含裂纹工作辊热轧过程有限元分析

利用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA的模拟功能,对轧辊的裂纹尖端开裂模式进行了模拟分析。在将裂纹尖端区域细化的基础上,得出含表面裂纹的热轧工作辊两个裂纹尖端的开裂模式是不同的,并且随着轧制深入以及裂纹扩展规律的影响,出现了裂纹尖端局部塑性区以及材料局部的卸载情况,使应力强度因子K以及J积分之间不再满足在线弹性过程中的换算关系形式。     

焦耳争名

焦耳,1818年出生在英国。他是一位终生从事科学研究的业余科学家,是能量守恒和转化定律的确立人之一。焦耳很早就对电学和磁学发生了兴趣,极力想从实验上证明能的不灭。他首先研究了电流的热效应,于1840年间测量了电流通过电阻线放出的热     

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。     

正确理解焦耳定律

将电能直接转化为内能的现象称为电流的热效应,利用电流热效应工作的装置称为电热器.那么电热器产生热量的多少与什么因素有关呢?为什么电炉丝热得发红,而与电炉丝相连接的铜导线却不怎么热呢?这就是焦耳定律所要研究的内容.一、正确理解实验探究过程科学掌控实验过程,尤其针对实验问题所做的猜想要科学、有理有据,针对焦耳定     

基于图像处理技术CTOD试验装置的研制

通过基于CMOS的工业数字摄像机,获取CTOD试验裂纹尖端扩张区的实时图像,利用VB开发的图像处理程序,实时处理和显示裂纹尖端图像,清晰直观地监测裂纹的扩展,实现对裂纹尖端张开位移的可视化分析与研究。该系统简化了试验操作程序,减小了试验系统误差和偶然误差,降低了对试件的要求,提高了试件的复用率,实现教学试验的低成本运行,提高试验教学效果。     

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．     

基于ANSYS的应力强度因子计算

利用大型有限元分析软件ANSYS并基于"位移外推"法进行应力强度因子的计算,其实现方法有两种:一种是采用1/4节点单元模拟裂纹尖端奇异性,由ANSYS直接给出应力强度因子值;另一种是先计算出靠近裂纹尖端处节点的位移或应力,再线性拟合,这种方法不一定要考虑奇异性,只需使网格足够精细即可。文章通过实例介绍了这两种方法求解应力强度因子的过程和技巧,并将计算结果与理论分析结果进行了比较,表明两种方法均可行。     

各向同性功能梯度材料反平面弹性断裂力学分析

研究了无限大平面各向同性功能梯度材料在反平面剪切荷载作用下裂纹问题。材料剪切模量假定为指数模型,通过采用积分变换和对偶积分方程方法,求得裂纹尖端应力强度因子。结果表明:裂纹尖端应力具有奇异性,材料模量梯度越大,应力强度因子越低。     

裂纹岩体贯通机制的数值模拟研究

裂隙岩体在荷载作用下导致其内部裂纹的相互贯通,从而在裂纹尖端形成较大的塑性破坏区域,岩体工程的失稳大多是由于其内部节理、裂隙等缺陷发展导致的,应用断裂力学的方法,可以追踪岩体中节理裂隙的起裂、扩展至相互贯通使岩体局部破坏的过程,从而揭示岩体失稳的渐进破坏机制.本文采用有限元方法模拟了岩体中不同倾角的压剪裂纹的破坏问题,根据不同倾角裂纹的力学机理分析了其受力差异,依据最短塑性区距离判据分析了相近裂尖的扩展距离,得出了不同倾角的两共线裂纹相近裂尖破坏后岩桥之间的有效距离.     

等离子喷涂热障涂层拉伸过程中的裂纹扩展有限元模拟

基于等离子喷涂涂层显微组织图片构建有限元模型,准确反映孔洞、裂纹等缺陷在涂层中的实际分布特征。利用LS-DYNA有限元方法计算拉伸过程中涂层内部的应力变化,以最大主应力作为涂层材料的失效判据,模拟裂纹萌生、扩展过程。数值模拟结果表明,喷涂过程中在陶瓷层内形成的横向主裂纹尖端是拉伸过程中裂纹扩展的萌生点,裂纹在扩展过程中与原有缺陷相互作用使得扩展的裂纹发生了分叉以及偏转,真实再现了裂纹扩展引起涂层失效的过程。     

基体裂纹-异型夹杂相互作用动态焦散线实验研究（英文）

将动态焦散线方法与高速摄影技术相结合,研究了低速冲击载荷作用下3种异型夹杂(方形夹杂、圆形夹杂和三角形夹杂)与基体裂纹的相互作用.通过记录不同夹杂情况下裂纹尖端自起裂到贯穿的动态焦散斑图,分析了Ⅰ型裂纹的动态应力强度因子KdΙ和裂纹扩展速率v与时间的关系.实验结果表明:不同形状的夹杂会对裂纹尖端产生不同的阻裂效果,其中方形夹杂阻裂效果最明显;裂纹尖端焦散斑的畸变程度受到试件中夹杂形状的影响,圆形和方形夹杂对裂尖焦散斑畸变影响程度较大;三角形夹杂试件在裂纹扩展过程中裂尖动态应力强度因子值普遍高于圆形与方形夹杂试件,3组试件在断裂过程中裂尖由于受到反射波的扰动,其扩展速度、特征尺寸和动态应力强度因子值均呈现一定的波动性.研究结果为含异型夹杂构件的强度设计及抗冲击性能评估提供了依据.     

弹性材料夹杂含裂纹梯度材料的接触问题

研究弹性材料夹杂含裂纹功能梯度材料的接触问题．利用Fourier积分变换,将问题转化为关于未知位错密度函数的奇异积分方程,再用配点法对奇异积分方程进行数值求解．获得了裂纹尖端标准应力强度因子．数值结果显示了标准应力强度因子与梯度材料非均匀参数、摩擦系数、裂纹长度以及裂纹距刚性压头中心水平距离的关系．     

SH波在正交各向异性功能梯度材料直裂纹处的散射

研究了正交各向异性功能梯度材料中直裂纹对SH波的散射问题,材料两个方向的剪切模量和密度假定为指数模型,通过积分变换-积分方程方法,建立数学模型,化为对偶积分方程,用Copson方法求解对偶积分方程,最后得到动应力强度因子,并且给出了数值算例,讨论了在SH波作用下,裂纹尖端的动应力强度因子与入射波的频率,入射角的关系．     

SH波在功能梯度压电带拼接半无限大压电材料中共线双裂纹处的散射问题

分析了SH波在功能梯度压电带拼接半无限大压电材料中共线双裂纹处的散射,基于功能梯度压电材料参数指数模型,在裂纹面电渗透性边界条件下,利用Fourier积分变换将问题转化成对偶积分方程,并利用Copson方法对问题进行了求解,最后通过数值算例表明了右裂纹尖端的动应力强度因子受波数和梯度参数的影响情况.     

焦耳定律演示实验的改进

英国物理学家焦耳做了大量实验,于1840年最先精确地确定了电流产生热效应的规律,即电流流过导体产生的热量跟电流强度的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比,这个规律叫焦耳定律.初中学生理解这个规律感到比较困难。做好焦耳定律的演示实验是使学生的感性认识上升为理性认识的关键,也是帮助初中学生更好地理解焦耳定律的重要途径。焦耳定律的演示是初中物理电学教材里较难的一个演示实验,如电源的选定,电阻丝的选择,安装的困难,以及液体的颜色等都将影响演示的效果。     

一般载荷下裂纹尖端附近K的一种解法

采用保角变换 ,给出了线弹性状态下裂纹体承受对称和不对称集中载荷以及对称均匀分布载荷时裂纹尖端附近应力场强度因子K的表达式     

含裂纹梯度材料与均匀材料粘接接触问题

基于功能梯度材料和均匀弹性材料本构方程,探讨了含裂纹半无限大功能梯度材料与均匀弹性材料粘接的接触问题.通过借助Fourier变换技术,将所要研究的问题转换为关于未知位错密度函数的奇异积分方程,并把位错密度函数表示为Chebyshev多项式,最终将奇异积分方程转换为线性代数方程组进行配点数值求解.数值结果以图表的形式显示非均匀参数、裂纹几何性对裂纹尖端应力强度因子的影响.     

SH波在功能梯度压电带中共线双裂纹处的散射

讨论了SH波在功能梯度压电带中共线双裂纹处的散射问题,假定裂纹面上边界条件是电渗透性的,通过建立数学模型并利用Copson方法对问题进行了求解,最后通过数值算例讨论了右裂纹尖端的动应力强度因子与材料梯度参数等因素的关系．     

功能梯度材料平面I型裂纹尖端应力场分析

功能梯度材料是一种新型的非均匀材料,因为其材料常数是连续变化的,其力学基本方程和一般的弹性材料不同,断裂问题的求解也比一般弹性材料要复杂的多。结合弹性材料I型裂纹问题的求解,采用指数模型,研究了功能梯度材料平面I型裂纹尖端应力场,首先引入应力函数,将平面I型裂纹问题转化为四阶常系数偏微分方程,然后给出问题的精确解答,讨论了梯度系数和应力强度因子的关系。     

具裂纹的功能梯度压电压磁复合材料的SH波散射问题

讨论了具裂纹功能梯度压电压磁复合材料的SH波的散射问题,通过Fourier积分变换,把混合边值问题转化为对偶积分方程,并利用Copson方法将时偶积分方程转化为第二类Fredholm积分方程求解,得到了裂纹尖端的应力强度因子、电位移强度因子和磁通量强度因子,最后通过数值计算讨论了材料梯度参数,入射角等因素对标准动应力强度因子的影响．