受拉平板裂纹尖端三维应力状态有限元分析

裂纹的应力应变状态对结构的断裂影响很大,是钢结构断裂分析和设计中研究的重点。由于一般构件的几何形状和荷载状态复杂,难于对裂纹尖端的应力应变状态得到理论解。本文利用ANSYS软件对受拉平板裂纹尖端三维应力状态进行了有限元分析,获得了钢结构裂纹尖端的应力分布规律。     

钢材高温下应力-应变曲线研究

火灾是影响钢结构设计的最主要因素.对钢结构抗火设计的现行方法进行了分析,并指出各种方法所存在的缺陷,通过对钢结构抗火力学性能的研究,参照欧洲标准对常见钢材高温下应力-应变性能进行了分析与计算,得出了便于使用的应力-应变关系.     

不同应力比对脆性材料断裂的影响研究

应用材料破坏分析软件MFPA2D(Material Failure Process Analysis),模拟了平面应力下双向应力比不断变化条件下脆性材料的不同破坏失稳过程,以玻璃为例,重点研究了玻璃在复杂应力状态下不同双向应力比对脆性材料裂纹扩展和断裂的影响.研究结果表明,裂纹失稳扩展时的应力强度因子值随着双向应力比的升高而升高.该结果证明双向应力确实对脆性材料的断裂韧性有影响.通过将理论分析得出的应变失效准则与数值模拟研究结果及试验结果的比较研究表明,应变失效准则作为脆性材料在双向应力下的断裂准则是可行的.     

坠落式危岩稳定性计算

危岩崩塌灾害作为山区主要地质灾害之一,发生时往往造成严重的生命财产损失.本文以坠落式危岩为例,在野外实地调查的基础上,提出了坠落式危岩力学分析的物理模型,并构建了其断裂分析模型,按断裂力学方法,求解了坠落式危岩主控结构面尖端应力强度因子KⅠ和KⅡ,采用最大周向应力理论,计算了主控结果面尖端的相当应力强度因子.最后,定义了坠落式危岩断裂稳定性系数,给出了坠落式危岩稳定状态的断裂参数判据.     

FVS0812铝合金半球形件包覆拉深的有限元分析

采用DEFORM-3D有限元分析软件对FVSO812铝合金半球形件在升温条件下的包覆拉深工艺进行了分析.结果表明:选用不同的包覆材料对工件产生的作用差异较大.包覆板选用双钢板时,拉深工艺极大改善了工件的应变和应力分布状态,降低甚至避免了拉深过程中发生断裂的危险性;对比实验结果,损伤区域的预测与实验结果相吻合.     

基于ABAQUS的应力强度因子求解

应力强度因子是断裂分析中的一个重要参数,准确有效地求解应力强度因子对于正确地评估结构的断裂强度至关重要.基于ABAQUS有限元软件,以非对称四点弯曲试样为例,在裂纹尖端区域设置奇异单元,通过J积分实现了应力强度因子的求解,并与解析法、外推法所得结果比较.计算结果表明,通过ABAQUS有限元软件计算应力强度因子是简单有效的,且计算精度较高.     

碳纤维薄板粘贴长度对混凝土应力场的影响

对碳纤维薄板增强混凝土三点弯曲缺口梁为研究对象，采用有限元方法分析了不同粘贴长度的碳纤维薄板对混凝土的切口尖端应力场及界面处的应力场的影响。结果表明，合适的粘贴长度将使切口尖端的应力集中降低，试件的极限承载力得到提高，过长的贴板对应力控制作用不明显，在混凝土底部出现新的宏观裂缝导致试件破坏。     

通过珩磨附加拉应力提高脆性陶瓷材料的去除率(英文)

根据珩磨加工特性和脆性陶瓷材料力学性能,应用断裂力学理论,分析加工表面裂纹尖端的应力强度因子及应力状态．珩磨附加拉应力增大陶瓷材料加工表面裂纹尖端的应力强度因子,降低陶瓷材料的临界磨削力,使陶瓷材料的去除容易进行．研究表明,珩磨可作为脆性陶瓷材料的一种高效加工方式．     

选择不同应变花对主应力测试结果的影响

为精确得到应力梯度较大点的应力状态,对5种应变片黏贴方案(即45°-3直角应变花、60°-3等角形应变花、120°-3Y形应变花、45°-4扇形应变花及多次黏贴单轴应变片)分别进行了研究,求解出待测点位的应力状态。利用ANSYS对构件上同一点的应力状态进行数值计算,并将实测值与数值计算结果进行对比与误差分析。结果表明,不同种类应变花布片方案测试结果存在差异,采用多次黏贴单轴应变片方案的测量结果更为准确。     

基于外推缺口应力法的铸钢节点环形对接焊缝的疲劳寿命评估（英文）

运用外推缺口应力法研究了铸钢节点环形对接焊缝的疲劳寿命.首先分析了焊接铸钢节点有限元模型的网格敏感性以确定最优网格尺寸.基于焊接铸钢节点有限元模型焊趾和焊根处的应力场分析,使用外推缺口应力法的sharp模型推导有效缺口应力法rounded模型的有效缺口应力,其关键问题是计算外推点C,而参数C与焊接铸钢节点的几何参数之间具有指数函数关系.通过设置不同的几何参数值,确定相应的C值,通过多元线性回归分析可得到外推点C与几何参数之间的函数关系.最后,基于有效缺口应力疲劳参量,根据IIW规范评估了典型铸钢节点环形对接焊缝的疲劳寿命.研究结果表明,外推缺口应力法有效地简化了有效缺口应力的计算过程,同时可准确地评估铸钢节点环形对接焊缝的疲劳设计寿命.     

H_2S Stress Corrosion Tests of Welded Joint for X65 Pipeline Steel and Finite Element Numerical Analysis of Crack Tip

Theresistanceofapipelinesteeltohydrogensulfidestresscorrosioncracking (SCC)andhydrogen inducedcrack ing (HIC)isveryimportantforsteeltobeusedinsouroil/gasapplications.ElongatedMnSinclusionsarethemostsus ceptiblesitesforHICinitiation[1] ashydrogenatomscaneasi lyaccumulateattheinterfacebetweenthesteelmatrixandnon metallicinclusions.ThesegregationofsuchelementsasP ,Mn ,Cinthesteelenhancestheformationofhardbandsoncooling[2 ] .Theexistenceofthebandingstructurenotonlydecreasestheresistanceofthe…     

退化钢筋混凝土桥梁概率耐久性评估方法

提出了考虑时间、空间变异特性的退化钢筋混凝土桥梁耐久性概率评估的随机有限元方法.首先,通过考虑钢筋与混凝土之间时变的粘结滑移关系及腐蚀钢筋的应力应变关系,采用弥散裂纹方法对退化钢筋混凝土桥梁进行有限元分析.然后,提出了退化钢筋混凝土桥梁耐久性概率评估的随机有限元分析方法,基于文献及现场调查的数据,采用蒙特卡罗仿真方法对...     

大跨度车站雨棚铸钢节点的有限元分析

介绍了车站雨棚铸钢节点的分布和结构,分析了国内外铸钢节点的选材,通过节点模型的建立、材料属性的设置、网格划分、约束和不利工况下载荷的设置,运用有限元方法,对雨棚的典型铸钢节点进行了应力应变分析,得到应力应变云图和载荷分布规律。分析结果表明：在不利工况下,雨棚的铸钢节点应力小于铸钢材料的屈服强度要求,节点设计安全可靠,为节点的制造以及进一步的研究提供一些基础的依据。     

Numerical modeling of an advancing hydraulically-driven pile in sand

The penetration of a model pile through sand was investigated via a numerical analysis. Data from nine triaxial compression tests on dense specimens at different stress levels was generalized and used to create an empirical non-linear plastic hardening stress-strain relation for use in the analysis. As the computer program used is capable of large displacement analyses in radial symmetry, we expected that the analysis would easily reproduce the tip resistance penetration profile of the model pile in sand of known density and stress. However, initial attempts led to over-prediction. Successful analyses required both successive reformations of the mesh and the complete elimination of the dilatant peak in soil strength, which is naturally eliminated under large confining stress directly beneath the advancing tip, and that soil in the far-field had strained insufficiently to reach peak strength. Thus, the soil around the shaft must have been sheared to a critical state as it flowed past the tip. The hypothesis that the resistance to displacement piles in sand is mainly a function of the deformability of the sand was again proven, and the use of peak strength in the traditional bearing capacity formulae was found to be inappropriate. Independent investigation in this direction is needed to quantify the hypothesis.     

金属塑性变形过程的硬度预测

依据真实应力应变与工程应力应变的关系,建立了基于真实应力应变的硬度预测模型。进入塑性变形阶段后,将真实应力看作是材料在相应变形程度下的屈服点,并由此获得塑性变形的真实应变∈与相对真实屈服应变∈sp的关系,用于塑性变形阶段的硬度值计算。以45钢塑性变形为例,计算不同应变下的布氏硬度。结果表明,此模型预测的硬度值与试验结果较为吻合,可以较好地预测45钢在塑性变形过程中的各个硬度值。     

钢筋混凝土结构的钢筋锈胀引起的保护层开裂研究

研究目的：预测保护层开裂的时间以及分析锈胀参数 研究方法：基于混凝十的各向异性损伤,建立考虑钢筋腐蚀产物混凝十三者不同力学性能的钢筋锈胀导致保护层开裂的数学模型。模型考虑了腐蚀产物对钢筋混凝土界面区的孔隙和混凝十开裂裂缝的填充效应,采用了非线性分析算法,预测了开裂过程中每一时刻混凝土构件的应变与位移场以及混凝土保护层开裂时间,最后将模型预测值与试验值进行对比。 1.当混凝土出现裂缝之后,随着腐蚀产物对裂缝的填充,混凝土的环向拉应变的增长速率减缓;2.选定钢筋的型号、直径以及混凝土的强度之后,可通过增大保护层的厚度来减小钢筋锈胀开裂的风险。     

LZ50车轴钢低周疲劳性能研究

研究了LZ50车轴钢的循环相关特性,循环疲劳特性及循环应力-应变关系。试验结果表明:LZ50车轴钢的循环疲劳特性曲线及循环应力-应变曲线很好地符合双对数线性关系;其循环相关特性表现为先循环软化,稳定后又发生循环硬化,而且循环软化和循环硬化的程度随控制应变的不同而不同。     

正交异性钢桥面铺装有限元模拟和优化分析

为了确定正交异性钢桥面铺装受力状态并为设计提供参考,运用子模型有限元法分析了桥梁整体变形及局部轮载作用下铺装内部受力状态及应变分布特点.为优化设计铺装层结构,分析了铺装层模量对其应变状态影响.分析结果表明:大跨径钢桥整桥变形对铺装层受力状态影响很小,钢桥面铺装设计的控制受力因素是轮载局部作用下铺装层的横向应变,铺装层模量对铺装层的受力状态有显著影响,通过提高铺装层刚度过渡层的结构优化设计措施可以显著改善铺装层的受力状态,降低铺装层的应变水平.分别对环氧沥青混凝土、SBS改性沥青SMA和Rosphalt改性沥青混凝土的模量及疲劳性能进行了试验评价,可以为桥面铺装结构组合设计提供参考数据.