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。     

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...     

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。     

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.     

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。     

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KI。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。     

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。     

玉米应力裂纹的分形模拟

根据显微图象分析，认为分形裂纹的扩展有4种机制，即沿晶扩展、穿晶扩展、沿品和穿晶偶合扩展及分叉扩展．建立了各种应力裂纹扩展机制的分形模型，给出了生成元维数，模拟了整个剖面和局部显微状态下应力裂纹的生成和扩展过程。     

汽车分叉线束结构温振耦合应力有限元分析

基于Ansys软件建立了分叉线束有限元分析模型,并对模型进行了温变-振动条件下的加载分析,获取了温振耦合条件下应力的数据,分析了分支长度、分叉位置两种结构参数的变化对分叉线束结构应力的影响规律.仿真结果表明:温振耦合条件下,分叉线束结构的形变主要集中在分支上,应力主要集中在线束导体的两端;最大形变量及最大应力均随着分支...     

玉米应力裂纹率和破碎敏感性的关系

在分析玉米应力裂纹指数（Ｓ）计算方法的基础上,得到了修正应力裂纹指数（Ｓ＾＊）方程,方程中的完善籽粒、单裂籽粒、双裂籽粒、龟裂籽粒的平均权重分别为０．７５、１、１．１８、１．３６。比较了应力裂纹指数和修正应力裂纹指数与破碎敏感性（Ｂ）之间的关系。修正后的应力裂纹指数与破碎敏感性拟合得更好,更反映干后谷物破碎强度的变化。     

玉米顺流干燥中应力裂纹的试验研究

研究了顺流干燥机干燥玉米对应力裂纹的生成和发展规律。影响玉米应力裂纹率的因素主要有热风温度，热风速度，谷物的初始和终了含水率，谷物的干燥次数，冷却工艺等。在干燥，冷却和冷后储存过程中都有裂纹发生，冷却和冷后短暂的储存过程中发生和扩展的裂纹占相当大的比例。     

玉米应力裂纹扩展的分形模型及动力学分析

对玉米应力裂纹分形分析表明,裂纹具有近似的自相似性,即分形特征,因此,可以用分形理论进行研究。建立了应力裂纹４种扩展机制的分形模型,给出了生成元维数,并进行了应力裂纹扩展的动力学分析,表明裂纹沿晶扩展需要的扩展力最小,分叉扩展需要的扩展力最大。     

基于MAPLE的泵轴对称应力分析边界奇异积分方法

用边界元法进行泵轴对称应力分析问题时,会遇到奇异积分, 典型的处理方法是将被积函数中的椭圆函数用对数函数近似,以及基于积分变换的方法.但这类方法的精确性依赖于边界单元的划分方法,给程序的统一处理带来了不便.为此,提出使用MAPLE软件处理奇异积分的方法,将被积函数中出现奇异性的部分表示成若干项,每项是一个初等函数和椭圆函数的乘积,将此初等函数用分段样条多项式近似,使MAPLE直接算得对应积分的具体数值结果. 这一方法程序处理统一,简单明了,便于应用.     

水稻干燥过程应力裂纹产生的机理研究

通过水稻干燥和缓苏过程中稻谷爆腰产生的玻璃化转变分析,确定稻谷在玻璃态下干燥时对爆腰增殖无影响。建议采用2种措施：一是使稻谷在玻璃态下干燥,抑制爆腰产生;二是使稻谷在较高温度下干燥一定时间后,给稻谷缓苏足够时间以降低内部水分梯度,使内部水分均匀,有效地降低稻谷裂纹率和提高产米率。     

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。     

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。     

关于高速受电弓弓头某管件静强度及管壁裂纹故障分析

高速受电弓工作条件复杂严苛,本文针对高速受电弓弓头上某一管件裂纹故障,对弓头上该管件进行了静强度分析并进一步结合其接触状态分析。通过分析高速受电弓弓头弹簧盒管壁裂纹结构静强度,可有效地对高速受电弓弓头上发生裂纹的管件进行故障诊断。     

油缸未焊接部位强度近似设计式的确定

为确立一种对复杂形状裂纹体强度设计式的推导方法，利用正交法确定了解析条件，以回归式的形式得出了设计式。运用此方法和数次数值解析，获得了有足够精度的油缸底盖与缸体间未焊接部位的强度设计式。