圆管表面斜裂纹应力强度因子和临界裂纹长度仿真分析

针对圆管表面斜裂纹,建立基于弹性断裂理论和复变函数理论的计算模型.研究圆管表面斜裂纹发生扩展时临界状态所对应的应力强度因子和裂纹临界尺寸在各种相关因素影响下的变化规律.以Ⅰ、Ⅱ型复合裂纹为例,采用应变能密度理论对其进行了分析.对开裂角、裂纹所处角度及裂纹的几何尺寸等因素的影响进行仿真计算.得到裂纹所处角度对复合型裂纹两个应力强度因子影响的曲线,并对其影响的程度进行了比较.另外,对裂纹所处角度和开裂角对临界裂纹长度的影响进行了仿真分析.结果表明:随着裂纹所处角度的增加,两个应力强度因子(KⅠ、KⅡ)的最大和最小值是相同的,但趋势相反.并且对于Ⅰ型裂纹,在β=0和β=2π的地方,其应力强度因子为零.     

拉扭组合轴圆周表面裂纹应力强度因子仿真

针对轴的圆周表面裂纹,采用弹性断裂理论和复变函数理论建立了计算模型.根据圆周表面裂纹应力强度因子解析计算方法仿真研究了裂纹深度、载荷类型、圆轴直径对应力强度因子的影响.得到了不同情况下的应力强度因子.给出了应力强度因子随裂纹深度变化的规律.并对轴受拉力、扭矩作用情况下的应力强度因子进行了比较.     

基于断裂力学的甘蔗切割裂纹应力强度因子分析

甘蔗属于一年生或多年生宿根热带和亚热带草本植物,宿根切割质量对于甘蔗来年的长势有重要影响。本文探究甘蔗茎秆的切割机理并基于断裂力学理论研究甘蔗裂纹的起裂与扩展过程,为提高宿根切割质量提供理论基础。基于根切器与茎秆的相互作用关系,构建刀具切割茎秆的力学模型,探究切割力等影响因素并基于高速摄像技术观察茎秆切割过程;发现影响切割性能(弯矩、切割力等)的因素主要与甘蔗茎秆及根切器的机械力学特性(直径、密度及茎秆倾斜角度等)、根切器的运动参数(切割频率、切割深度)以及土壤情况等因素有关。高速摄像试验结果表明,多刀切割会增加甘蔗宿根破头、拔根的概率,其由于在一刀切割完成后,茎秆产生凹坑、裂纹等缺陷,在茎秆自身重力及外载的作用下缺陷发生扩展,导致宿根发生破坏。基于断裂力学理论从茎秆内部裂纹入手,分析裂纹起裂条件和影响断裂角的因素并探究裂纹参数对于裂纹尖端应力强度因子以及扩展量的影响。研究结果表明：裂纹角度及数量的改变导致裂纹的开裂类型为复合型裂纹,其中Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹为主要开裂类型;应力强度因子随裂纹角度的改变有较大的波动以及裂纹开裂方向和扩展量的变化是由于裂纹角度的改变影响了最大主应力与裂纹扩展面...     

Ⅰ型裂纹应力强度因子的有限元计算方法

建立求解应力强度因子的三点弯曲试样模型,采用位移外推法、应力外推法、虚拟裂纹闭合法等3种不同的方法计算Ⅰ型裂纹应力强度因子K_(I)。研究了载荷、裂纹长度、试样的几何参数等对Ⅰ型裂纹应力强度因子的影响。结果表明,3种方法计算出的KI值的结果一致性良好,与解析解相比都能达到较高精度。分析比较3种计算方法,对裂纹应力强度因子计算方法的选择提供参考。     

带裂纹空心圆截面扭转轴的应力强度因子计算

将带裂纹轴的扭转问题归结为拉普拉斯过程的狄利克莱问题,用有限差分法求解,计算出扭转轴的刚度和柔度系数。然后采用计算柔度法计算出开裂轴裂纹端的应力强度因子,即通过柔度系数随裂纹长度的变化率与能量释放率之间的关系得出应力强度因子。文中给出了几种带裂纹空心圆截面扭转轴的计算结果,这些对工程实际问题具有一定的参考作用。     

常温下稻米籽粒湿应力裂纹机理的试验

对常温下稻米籽粒湿应力裂纹作了理论分析与试验研究。利用动态图像分析等方法，测量并给出了稻米籽粒湿线膨胀系数。研究了湿应力开裂过程并提出了估算水分扩散系数和吸湿深度的方法。初步研究了稻米产生湿应力裂纹时的水分梯度值范围，当在吸湿过程中稻米籽粒内部水分梯度达到6．0～7．5％／mm时，该处应力值达到稻米的抗拉极限强度，发生开裂。     

基于有限元的核反应堆压力管道裂纹敏感性分析

压力管道的裂纹敏感性分析对于核电安全性评价至关重要。课题组基于断裂力学理论,结合ANSYS断裂工具模块,研究了核反应堆压力管道裂纹强度因子计算方法与裂纹疲劳计算方法,考虑压力管道实际工况,以V形裂纹为例,计算和分析了不同裂纹方向和位置对压力管道的影响规律。研究结果表明,外表面横向裂纹安全系数最低,最易发生裂纹疲劳扩展。     

基于断裂力学的车用高强钢表面裂纹扩展模拟分析

针对车用高强钢的疲劳断裂问题,基于断裂力学理论,在有限元软件ABAQUS中建立试件模型,并利用扩展有限元法仿真车用高强度钢的表面裂纹扩展过程,分析试件在拉伸载荷作用下的表面裂纹扩展状况及裂纹尖端的应力场分布情况。结果表明,扩展有限元法无需重新划分网格,能够高效的对车用高强钢的表面裂纹扩展开裂及扩展演化的仿真,并较方便的计算裂纹尖端尖应力。     

油缸未焊接部位的应力强度因子分析

应力强度因子K是断裂力学分析的一个重要内容,本文将油缸底盖与缸体间的未焊接部位视为内含圆筒形裂纹,在裂纹处采用了“1／4”弯曲奇异单元进行三维有限元分析,由裂纹面上的位移外推应力强度因子计算式,计算了油缸受内压和轴向载荷的K值。此研究为三维裂纹体的进一步分析打下了基础,是油缸优化设计关键的一步。其计算方法也可运用于类似结构的压力容器。     

三维复合材料复合裂纹特殊边界元法

利用两相复合材料位移基本解，将受复合载荷作用下复合材料三维裂纹问题，归为求解一组超奇异积分方程，并分析了对裂纹尖端应力奇性和方程组求解理论方法；进而以反映裂纹前沿应力奇性的密度函数基本解表示位移间断，根据Taylor积分及其特征展开特性，给出方程组数值求解方法；最后，以三维矩形裂纹为例，讨论了应力强度因子（SIFs）收敛性及其变化规律。     

退火窑辊道裂纹分析

某厂退火窑辊道在调质后精加工过程中,发现内孔有裂纹,经探伤发现端面及内孔均有裂纹存在。采用宏观观察、磁粉探伤、热酸蚀试验、化学成分分析、显微观察等手段,对退火窑辊道的材质和热处理质量进行全面分析,发现裂纹处存在氧化脱碳现象。对裂纹和脱碳的产生进行整个工艺过程的讨论和论证。分析结果表明,该裂纹为热处理前的原材料白点裂纹。     

基于计算机视觉的鸡蛋裂纹检测方法研究

为了提高鸡蛋壳裂纹检测的准确性和效率,综合应用了计算机视觉技术,实现对鸡蛋表面裂纹的检测。在利用计算机视觉系统获取鸡蛋表面图像后,采用同态滤波、BET算法、fisher等改进型图像处理技术,提取裂纹特征并判决。试验结果表明,模型对裂纹鸡蛋的识别准确率达到了98%。     

渡槽槽身结构抗裂可靠度分析

按照工程结构不同的设计理论和方法 ,在相应的水工混凝土结构设计规范下对渡槽纵向抗裂能力及抗裂可靠度进行了计算 ,对计算结果进行了对比分析 ;就混凝土强度的变异性及荷载的变异性对抗裂可靠度的影响进行了分析     

巴旦木破壳机的试验研究

对巴旦木的外形尺寸和破壳间隙进行了测定,按巴旦木厚度级差1.5mm进行了分级和破壳,可将分级和破壳装置分成3级设计.通过巴旦木破壳试验,确定了选择最佳破壳间隙和破壳转速的方法,使破壳率和碎仁率能满足生产需求.     

齿轮泵壳体爆裂问题原因分析与解决措施

针对泵壳爆裂问题，鉴定了泵壳的材质，建立了泵壳有限元模型，对壳体设计强度进行了计算，分析了液压系统的工作原理，得出了造成该泵壳发生爆裂的主要原因是液压压力调节系统存在设计上的不合理。改进溢流阀结构，问题得到解决，在后续产品和已交付的产品中得到验证，效果良好。     

4缸球铁曲轴裂纹分析

某柴油机公司在对铸造4缸球铁曲轴进行磁粉探伤时发现连杆颈轴颈、曲柄处有缺陷磁痕显示。采用宏观观察,磁粉探伤,显微观察,力学性能检测和化学成分分析,并结合铸造工艺对其进行了综合分析。结果表明,4缸球铁曲轴缺陷磁痕是由铸造夹渣引起的。     

鸡蛋敲击响应特性与蛋壳裂纹检测

鸡蛋经敲击激励后用传感器获取时域特性信号,并进行信号频域分析。结果表明,无裂纹鸡蛋的频域特征有相似的规律性。存在一个较明显的主频率值。峰值突出;有裂纹鸡蛋频域特征无规律性,没有明显的主频率值。峰值较紊乱;裂纹蛋上不同测点的频域特性有较大差异。提出了检测鸡蛋裂纹的主要参数：主频率值、功率谱平均值、归一化功率谱平均值、x轴及y轴质心等。主频率值、功率谱平均幅值、归一化功率谱平均幅值等参数可以用于检测鸡蛋有无裂纹,其中采用主频率值、归一化功率谱平均幅值检测时精度较高。     

禽蛋蛋壳裂纹在线检测系统设计

基于声学响应信号分析方法设计了一款禽蛋蛋壳裂纹在线检测系统,该系统包括运动控制模块和声学信号采集与分析模块。该系统可实现对在线输送鸡蛋的多次自动敲击与音频信号采集。试验结果显示,该模型的完好蛋检测准确率为92%,裂纹蛋检测准确率为100%。该禽蛋蛋壳检测系统对蛋壳裂纹识别具有较高的检测率和稳定性,可满足实际应用需求。