两端自由裂纹梁的动态响应理论分析

运用断裂力学中的线弹簧模型的概念和Euler-Bernoulli梁的理论，分析和讨论了两端自由裂纹直梁的振动响应问题，分别给出了不同的裂纹位置和裂纹长度对两端自由梁的振动频率的影响，结果表明，随着裂纹长度的增加，梁对裂纹的敏感度也增大，特别是当裂纹长度超过梁横截面的对称轴线时，这种敏感度尤为明显。     

与异材界面垂直相触的Ⅰ型三维裂纹分析

使用超奇异积分方程方法对相材料中与界面垂直相触的Ⅰ型三维平片裂纹问题进行了理论和数值分析．在理论分析中，我们使用主部分析法分析了界面上裂纹端部应力奇性指数和Ⅰ型应力强度因子．在数值计算中，超奇异积分方程组中的未知函数裂纹表面位移差近似地表示为位移差的基本密度函数与多项式之积．基本密度函数反映了裂纹端部应力奇性性态．文章最后以矩形平片裂纹问题为例，给出了若干关于不同裂纹形状比和材料刚性比时的应力强度因子数值算例，数值结果表明，本文提出的数值求解方法精度很高．     

Ⅰ—Ⅱ混合型裂纹相变增韧分析

采用压力敏感准则和权函数法相变增韧陶瓷Ⅰ－Ⅱ混合型裂纹的增韧效应进行了理论预测,分别给出了静止裂纹和定常扩展裂纹相变塑性屏蔽的理论表达式。结果表明：相变对静止裂纹有负屏蔽效应,并随KⅡ／KⅠ的比值增大而增大;对定常扩展裂纹的增韧结果除与材料弹性模量、相变尾区高度和相变体积分数和有关外,还随KⅡ／KⅠ的比值增大而减小。     

裂纹切割法及其应用

本文从柱体的扭转－弯曲问题的一般情况出发，介绍裂纹切割法的基本思想。首先给出单裂纹扭转－弯曲问题基本解，然后以弓形截面柱体的扭转为例，说明裂纹切割法的具体应用，并给出有关的数学公式和计算结果。     

不同爆炸加载参数下含裂纹试件的动光弹数值分析

采用动态光弹性的方法，对在不同爆炸加载参数下含裂纹试件的动态响应进行了研究，对爆炸过程，应力波传播规律及其对裂纹的影响进行了分析讨论。给出了应力波通过裂纹尖端时，其应力强度因子连续变化的规律；给出了改变爆炸加载参数及边界反射波对裂纹尖端应力强度因子的影响。     

土工复合材料与裂纹面斜交时的弯曲效应分析

针对土工复合材料中常见的纤维复合材料的力学性质，分析了与裂纹张拉方向斜交时，纤维在裂纹扩展时的弯曲变形问题的解析解法。提出了基体中，纤维弯曲时摩擦阻力的力偶效应，最后给出了纤维弯曲的能量吸收对裂纹扩展的阻止效应。     

孔边应力集中和裂纹尖端应力强度因子的有限元分析

应用ANSYS软件对圆孔板的应力集中以及平板中心裂纹，圆孔板孔边裂纹进行了有限元分析，计算了圆孔平板在单向或双向受力下的应力分布以及中心裂纹，孔边裂纹的应力强度因子，并与理论解进行了比较，其ANSYS解与解析解均比较接近。     

拉、弯组合下单边裂纹板的非线性有限元分析

在幂律非线性有限元基础上，以单边裂纹板在平面应变条件下承受拉、弯组合作用为例，给出了断裂参数：j积分、裂纹嘴张开位移δ由于裂纹的存在而引起的上下底面相对位移△c和相对转角θc的计算方法与算例，并对计算结果随影响因素变化的规律进行了讨论。     

反对称荷载作用下层状结构含垂直裂纹的应力强度因子

根据变形特点，设置位移模式，引入位错密度函数，建立了奇异积分方程组，并就裂纹出现在层内、扩展到界面以及穿越界面形成反射裂纹等三种情况进行了讨论，获得了裂纹尖端应力强度因子的解析表达式。最后利用正交多项式，给出了两层介质三种裂纹形成应力强度因子的数值结果。     

含裂纹水泥混凝土路面的解析算法

水泥混凝土路面在使用过程中出现裂纹是一种常见的损坏形式。以断裂力学理论为基础,对含裂纹水泥混凝土路面进行了理论分析。将水泥混凝土路面视为Winkler地基上的弹性板,利用傅立叶积分变换,并通过引入位错密度函数建立奇异积分方程,推导出水泥混凝土路面含有垂直裂纹时裂纹尖端的应力强度因子的解析表达式。然后,再应用Lobatto—Chebyshev法求解奇异积分方程,得到应力强度因子的数值解。为了说明问题,以实际路面为例,给出水泥混凝土路面内部存在裂纹时裂纹尖端应力强度因子的计算结果,并讨论了影响应力强度因子大小的因素。     

含裂纹轴的试验模态分析

通过Cras4．0试验模态分析的方法，研究不同位置及不同深度的裂纹对光轴固有频率的影响，并获得前4阶固有频率及振型，绘制了频率、位置、裂纹深度分布图，得出与理论模态分析相一致的结论，为转子裂纹检测提供参考依据．     

悬臂裂纹梁的横向振动响应分析

提出了一种应用线弹簧模型分析裂纹梁固有频率响应的新方法，该方法是建立在古典的Ｅｕｌｒ－Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉ梁理论，现代模态分析和断裂等成就基础上的综合性方法，利用该方法导出了悬臂裂纹梁振动的特征方程，求解这个方程，建立了固有频率与裂纹位置，长度间关系，本文的计算结果与现有结果基本一致。     

拐折裂纹和圆弧裂纹板单轴拉伸时应力强度因子的光弹性测定

本文提出用预埋“裂纹”金属片法制作带有中心斜裂纹、拐折裂纹和圆弧裂纹的环氧树脂拉伸板条。利用光弹性法测定了它们在裂纹尖端附近处的应力强度因子。并通过与相应理论解进行比较,考核了实验结果与理论公式的符合程度。     

裂纹探测智能光电系统的研制

根据光纤传输损耗原理，设计开发了裂纹探测智能光电系统，该系统可以实时在线监测裂纹，在裂纹诊断技术的理论和实用化方面取得了一定进展。     

弯曲载荷作用下工字形截面梁腹板中心穿透裂纹的应力强度因子

工字形梁是工程中最常见的结构之一。其中的任何裂纹都将成为结构断裂失效的隐患。带有裂纹的工字形梁是典型的三维有限边界问题,用经典方法求解其裂纹的应力强度因子通常是相当困难的。本文利用裂纹非自发扩展的能量释放率建立了一个求解弯曲栽荷作用下工字形截面梁中心裂纹的应力强度因子的一个新的方法。给出了工字形截面梁裂纹非自发扩展能量释放率G^*一积分与应力强度因子的关系,同时也给出了G^*一积分与载荷、几何参量以及机械性能参数的关系,进而得到工字形截面梁腹板中心裂纹的应力强度因子。     

Paris定律中应力取值的实验研究

简述了裂纹扩展模型Paris定律的基本理论和金属结构裂纹扩展寿命预测的具体运用公式，并通过有限元计算得到无裂纹结构的应力云图，取得Paris定律中所需的应力值，从而预测裂纹部位裂纹扩展的寿命．通过实验研究和分析，证明用上述方法得到的应力值运用在Paris定律中能满足工程裂纹诊断的要求。     

压电材料中弧形裂纹对入射SH波的散射

将波函数展开方法与奇异积分方程方法相结合，研究了无限大压电体中多个弧形裂纹对入射SH波的散射问题。通过引入广义位错密度函数，所考虑的混合边界值问题被化为一组第一类Cauchy型奇异积分方程，最后化为代数方程组进行数值求解。作为算例，给出了一个和两个弧形裂纹动应力强度因子随入射频率变化的关系曲线。     

弹性平面问题应力强度因子的近似求解方法

利用弹性力学复变函数理论,断裂力学理论及位移变分原理,给出一种确定应力强度因子的近似求解方法,并对含边界裂纹拱形构件的应力强度因子进行了实际计算,计算结果表明,效果良好,且便于工程实际应用。     

移动荷载下含纵横向双裂纹沥青路面复合断裂特性

为了研究移动荷载作用下沥青路面的复合开裂的变化规律,基于断裂力学及有限元数值模拟方法,考虑沥青面层材料的粘弹性,分别研究了移动荷载作用下不同双裂纹间距、不同反射裂纹深度对面层top-down（纵向）、基层反射（横向）裂纹应力强度因子的影响,探讨了其开裂扩展特性,评估了不同移动荷载状态下面层top-down裂纹的断裂疲劳寿命.结果表明:移动荷载作用下,面层top-down裂纹以Ⅱ型扩展为主,在单裂纹及双裂纹间距为0时,分别对应其扩展最严重与最轻微情形,但双裂纹间距及反射裂纹深度对其扩展影响较小;对于基层反射裂纹,当双裂纹间距为400 mm时,最易发生Ⅰ、Ⅱ型开裂扩展,随着反射裂纹深度的增加,扩展程度也逐渐增大;不同移动荷载状态下的top-down复合型裂纹断裂疲劳寿命长短顺序为:高速最长,次之静态、低速制动最短,制动情形下的疲劳寿命仅为高速情形下的20.4%.      

基于单元应力外推法的中心裂纹板应力强度因子精度研究

利用ABAQUS有限元软件建立有限宽中心裂纹板的裂纹扩展有限元模型,选取裂纹前端不同数目单元,采用三种基于单元应力外推法的最小二乘法拟合应力场和位移场数据对(ri,KIi),得到中心裂纹板裂纹尖端处I型裂纹应力强度因子。通过与理论解对比,结果表明:每种方法都对应一个最佳单元选取数目,方法二对应的最佳单元选取数目最小,方法三对应的最佳单元选取数目居中,方法一对应的最佳单元选取数目最大;裂纹前端单元选取数目小于最佳数目时数值解小于理论解,裂纹前端单元选取数目大于最佳数目时数值解大于理论解;应力强度因子的求解精度与单元选取数目和拟合方法有关。三种方法的比较分析,对采用基于单元应力外推法求解应力强度因子时单元数目和拟合方法的选取具有指导意义。