型,综合考虑轮齿刚度、齿轮基础刚度在横向和轴向的影响,研究了齿顶扩展裂纹和端面扩展裂纹两种典型裂... 当斜齿轮副产生裂纹时,会影响齿轮副的啮合刚度。为了获得更准确的裂纹斜齿轮副的啮合刚度,提出一种改进的裂纹斜齿轮啮合刚度计算模型,综合考虑轮齿刚度、齿轮基础刚度在横向和轴向的影响,研究了齿顶扩展裂纹和端面扩展裂纹两种典型裂纹工况下的齿轮系统啮合刚度,并将啮合刚度解析计算结果与有限元模拟结果进行了对比。结果表明:啮合刚度的降低程度主要与裂纹区域有关,裂纹区域越大,啮合刚度降低越大;在裂缝长度和深度相同的情况下,端面扩展裂纹对啮合刚度的影响比顶部扩展裂纹更显著。仿真结果与计算结果吻合较好,验证了所提方法的准确性和有效性。 展开更多

关键词 裂纹扩展路径 时变啮合刚度 齿顶裂纹 端面裂纹 斜齿轮

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基于XFEM的高强桥索钢丝冷拔裂纹扩展数值模拟 被引量：3

19

作者 殷晓磊 赵刚 +2 位作者 鲍思前 程剑 龚黎 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期58-64,共7页

基于有限元软件Abaqus,采用扩展有限元法(XFEM)分析高强桥索钢丝冷拔过程的裂纹扩展,研究裂纹位置、裂纹角度、裂纹长度对裂纹扩展路径和裂缝宽度的影响。结果表明:冷拔过程裂纹基本符合I型扩展规律,裂纹位置、裂纹角度、裂纹长度对裂... 基于有限元软件Abaqus,采用扩展有限元法(XFEM)分析高强桥索钢丝冷拔过程的裂纹扩展,研究裂纹位置、裂纹角度、裂纹长度对裂纹扩展路径和裂缝宽度的影响。结果表明:冷拔过程裂纹基本符合I型扩展规律,裂纹位置、裂纹角度、裂纹长度对裂纹扩展路径无显著影响;裂纹位置越靠近中心、裂纹角度数值越小、裂纹长度越长时,裂缝宽度越大;裂纹位置越接近表面、裂纹角度数值越大、裂纹越长时,裂纹闭合越晚。此外,通过预应力冷拔机进行钢丝表面不同角度预制裂纹扩展试验,分析裂纹扩展规律并通过α-γ、α-δ曲线验证了数值模型的可靠性。 展开更多

关键词 XFEM 高强桥索钢丝 裂纹扩展 裂纹扩展路径 裂缝宽度 裂纹闭合

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脆性材料裂纹扩展的有限元模拟新算法 被引量：3

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作者 聂玉峰 苏少普 +1 位作者 刘晶 顾元通 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2008年第12期1548-1551,共4页

基于有限元方法的一般原理,利用三角形网格较好的方向适应性,采用刚度退化方法,选取最大拉应力准则作为失效准则,确定候选失效单元,并根据材料的断裂特点,按照本文提出的最大显著准则从中择取失效单元,从而模拟了脆性材料单裂纹在拉伸... 基于有限元方法的一般原理,利用三角形网格较好的方向适应性,采用刚度退化方法,选取最大拉应力准则作为失效准则,确定候选失效单元,并根据材料的断裂特点,按照本文提出的最大显著准则从中择取失效单元,从而模拟了脆性材料单裂纹在拉伸载荷作用下的扩展路径,同时也分析了网格尺寸对裂纹扩展模拟的影响。该算法不仅避免了网格重构所需计算量,同时也极大地减少了总体刚度矩阵生成的工作量。数值试验结果表明,该方法能较准确地预测裂纹扩展路径。 展开更多

关键词 脆性材料 拉伸载荷 裂纹扩展路径 候选失效单元 最大显著准则

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