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基于FRANC3D的三维疲劳裂纹扩展的数值模拟 被引量:11
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作者 刘斌 沈士明 《煤矿机械》 北大核心 2007年第12期52-54,共3页
介绍了三维断裂分析软件FRANC3D(Fracture Analysis Code in 3 Dimensions)以及相关原理,详细说明了FRANC3D对于复合型裂纹断裂的判定依据、断裂后新裂纹前缘面的形成过程以及软件进行疲劳裂纹扩展计算的一个完整过程。最后,由应用实例... 介绍了三维断裂分析软件FRANC3D(Fracture Analysis Code in 3 Dimensions)以及相关原理,详细说明了FRANC3D对于复合型裂纹断裂的判定依据、断裂后新裂纹前缘面的形成过程以及软件进行疲劳裂纹扩展计算的一个完整过程。最后,由应用实例验证了FRANC3D预测疲劳裂纹扩展路径及构件寿命的准确性。 展开更多
关键词 franc3D 三维建模 疲劳 裂纹扩展
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有限宽切槽对CCNBD断裂试样应力强度因子的影响 被引量:9
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作者 戴峰 王启智 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期427-431,共5页
国际岩石力学学会(ISRM)在1995年提出一种新型的岩石断裂韧度试样——人字形切槽巴西圆盘试样(cracked chevron notched Brazilian disc——CCNBD),对该试样的一个重要力学参数即最小无量纲应力强度因子的标定,以前的分析和计算都没有... 国际岩石力学学会(ISRM)在1995年提出一种新型的岩石断裂韧度试样——人字形切槽巴西圆盘试样(cracked chevron notched Brazilian disc——CCNBD),对该试样的一个重要力学参数即最小无量纲应力强度因子的标定,以前的分析和计算都没有考虑切槽宽度的影响。然而试样切槽的宽度受切割刀具厚度所限,不能为零。当试样较小时,切槽宽度则相对较大。通过三维边界元计算分析表明,切槽宽度越大,无量纲应力强度因子的标定值就越大;对于ISRM推荐的CCNBD标准试样,得出其最小无量纲因子值为0.954,这比ISRM给出对应值0.84要大13.6 %。同时,小裂纹应力强度因子曲线的变化趋势也发生了质的变化,这可能会导致实验的失败。推荐最小无量纲应力强度因子的标定采用考虑切槽的三维分析。 展开更多
关键词 人字形切槽巴西圆盘(CCNBD) 无量纲应力强度因子 断裂韧度 切槽宽度 franc3D
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基于裂纹扩展的齿轮弯曲疲劳寿命仿真分析 被引量:10
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作者 石万凯 汤庆儒 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2012年第6期30-33,共4页
从齿轮内部存在缺陷这一事实出发,研究不同载荷、不同缺陷位置对齿轮寿命的影响.根据齿轮无损探伤验收标准设定的初始缺陷,应用边界元分析软件FRANC3D(fracture analysis code in 3dimensions)计算了裂纹前沿不同位置处的应力强度因子,... 从齿轮内部存在缺陷这一事实出发,研究不同载荷、不同缺陷位置对齿轮寿命的影响.根据齿轮无损探伤验收标准设定的初始缺陷,应用边界元分析软件FRANC3D(fracture analysis code in 3dimensions)计算了裂纹前沿不同位置处的应力强度因子,对齿轮在不同载荷条件下进行裂纹扩展的仿真,得到不同载荷条件下载荷循环次数与裂纹长度关系曲线及齿轮寿命与齿根应力幅值曲线. 展开更多
关键词 齿轮 弯曲疲劳寿命 断裂力学 应力强度因子 franc3D
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齿轮参数对三维裂纹应力强度因子影响的研究 被引量:9
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作者 董飞飞 邵忍平 王伟 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期723-729,777,共7页
建立了齿轮三维精确三齿模型,结合线弹性疲劳力学和边界元方法,运用专业断裂分析软件FRANC3D对齿轮齿根裂纹进行了数值分析,模拟求解了齿根椭圆形裂纹的裂尖三种类型的应力强度因子,并且探讨了三种应力强度因子随载荷、裂纹长度、模数... 建立了齿轮三维精确三齿模型,结合线弹性疲劳力学和边界元方法,运用专业断裂分析软件FRANC3D对齿轮齿根裂纹进行了数值分析,模拟求解了齿根椭圆形裂纹的裂尖三种类型的应力强度因子,并且探讨了三种应力强度因子随载荷、裂纹长度、模数、齿数、变位系数、裂纹角度等齿轮参数的变化规律。结果表明:I型、II型应力强度因子的数值在裂纹前缘呈近似于抛物线分布,而III型应力强度因子的数值在裂纹前缘呈近似于正弦曲线分布;应力强度因子随齿面载荷的变化呈线性规律;模数对裂纹两端的II型应力强度因子、裂纹中间的I型和III型应力强度因子影响较小,基本不变;齿数对应力强度因子影响较小,其在不同齿数下的最大差值仅为187 N.m-3/2;变位系数对其影响基本也呈线性变化;裂纹发生角度为60°时,I型应力强度因子比其它角度下的值都要大,因此应尽量避免产生此角度下的裂纹。本文研究为齿轮的断裂分析和寿命预测奠定了一定的基础。 展开更多
关键词 齿轮 几何参数 三维应力强度因子 变化规律 franc3D
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基于FRANC3D环境的高强度螺栓应力腐蚀断裂仿真研究 被引量:8
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作者 杨兴林 林轻 陈宇光 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2010年第9期1217-1221,共5页
为研究某产品轴承基座高强度连接螺栓使用中发生的延迟断裂失效问题,笔者应用三维裂纹扩展软件FRANC3D对该型螺栓断裂过程进行计算仿真,通过对材料参数的设定体现环境对整个断裂过程的影响,从而达到探索性地对应力腐蚀断裂仿真进行研究... 为研究某产品轴承基座高强度连接螺栓使用中发生的延迟断裂失效问题,笔者应用三维裂纹扩展软件FRANC3D对该型螺栓断裂过程进行计算仿真,通过对材料参数的设定体现环境对整个断裂过程的影响,从而达到探索性地对应力腐蚀断裂仿真进行研究的目的。将裂纹扩展后的仿真结果与螺栓实际宏观断口相比较,仿真结果基本符合螺栓实际断裂情况。 展开更多
关键词 高强度螺栓 应力腐蚀 计算仿真 franc3D
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基于ABAQUS/Franc3D的孔边疲劳裂纹扩展分析 被引量:6
6
作者 吴庆涛 龙江 《西安航空学院学报》 2020年第3期11-16,77,共7页
为了研究孔边疲劳裂纹扩展规律,联合有限元建模软件ABAQUS和断裂力学分析软件Franc3D对不同角度初始孔边裂纹扩展过程进行仿真,得出应力强度因子的变化趋势,并对孔边裂纹在随机疲劳载荷作用下的疲劳裂纹扩展过程进行仿真,得出裂纹扩展长... 为了研究孔边疲劳裂纹扩展规律,联合有限元建模软件ABAQUS和断裂力学分析软件Franc3D对不同角度初始孔边裂纹扩展过程进行仿真,得出应力强度因子的变化趋势,并对孔边裂纹在随机疲劳载荷作用下的疲劳裂纹扩展过程进行仿真,得出裂纹扩展长度-载荷循环次数(a-N)曲线。结果表明:在疲劳载荷作用下与水平方向夹角越小的初始裂纹扩展速率越大,结构剩余寿命越短。联合仿真方式为飞机损伤容限设计和评估结构剩余寿命提供一种分析方法。 展开更多
关键词 franc3D 孔边裂纹扩展 应力强度因子 变幅载荷谱 剩余寿命
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2024-T4铝合金FSW接头疲劳裂纹扩展行为及寿命预测 被引量:5
7
作者 王磊 李东侠 +2 位作者 回丽 沈振鑫 周松 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期77-83,I0007,I0008,共9页
基于ABAQUS与FRANC 3D联合仿真的方法,对2024-T4铝合金搅拌摩擦焊接头预制裂纹于不同部位的紧凑拉伸试样进行裂纹扩展分析以及寿命预测,并深入分析不同部位裂纹扩展行为存在差异性的原因.结果表明,随着裂纹长度的不断延长,裂纹尖端应力... 基于ABAQUS与FRANC 3D联合仿真的方法,对2024-T4铝合金搅拌摩擦焊接头预制裂纹于不同部位的紧凑拉伸试样进行裂纹扩展分析以及寿命预测,并深入分析不同部位裂纹扩展行为存在差异性的原因.结果表明,随着裂纹长度的不断延长,裂纹尖端应力强度因子随之增大,且裂纹向前扩展路径基本沿直线扩展,ABAQUS与FRANC 3D联合仿真方法分析不同部位的裂纹尖端应力强度因子和裂纹扩展路径的理论计算和试验结果基本吻合,验证了分区域进行联合仿真的模型精度满足要求.不同部位裂纹扩展试样寿命预测结果与试验结果的相对误差均在5%左右,对焊接接头分区域联合仿真进行寿命预测是准确可行的.裂纹位于不同部位的扩展试样断口处的疲劳辉纹间距不同导致预制裂纹于3个部位的疲劳寿命由低到高为:热影响区、垂直于焊缝方向、焊核区. 展开更多
关键词 2024-T4铝合金 搅拌摩擦焊 franc 3D 裂纹扩展 寿命预测
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三维齿轮轮齿断裂数值分析与扩展模拟 被引量:5
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作者 于世光 朱如鹏 《机械制造与自动化》 2008年第6期75-78,共4页
建立了齿轮三维模型,借助于边界元分析软件FRANC3D,采用边界元法计算了它的三维表面裂纹前沿不同位置处的应力强度因子,并对裂纹进行扩展模拟。提供了轮齿表面引发断裂之缺陷的评价规则,说明了FRANC3D在对带有初始裂纹或缺陷齿轮进行数... 建立了齿轮三维模型,借助于边界元分析软件FRANC3D,采用边界元法计算了它的三维表面裂纹前沿不同位置处的应力强度因子,并对裂纹进行扩展模拟。提供了轮齿表面引发断裂之缺陷的评价规则,说明了FRANC3D在对带有初始裂纹或缺陷齿轮进行数值分析预测与仿真方面的可行性,为齿轮使用寿命预测及其优化设计提供了参考。 展开更多
关键词 边界元法 应力强度因子 franc3D 裂纹扩展
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一种基于FRANC3D的高压气瓶安全性评定的新方法 被引量:5
9
作者 刘城志 岳应娟 陈飞 《铸造技术》 CAS 北大核心 2012年第6期685-687,共3页
介绍了边界元法计算应力强度因子的方法和原理,利用FRANC3D软件建立了不同尺寸的半圆形表面裂纹的三维模型,计算了裂纹尖端的应力强度因子值,并与Newman-Raju理论公式的计算结果进行比较。结果表明了该软件具有较高的精度。结合蒙特卡... 介绍了边界元法计算应力强度因子的方法和原理,利用FRANC3D软件建立了不同尺寸的半圆形表面裂纹的三维模型,计算了裂纹尖端的应力强度因子值,并与Newman-Raju理论公式的计算结果进行比较。结果表明了该软件具有较高的精度。结合蒙特卡罗方法,举例说明15MnMoVN钢高压球形气瓶的疲劳失效评定和疲劳寿命预测过程,为高压气瓶的安全性评定提供了一种新方法。 展开更多
关键词 边界元法 应力强度因子 franc3D 疲劳寿命
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球形压力容器埋藏裂纹的影响分析 被引量:5
10
作者 谢芳 刘德俊 +1 位作者 秦忠宝 郭志青 《机械设计》 CSCD 北大核心 2019年第3期110-116,共7页
疲劳、制造工艺及复杂应力状态都能够产生导致压力容器最终失效断裂的裂纹。鉴于对埋藏裂纹研究的相关文献较少,文中在验证有限元法可靠性的基础上,利用ANSYS及Franc 3D通过有限元法对球形压力容器轴向椭圆埋藏裂纹,从裂纹半径比a/c及... 疲劳、制造工艺及复杂应力状态都能够产生导致压力容器最终失效断裂的裂纹。鉴于对埋藏裂纹研究的相关文献较少,文中在验证有限元法可靠性的基础上,利用ANSYS及Franc 3D通过有限元法对球形压力容器轴向椭圆埋藏裂纹,从裂纹半径比a/c及扩展的两个方面,探究裂纹尖端张开型应力强度因子KΙ及裂纹面形态的变化。通过数值结果分析发现,a/c=1时可作为裂纹尖端KΙ分布情况和幅度大小的临界条件,而且裂纹在扩展过程逐步由椭圆形趋近圆形,同时不同裂纹角路径下扩展速率由其主导的应力强度因子大小决定。 展开更多
关键词 埋藏裂纹 应力强度因子 ANSYS franc 3D 扩展
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基于FRANC3D计算三维疲劳裂纹最大应力强度因子 被引量:5
11
作者 于世光 朱如鹏 《机械工程师》 2008年第6期108-110,共3页
文中建立了三维模型并借助边界元分析软件FRANC3D采用边界元法计算了三维表面裂纹前沿不同位置处的应力强度因子,说明了FRANC3D基于的边界元理论计算半椭圆型表面裂纹应力强度因子的过程,并与理论公式计算结果相比较。结果表明,软件计... 文中建立了三维模型并借助边界元分析软件FRANC3D采用边界元法计算了三维表面裂纹前沿不同位置处的应力强度因子,说明了FRANC3D基于的边界元理论计算半椭圆型表面裂纹应力强度因子的过程,并与理论公式计算结果相比较。结果表明,软件计算结果与理论解误差较小,裂纹最深处应力强度因子最大。 展开更多
关键词 边界元法 强度因子(SIF) franc3D
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基于ABAQUS/FRANC3D的钢轨三维表面裂纹的扩展分析
12
作者 张启洞 闫华东 +1 位作者 陈诚 杨康 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期246-253,共8页
为分析钢轨三维表面裂纹在轮轨载荷作用下的疲劳扩展路径和应力强度因子的变化,研究钢轨剥离掉块的损伤机理。运用Fortran语言编写用户子程序DLOAD和UTRACLOAD施加轮轨接触应力,利用有限元软件ABAQUS和FRANC3D模拟车轮在钢轨上的移动并... 为分析钢轨三维表面裂纹在轮轨载荷作用下的疲劳扩展路径和应力强度因子的变化,研究钢轨剥离掉块的损伤机理。运用Fortran语言编写用户子程序DLOAD和UTRACLOAD施加轮轨接触应力,利用有限元软件ABAQUS和FRANC3D模拟车轮在钢轨上的移动并分析钢轨三维表面裂纹的应力强度因子随车轮移动的变化情况,并基于PARIS公式和最大周向应力准则对钢轨三维表面裂纹的疲劳扩展行为进行分析。结果表明轮轨载荷仅为赫兹接触压力时,车轮在钢轨表面滚过,裂纹前缘距钢轨表面越深,越易发生扩展,裂纹主要在钢轨的深度方向扩展,可使半圆形裂纹变成长轴在深度方向的椭圆形裂纹;轮轨载荷为赫兹接触压力和滑动摩擦力共同作用时,随着车轮循环次数的增加,表面裂纹的等效应力强度因子Keq不断增大。车轮作用会使距钢轨表面越近的裂纹前缘越易发生扩展,裂纹主要向钢轨的宽度方向扩展,使半圆形裂纹变成形状较为复杂的长轴在钢轨宽度方向的近椭圆形裂纹。 展开更多
关键词 三维裂纹扩展 轮轨载荷 应力强度因子 扩展路径 franc3D
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激光沉积TA15钛合金的裂纹扩展行为
13
作者 周松 于洪远 王洪明 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2024年第5期26-33,共8页
采用标准CT试样测定了激光沉积TA15钛合金疲劳裂纹扩展速率,结合微观组织、裂纹扩展路径以及断口形貌分析疲劳裂纹扩展机理;并基于ABAQUS与FRANC 3D联合仿真的方法,模拟裂纹尖端应力强度因子并进行寿命预测。结果表明,激光沉积制造态的... 采用标准CT试样测定了激光沉积TA15钛合金疲劳裂纹扩展速率,结合微观组织、裂纹扩展路径以及断口形貌分析疲劳裂纹扩展机理;并基于ABAQUS与FRANC 3D联合仿真的方法,模拟裂纹尖端应力强度因子并进行寿命预测。结果表明,激光沉积制造态的裂纹扩展速率低于锻造态,裂纹主要穿过片状α相(αl),少量沿αl扩展,稳定扩展区清晰可见疲劳条纹,并伴随大量的二次裂纹,瞬断区为典型的韧性断裂。另一方面,ABAQUS与FRANC 3D联合仿真计算的应力强度因子与理论值吻合较好,预测寿命相对误差低于5%,且证实了预测结果保守,验证了模拟分析的可靠性,确保了工程应用中的安全性。 展开更多
关键词 激光沉积制造 TA15 裂纹扩展速率 franc 3D 寿命预测
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基于FRANC3D的飞机蒙皮谱载疲劳裂纹扩展分析 被引量:4
14
作者 黄伟辰 龙江 《西安航空学院学报》 2020年第1期32-38,共7页
为了研究飞机蒙皮谱载疲劳裂纹扩展情况,建立含裂纹蒙皮有限元模型,利用FRANC3D裂纹分析软件计算蒙皮三维裂纹前缘应力强度因子,研究不同网格参数对计算结果的影响,并与解析解进行比较,确定裂纹前缘网格参数取值范围,然后对蒙皮表面裂... 为了研究飞机蒙皮谱载疲劳裂纹扩展情况,建立含裂纹蒙皮有限元模型,利用FRANC3D裂纹分析软件计算蒙皮三维裂纹前缘应力强度因子,研究不同网格参数对计算结果的影响,并与解析解进行比较,确定裂纹前缘网格参数取值范围,然后对蒙皮表面裂纹在随机疲劳载荷谱下的裂纹扩展过程进行分析,得出裂纹扩展长度-载荷循环次数曲线,该曲线对于采用数学模型评估结构剩余寿命方面具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 franc3D 疲劳裂纹扩展 应力强度因子 网格参数
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2024-O铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳裂纹扩展行为及寿命预测
15
作者 王磊 李东侠 +2 位作者 周松 回丽 沈振鑫 《吉林大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1563-1569,共7页
通过试验和基于FRANC 3D与ABAQUS联合仿真的方法对2024-O高配铝合金搅拌摩擦焊预制裂纹于焊核区、热影响区和垂直于焊缝方向的裂纹扩展行为进行了分析及寿命预测。结果表明,预制裂纹于3个区域裂纹扩展路径和裂纹扩展速率的仿真结果与试... 通过试验和基于FRANC 3D与ABAQUS联合仿真的方法对2024-O高配铝合金搅拌摩擦焊预制裂纹于焊核区、热影响区和垂直于焊缝方向的裂纹扩展行为进行了分析及寿命预测。结果表明,预制裂纹于3个区域裂纹扩展路径和裂纹扩展速率的仿真结果与试验结果基本吻合;预制裂纹于3个区域的裂纹扩展寿命由短到长依次为:焊核区、热影响区、垂直于焊缝方向;通过FRANC 3D对3种试样进行寿命预测结果与试验结果的相对误差在5%左右,验证了通过联合仿真的方法对焊接接头分区域模拟高配铝合金搅拌摩擦焊裂纹扩展行为和寿命预测的准确可行性。 展开更多
关键词 机械设计 2024-O铝合金 搅拌摩擦焊 franc 3D 裂纹扩展 寿命预测
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基于FRANC3D和LSTM的桥梁钢桁架裂纹寿命预测
16
作者 郭黎 王国栋 +2 位作者 龚建业 李润泽 姜斌 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期646-651,822,共7页
为了对裂纹疲劳寿命进行快速准确预测,针对常用的疲劳实验和数值仿真实验中各自存在的实验条件受限、计算步骤繁琐、计算过程耗时较长等问题,以大型桥梁钢桁架中的裂纹为研究对象,提出一种结合裂纹分析软件FRANC3D和长短期记忆(long sho... 为了对裂纹疲劳寿命进行快速准确预测,针对常用的疲劳实验和数值仿真实验中各自存在的实验条件受限、计算步骤繁琐、计算过程耗时较长等问题,以大型桥梁钢桁架中的裂纹为研究对象,提出一种结合裂纹分析软件FRANC3D和长短期记忆(long short term memory,简称LSTM)网络模型的裂纹疲劳寿命预测方法。首先,建立钢桁架的有限元模型,通过裂纹分析软件FRANC3D进行疲劳裂纹扩展分析并建立相关数据集;其次,通过疲劳裂纹的扩展仿真数据关注裂纹的扩展状况,收集裂纹特征信息对裂纹疲劳寿命进行预测。实验结果表明,所提出的方法具有较高的预测准确性,同时极大地提升了训练速度,可为裂纹疲劳寿命预测提供参考。 展开更多
关键词 疲劳裂纹 寿命预测 长短期记忆网络 franc3D 桥梁钢桁架 注意力机制
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钢筋蚀坑对其疲劳断裂特性的影响 被引量:4
17
作者 卫军 刘康 +1 位作者 张依如 梁家熙 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期749-753,760,共6页
基于降载勾线法,对人工钻孔模拟蚀坑的3根HPB300钢筋试件开展了疲劳裂纹扩展试验,并结合FRANC3D软件对钢筋疲劳裂纹扩展规律进行了数值分析.在此基础上,以不同应力幅值对12种尺寸的半椭圆形蚀坑钢筋模型的裂纹扩展过程进行了数值分析.... 基于降载勾线法,对人工钻孔模拟蚀坑的3根HPB300钢筋试件开展了疲劳裂纹扩展试验,并结合FRANC3D软件对钢筋疲劳裂纹扩展规律进行了数值分析.在此基础上,以不同应力幅值对12种尺寸的半椭圆形蚀坑钢筋模型的裂纹扩展过程进行了数值分析.结果表明:钢筋裂纹扩展速率前期缓慢增长,后期迅速增大;初始裂纹深度较大的钢筋疲劳寿命明显缩短;初始裂纹深宽比越大的钢筋疲劳寿命越短;应力幅值增大会使缺陷钢筋疲劳寿命缩短,并且初始裂纹深宽比越大的钢筋,其后期裂纹扩展速率增长越快,疲劳寿命缩短越明显. 展开更多
关键词 降载勾线法 蚀坑 疲劳裂纹扩展 franc3D 数值分析 疲劳寿命
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半圆弯拉下岩石内裂纹扩展规律数值模拟研究 被引量:3
18
作者 张志韬 顾浩 +3 位作者 王海军 汤雷 刘鑫娜 戚海棠 《水利水电技术》 北大核心 2020年第4期193-202,共10页
岩石内部固有缺陷的存在和扩展是导致其断裂的重要因素,半圆弯拉试验是该领域的重要实验。为研究半圆弯拉下含三维内裂纹试件扩展路径及断裂特性,基于Franc3D有限元自适应网格划分技术开展含三维内裂纹SCB试样数值模拟,结果表明:(1)基于... 岩石内部固有缺陷的存在和扩展是导致其断裂的重要因素,半圆弯拉试验是该领域的重要实验。为研究半圆弯拉下含三维内裂纹试件扩展路径及断裂特性,基于Franc3D有限元自适应网格划分技术开展含三维内裂纹SCB试样数值模拟,结果表明:(1)基于Franc3D软件的三维裂纹扩展与室内试验具有较好的一致性,该软件是三维裂纹数值模拟的重要工具。(2)通过M积分得到裂纹尖端应力强度因子,分析得出对称加载模型为KⅠ与底部加载跨距呈正相关的Ⅰ型断裂模式;非对称加载模型中出现复合断裂模式,随着右侧加载跨距的增加,KⅠ先降低再升高,KⅡ及KⅢ先变化至0,再逐渐升高。(3)基于最大拉应力准则得到裂纹扩展路径,对称加载模型在I型断裂模式下进行平面扩展后破坏,非对称加载模型出现复合断裂模式,伴随翼型起裂并扩展至破坏。(4)定量分析对称加载模型裂纹内部扩展规律得出,裂纹下端扩展速率最大,上端扩展速率最小。 展开更多
关键词 岩石断裂 半圆弯拉 franc3D 扩展路径 三维裂纹
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疲劳拉伸载荷作用下的表面裂纹扩展分析 被引量:3
19
作者 庞闯 田干 +2 位作者 刘德俊 郭一 刘蒙蒙 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第32期14379-14385,共7页
贮箱在长时间工作状态下会衍生出很多疲劳裂纹,这些裂纹的存在不仅影响容器的结构强度与使用寿命,还威胁到工作人员的人身安全,因此开展贮箱材料疲劳裂纹的动态扩展以及寿命机理的分析研究。通过Franc3D裂纹分析软件,预制不同长深比的... 贮箱在长时间工作状态下会衍生出很多疲劳裂纹,这些裂纹的存在不仅影响容器的结构强度与使用寿命,还威胁到工作人员的人身安全,因此开展贮箱材料疲劳裂纹的动态扩展以及寿命机理的分析研究。通过Franc3D裂纹分析软件,预制不同长深比的半椭圆裂纹试样,研究裂纹动态应力强度因子在疲劳拉伸载荷作用下的变化规律,同时开展裂纹扩展路径、速率和寿命的探究。结果表明:不同长深比的半椭圆裂纹在扩展过程中尖端动态应力强度因子分布规律基本一致,且近表面处强度因子数值大小最高,仿真结果的裂纹形貌仍为半椭圆形;裂纹刚开始扩展时扩展速率近乎相等,随着载荷循环次数的增加,扩展距离呈指数型增长,近表面处的扩展速率最高,长深比小于等于1的裂纹在近表面的扩展速率基本相同。 展开更多
关键词 裂纹扩展 应力强度因子 franc3D 疲劳寿命
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扭转载荷下柱形压力容器裂纹扩展分析 被引量:3
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作者 邹子杰 秦忠宝 +1 位作者 刘德俊 孟飞 《机械设计》 CSCD 北大核心 2020年第4期93-99,共7页
扭转是柱形压力容器常见的受力情况,长时间在这种工况下工作会衍生出多种裂纹,这些裂纹会随着压力容器的使用进而发生扩展甚至断裂,严重影响了设备的结构强度、使用寿命及使用安全性。因此利用ANSYS,FRANC 3D有限元分析软件开展了在扭... 扭转是柱形压力容器常见的受力情况,长时间在这种工况下工作会衍生出多种裂纹,这些裂纹会随着压力容器的使用进而发生扩展甚至断裂,严重影响了设备的结构强度、使用寿命及使用安全性。因此利用ANSYS,FRANC 3D有限元分析软件开展了在扭转载荷作用下裂纹应力强度因子的变化规律,以及裂纹扩展路径和扩展形貌的研究。结果表明,扭转载荷下试件主要以滑移型和撕开型扩展为主,且不同深长比的半椭圆裂纹在扩展过程中尖端应力强度因子分布规律基本一致,最终裂纹的扩展形貌均为长椭圆形。 展开更多
关键词 应力强度因子 裂纹扩展 ANSYS franc 3D
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