少筋混凝土梁三点弯曲断裂过程的数值模型

基于少筋混凝土结构的破坏原理,提出了混凝土裂纹处存在钢筋的力学分析模型,把钢筋对混凝土的作用力假想为一对集中力,钢筋位于混凝土弹性区时,认为钢筋与混凝土连为一体;当钢筋与混凝土裂纹相遇时,考虑钢筋与混凝土之间存在脱粘的部分段。同时根据直线形的混凝土拉应变软化曲线,在过程区各节点上设置无体积、无长度的虚拟弹簧,对少筋混凝土三点弯曲试件的断裂过程进行有限元数值分析。模拟了不同配筋率下少筋混凝土三点弯曲试件起裂、扩展、破坏的全过程,计算结果显示:配筋率对裂缝扩展有很大影响。     

股骨动力加压凹槽交锁髓内钉对稳定骨折治疗作用的生物力学研究

目的研制新型股骨髓内钉并对其生物力学性能进行测评,探讨其在稳定骨折治疗中动力加压机制的表达与力学性能的优劣。方法将新型股骨髓内钉与Orthofix进口交锁髓内钉及AO加压钢板等不同方式内固定在稳定骨折条件下的抗轴向压缩、抗侧弯、抗旋转力学性能进行测试与比较。结果稳定骨折情况下,新型髓内钉对轴向压缩载荷的反应表现为断端间的动力加压作用,其应力遮挡效应明显低于髓内钉及钢板对照组;三点弯曲试验中,各组试样均表现出抗内→外弯曲能力较抗前→后弯曲能力强的特点,新型髓内钉的抗侧弯性能优于髓内钉对照组,钢板对照组抗侧弯性能最佳;钢板内固定的抗旋转能力均优于髓内钉内固定,新型髓内钉抗旋转性能优于髓内钉对照组。结论新型髓内钉设计合理,力学性能优良,动力加压功能明显,应力遮挡效应低,固定稳定性好;髓内钉与髓腔匹配情况及骨髓腔形态亦是影响旋转及侧弯稳定性的重要因素。     

曲轴轴承座裂解槽参数对裂尖应力应变场的影响

裂解技术的核心问题是人为构造缺口,在缺口处形成应力集中,产生初始裂纹源,裂纹扩展直至最终断裂。本研究以某轿车曲轴轴承座为研究对象,利用解理断裂正应力判据作为理论依据,运用断裂力学软件Abaqus模拟分析了不同缺口参数下,裂解前裂尖处的应力应变场。通过模拟分析,研究裂解缺口参数对解理断裂判据中各参量值的影响。分析结果表明:曲轴轴承座材料QT500常温呈脆性,缺口不敏感;鉴于裂解中要考虑裂纹形核、扩展、缺口加工及裂解载荷等问题,初步确定了曲轴轴承座裂解槽的优化参数。经试验验证,缺口参数优化后获得了理想的裂解效果。     

桥吊小车减速箱轴断裂原因分析及改进

小车减速箱是桥吊牵引机构的重要组成部份,保证减速箱在工作中的正常运行,对提高桥吊的工作效率和安全性能有着重要意义。对齿轮轴断口进行宏观分析,结合有限元和材料力学等方面,深入地分析减速箱齿轮轴断裂原因,同时提出合理化的处理方案和改进措施。     

φ840D货车车轮辐板孔疲劳裂纹扩展特性研究

针对目前840D货车车轮辐板孔裂纹故障增多及其可能带来的隐患,本文首先采用有限元方法数值模拟了不同运用条件下车轮的机械应力和制动热应力,其次根据线弹性断裂力学理论研究了辐板孔边裂纹的应力强度因子,最后结合Forman疲劳裂纹扩展方程及裂纹扩展门槛值,得到不同运用工况下辐板孔裂纹扩展的基本特性及规律,从而分析出了导致裂纹扩展的载荷条件。分析结果表明:辐板孔裂纹是典型的疲劳裂纹,是由萌生于辐板孔内侧的微细裂纹逐渐扩展而来的,它是由热负荷和机械载荷的综合效应造成的。单纯的机械载荷不会直接导致孔边裂纹的萌生和扩展;坡道制动与机械载荷的叠加才是导致辐板孔裂纹萌生与扩展的最主要的载荷工况。这对预防车轮疲劳失效、优化车轮设计,保障行车安全,具有重要意义。     

基于断裂力学的铆接钢桥疲劳寿命研究

在役钢桥的疲劳问题日益突出,传统疲劳分析方法的准确性依赖于桥梁受载历史,交通量不断变化使得受载历史不易获取,而断裂力学分析方法则可以避开这一难题。基于断裂力学原理,研究铆接钢桥的疲劳寿命,并将断裂力学分析方法应用于重庆某铆接钢桥疲劳寿命的计算。     

水泥混凝土路面早期断裂原因及预防措施探析

水泥混凝土材料具有良好的可塑性,硬化后具有较高的强度,是公路建设中经常采用的优质材料.从材料化学反应机理、施工环境影响、施工技术等角度论述水泥混凝土路面早期断裂问题及预防措施,可为同类工程提供参考借鉴.     

重型汽车骑马螺栓断裂分析

本文采用组织分析、扫描电镜断口及化学分析,对重型汽车骑马螺栓断裂原因进行分析,结果表明在车辆使用中,由于骑马螺栓拧紧力矩减小引起板簧侧向窜动,对骑马螺栓产生多次小能量冲击,形成附加弯矩,同时在螺栓热处理过程中表面贫碳降低表面的疲劳强度,最终发生弯曲疲劳断裂.     

攻角空化器的超空泡形态非对称特性研究

为了满足水下高速超空化航行体运动平衡性和稳定性要求,必须采用非对称超空泡流动模式,采用具有非零攻角的空化器是实现该要求的一种重要策略.基于冲量定理,理论分析了非零攻角空化器引起的超空泡轴向变形量随轴向长度的关系,获得了空化器攻角对超空泡非对称性及其影响因素之间的定性和定量关系,其一阶近似与同类文献的结论是一致的,数值模拟表明了所得结论的合理性和分析的正确性.研究表明,非零攻角空化器引起的超空泡轴线变形量与沿空泡长度的距离呈线性规律增加,并在空泡尾部达到最大,不可能单独利用空化器攻角沿空泡长度来中和重力影响.     

船体结构表面裂缝在应力腐蚀耦合作用下的扩展机理数值研究

用数值方法研究了船体表面微裂缝在海水腐蚀以及外荷载耦合作用下扩展的机理.实验表明,在给定材料和腐蚀环境的条件下,外荷载越小,微裂缝扩展并最终导致材料断裂破坏过程越长;但当荷载小于某个值(门槛值或称疲劳极限)时,这种延迟的腐蚀断裂破坏现象可以避免.为研究方便,文中假设了在腐蚀环境中工作的材料为各向同性材料.根据数值计算结果,共发现了三种可能的裂缝扩展形式,并证实了导致腐蚀疲劳断裂临界条件的存在性.最后通过计算,针对不同材料以及不同环境条件,勾勒出导致腐蚀疲劳断裂相应的临界条件曲线.