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基于有限元法对钛合金应力强度因子的研究

乔良 , 丁贝 , 李赟

兵器材料科学与工程

  基于Ansys软件建立了含裂纹的钛合金拉伸试样的应力强度因子计算模型,并以理论计算值验证模拟值的准确性。结果表明,模型的计算模拟值与理论计算值的线性拟合率R为0.9802。该模型能够充分描述钛合金在各种施加载荷及缺陷长度下的应力强度因子变化规律,具有结构简单、收敛速度快、拟合精度高等优点。此外,通过研究施加载荷的应力强度及裂纹长度与应力强度的关系表明,裂纹长为75 mm是钛合金拉伸试样的一个敏感值。

关键词: 钛合金 , 拉伸试样 , 应力强度因子 , 断裂动力学

NiCr/ZrO_2功能梯度复合材料中混合型准静态裂纹启裂的数字散斑相关方法实验研究

金鑫 , 吴林志 , 孙雨果 , 果立成 , 于红军

复合材料学报

采用粉末冶金方法制备出NiCr/ZrO_2功能梯度材料FGMs. 通过2种断裂试件研究了材料梯度对混合型断裂行为的影响(FGM-A试件, 裂纹位于试件的弹性模量较大一侧;FGM-B试件, 裂纹位于试件的弹性模量较小一侧). 对2种断裂试件在非对称载荷下进行准静态断裂实验, 并利用数字散斑相关方法测得Ⅰ、Ⅱ型应力强度因子. 结果表明: FGM-A的裂纹的开裂角小于FGM-B的开裂角;FGM-A的弹性梯度对静态裂纹有保护作用;弹性模量的梯度变化和裂尖局部材料的断裂韧性会影响混合型裂纹的启裂.

关键词: 功能梯度材料 , 混合型裂纹 , 数字散斑方法 , 应力强度因子 , 断裂韧性

有限高磁电弹性体中双半动态与静态裂纹分析

郭怀民 , 赵国忠

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150303.001

狭长体中的裂纹是断裂力学中经常采用的研究模型.含有共线无限长裂纹的条形磁电弹性体,当面内的力电磁和反平面的剪应力作用在左边裂纹尖端附近的一段裂纹面上时,往往会产生动态断裂.利用复变函数法中的拱形变换公式,导出了磁电全非渗透型边界条件下左裂纹尖端动态的应力强度因子以及机械应变能释放率的解析解.当运动速度趋于零时退化为静止状态下的解.通过数值算例分析了断裂机理,讨论了静止状态下狭长体和裂纹的几何尺寸、外力、电场和磁场分别对能量释放率的影响,为相关器件的设计与制造提供了帮助.

关键词: 运动裂纹 , 磁电弹性复合材料 , 复变函数法 , 应力强度因子 , 机械应变能释放率

应力强度因子对镍基合金应力腐蚀开裂裂尖力学特性的影响

李永强 , 赵凌燕

腐蚀与防护 doi:10.11973/fsyfh-201602008

以紧凑拉伸试样为研究对象,通过加载不同大小的应力强度因子K1,用有限元方法研究了不同状态下SCC裂尖氧化膜和基体金属的应力分布规律.结果表明:裂尖区域氧化膜和基体金属对裂尖应力强度因子K1的变化敏感度不同;随着K1的增大,氧化膜破裂前和破裂后应力应变在裂尖区域的分布规律均发生了变化,该变化对裂纹扩展有一定的促进作用.

关键词: 镍基合金 , 氧化膜 , 应力腐蚀开裂 , 应力强度因子 , 有限元法

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