钛合金疲劳小裂纹扩展行为预报方法研究

针对小裂纹扩展阶段裂纹尖端塑性区域尺寸相对于小裂纹长度是不可忽略的问题,在考虑小裂纹效应裂纹扩展速率修正模型基础上,对该模型中裂纹尺寸进行修正,即裂纹长度等于真实裂纹长度加上平面应变状态下裂纹尖端塑性区域一半;并利用修正后的模型对钛合金材料不同情况下疲劳小裂纹扩展速率和寿命进行预报,同时将预报结果与试验值比较。结果表明:修正后的预报模型对小裂纹扩展速率和寿命均有很好的预报效果。     

钛合金疲劳小裂纹扩展行为预报方法研究

针对小裂纹扩展阶段裂纹尖端塑性区域尺寸相对于小裂纹长度是不可忽略的问题,在考虑小裂纹效应裂纹扩展速率修正模型基础上,对该模型中裂纹尺寸进行修正,即裂纹长度等于真实裂纹长度加上平面应变状态下裂纹尖端塑性区域一半;并利用修正后的模型对钛合金材料不同情况下疲劳小裂纹扩展速率和寿命进行预报,同时将预报结果与试验值比较.结果表明:修正后的预报模型对小裂纹扩展速率和寿命均有很好的预报效果.     

裂纹圆管弯曲承载能力研究

本文基于试验和有限元模拟的方法研究裂纹圆管在弯曲载荷作用下的力学性能.通过三点弯曲试验方法探究裂纹圆管在不同裂纹长度和不同裂纹角度下的极限载荷,采用有限元模拟的方法与试验结果进行对比,并计算裂纹尺寸和撞头尺寸的影响.结果表明,随着裂纹长度的增加,裂纹圆管的承载能力降低,局部变形减少.裂纹角度为0°时是最危险的工况,裂纹...     

含缺陷船体纵骨节点疲劳裂纹扩展寿命评估

船舶纵骨节点往往存在焊接缺陷,焊接缺陷将引发裂纹,大大降低构件的疲劳性能。本文基于断裂力学理论,将焊接缺陷等效成半椭圆型表面裂纹,采用FRANC3D和ABAQUS联合仿真的方法,研究带初始裂纹的船舶舭部纵骨与横舱壁连接节点裂纹的扩展寿命评估方法。分析了初始裂纹位置、形状、裂纹面角度对裂纹扩展寿命的影响规律。并根据纵骨节点试验中的初始缺陷的位置,采用此联合仿真方法模拟了裂纹扩展过程。结果表明初始裂纹位置、形状对扩展寿命影响较大,随着初始裂纹向腹板靠近,寿命变短,裂纹扩展寿命随着初始裂纹形状比的增大而增大。初始裂纹角度对疲劳寿命影响不明显,随着角度增大,寿命变长。通过对试验中初始缺陷的等效简化,在裂纹稳定扩展阶段,仿真得到的裂纹扩展寿命与试验结果吻合较好。     

基于J积分的含裂纹加筋板在单轴拉伸载荷下的极限强度计算

为研究含裂纹加筋板的极限拉伸强度,本文建立一系列不同长细比、不同裂纹长度、不同裂纹位置的含裂纹加筋板有限元模型,并基于J积分理论对其在单轴拉伸载荷下的极限强度进行了计算。结果发现含裂纹加筋板极限拉伸强度随加筋板长细比的增大略有减小,但减小的程度并不明显;含裂纹加筋板极限拉伸强度随裂纹长度的增大而减小,且减小的幅度逐渐增大;加强筋上的裂纹对含裂纹加筋板极限强度的影响小于底板上的裂纹,而裂纹同时出现在底板和加强筋上时对含裂纹加筋板极限拉伸强度的影响最大。表明含贯穿型裂纹的加筋板在单轴拉伸载荷下的剩余强度对加筋板长细比不敏感,而对裂纹长度较为敏感。     

基于J积分的含裂纹加筋板在单轴拉伸载荷下的极限强度计算

为研究含裂纹加筋板的极限拉伸强度,本文建立一系列不同长细比、不同裂纹长度、不同裂纹位置的含裂纹加筋板有限元模型,并基于J积分理论对其在单轴拉伸载荷下的极限强度进行了计算。结果发现含裂纹加筋板极限拉伸强度随加筋板长细比的增大略有减小,但减小的程度并不明显;含裂纹加筋板极限拉伸强度随裂纹长度的增大而减小,且减小的幅度逐渐增大;加强筋上的裂纹对含裂纹加筋板极限强度的影响小于底板上的裂纹,而裂纹同时出现在底板和加强筋上时对含裂纹加筋板极限拉伸强度的影响最大。表明含贯穿型裂纹的加筋板在单轴拉伸载荷下的剩余强度对加筋板长细比不敏感,而对裂纹长度较为敏感。     

I型裂纹扩展的模糊可靠性分析

根据I型裂纹应力强度因子KI及裂纹扩展门槛值KIC,裂纹扩展判据,利用概率及模糊数学的理论,对I型裂纹在受力情况下裂纹的不扩展情况进行模糊可靠性分析,给出了对I型裂纹不扩展的模糊可靠度计算的一般思路.     

含裂纹损伤箱型梁剩余扭转极限强度研究

针对含裂纹损伤箱型梁的剩余扭转极限强度问题,通过考虑结构特征及裂纹分布的差异性,基于净截面屈服理论提出更为准确地评估裂纹影响的剩余扭转极限强度简化计算公式,能够很好地反映裂纹损伤所导致的极限强度衰减趋势。利用非线性有限元方法,考虑中心裂纹与边缘裂纹2种裂纹形式,考察结构应力分布的变化与规律,验证扭转载荷下裂纹分布与裂纹尺寸对剩余极限强度的影响。数值计算表明,本文提出的公式具有较好的准确度。     

裂纹前端局部加强板的韧性断裂分析

对局部加强含裂纹板的弹塑性断裂问题进行了分析计算.建立了裂纹前端局部加强的裂纹板弹塑性分析的Dug-dale模型,以裂纹尖端开口位移CTOD为断裂参数,就加强复板位置、结构参数及加强复板与裂纹板材料参数等因素对结构止裂性能的影响进行了分析计算.结果表明,在裂纹前端进行局部加强使裂纹尖端的塑性区长度减小,且降低了裂纹尖端的开口位移CTOD,能有效地阻止裂纹扩展.提高加强复板相对刚度有利于改善裂纹尖端状态,提高结构的承载能力.     

复杂应力场中裂纹疲劳扩展寿命预报

船舶作为一种大型焊接结构,其疲劳热点部位的应力应变场分布很复杂,要预报这些部位的裂纹疲劳扩展寿命,必须解决复杂场中裂纹的应力强度因子计算及其裂纹扩展方向问题.该文对船舶肘板处两种不同原因产生的裂纹的扩展路径、扩展速率进行了研究.裂纹扩展方向用第一主应力准则确定,在裂纹扩展方向上给定不同的裂纹增量,得到不同长度裂纹的复合裂纹等效应力强度因子,并拟合这些计算结果得出船舶肘板的应力强度因子计算式.结合裂纹扩展率单一曲线模型对肘板裂纹扩展寿命进行了预报,预报结果与实验结果符合得较好,说明所采用的方法可行.对建立船舶典型节点的裂纹扩展寿命预报方法有参考价值.     

船体构件裂纹的分析与修理

文章阐述了船体结构中常见的构件裂纹问题,分析其产生的原因,并提供修理的方法,采取最合适的修理方案,以达到节约资源,提高经济效益的目的。     

码头胸墙大体积混凝土裂缝成因分析及防裂措施

依托在建的以色列阿什杜德港项目,针对其TRS码头胸墙典型施工中出现大量竖向裂缝的问题,结合施工方案及温度监测数据对裂缝成因进行分析研究,得出裂缝的成因主要是由于分层浇筑时上层的收缩受到下层的约束造成的结论。采取在加拌冰屑控制入模温度的基础上,调整为整体一次浇筑的措施,并通过优化混凝土配合比以及加强保温保湿养护促进细小裂缝自愈,解决了大体积混凝土裂缝的问题,值得阿什杜德港项目后续Q27主码头及类似条件下的大体积混凝土施工借鉴参考。     

自升式钻井平台桩靴裂纹分析、处理及修复研究

桩靴是自升式平台的重要组成部分,主要作用是支撑整个平台,将平台所受的载荷传递到海床.一旦桩靴失效,将导致桩腿下沉,平台无法保持水平.文章利用有限元方法研究了自升式平台桩靴在出现裂纹后的应力水平,并研究相关的应对措施与修复方法.     

混凝土管桩水下裂缝维修加固技术

混凝土管桩因其本体是混凝土结构,在施工和营运过程中均有可能造成损伤,形成环向或纵向裂缝。裂缝除了主要出现在水位变动区及以上,还会出现在水下甚至泥面以下,而水上维修加固技术因为工艺和施工条件等限制无法直接应用到水下施工。结合码头工程实例,针对混凝土管桩水下裂缝,提出在管桩外套钢护筒并浇筑混凝土工艺,形成类似钢管混凝土桩结构,利用钢护筒和混凝土对裂缝进行封闭和补强,取得维修加固的效果。     

桂江大桥墩身裂缝原因分析及处治措施

桂江大桥在施工过程中出现墩身节段贯通裂缝，分析发现引起墩身开裂的原因主要是混凝土在凝固过程中产生了大量的水化热，使混凝土温度升高。由于该桥墩位于江中，晚上温度较低，未作降温或保温措施，导致混凝土内外温差较大从而引起开裂。在以后的施工过程中采取了给混凝土保温的措施。使得这一现象消失。     

PHC 桩在沉桩过程中出现纵向裂缝的原因分析及相应对策

PHC桩在沉桩过程中经常出现纵向裂缝,桩直径越大、锤型越重产生纵向裂缝的几率越大。通过对沉桩过程中的作用机理进行分析,提出采用外加钢抱箍的工程措施可以有效避免纵向裂缝的产生。     

港口起重机金属结构裂纹监控方法

裂纹在港口起重机金属结构中广泛存在.金属结构裂纹严重威胁着起重机的安全生产.以实验研究为基础,提出了一整套港口起重机金属结构裂纹监控的实用方法.     

高水头船闸闸首大体积混凝土综合施工技术

针对高水头船闸闸首混凝土体积大,且布置有多种结构埋件、孔洞、廊道等,温度应力及结构断面变化易造成混凝土开裂等问题,结合株洲二线船闸闸首施工实例,对高掺低胶混凝土配合比设计、温控措施、缓凝砂浆及大体积混凝土浇筑等关键技术进行研究。采取三掺配比和层间铺筑缓凝砂浆的方法,并结合适当的温控措施,船闸闸首未出现温度裂缝及层间渗水现象。通过本工程的实施,总结提炼了整套闸首大体积混凝土施工防止温度裂缝及层间裂缝的技术成果,可为同类船闸工程施工提供借鉴。     

焊趾处椭圆表面裂纹的权函数与残余应力强度因子的权函数法

利用三维有限元计算了焊趾处半椭圆表面裂纹的应力强度因子。利用统一的权函数形式,结合得到裂纹半长比a/c=0.2;0.4;0.6;0.8,a/t=0.1~0.8的有限元数据,得到了适用于T型接头焊趾处半椭圆表面裂纹最深点和表面点的权函数。权函数的准确性,用有限元在裂纹面施加高阶载荷进行了验证,对于表面点和最深点,半长比a/c=0.2~0.8,a/t=0.1~0.8,权函数与有限元结果误差在8%以下。基于得到的权函数,计算了T型接头焊趾处半椭圆表面裂纹的残余应力强度因子Kres,并与有限元计算结果进行对比,对比误差在10%以下,表明新的权函数能很好地预测T型接头焊趾处的残余应力强度因子。     

横梁开裂原因分析

天津港盐码头横梁近半数发生不同程度的开裂,裂缝位置多在三跨连续梁中跨的1/3跨长附近,这种裂缝一般不常见。本文为弄清其开裂原因及能否维持码头的安全使用,作了盐码头现场荷载试验,并进行了理论计算,分析了开裂原因并确定了维持盐码头使用的荷载大小。