有缺陷船舶结构板的极限强度及可靠度分析

板是重要的船体材料。由于板加工工艺以及船舶制造工艺的影响,板往往会出现多种缺陷,例如初始缺陷、焊接应力残余、裂纹以及局部凹陷等,这些缺陷的存在对船舶板结构的可靠度指标形成一定的影响。本文具分析了这些缺陷极限强度,对含有多种缺陷板组成的结构系统可靠度行了详细分析,通过采取一定的可靠性计算方法找出影响结构系统可靠性的薄弱板单元,避免由于板缺陷影响船体结构的安全性、可靠性以及耐久性。     

初始几何缺陷对加筋板极限强度的影响分析

在板材焊接过程中,由于热应力的影响,会产生几何变形缺陷。对于加筋板架,常见的初始几何缺陷包括柱型缺陷、板型缺陷和加强筋侧移型缺陷。由于初始几何缺陷的存在,加筋板的极限承载能力将会受到影响。本文利用有限方法计算了不同初始几何缺陷下加筋板的极限强度,明确了各初始几何缺陷对加筋板极限强度的影响程度。     

国家自然科学基金委员会1987年、1988年重大项目简介(三)

26.断裂力学与极限分析的理论及应用主要研究内容:裂纹扩展过程控制参数的理论与实验研究,研究压力容器双参量缺陷评定方法,表面裂纹和含裂纹板壳剩余寿命估算及其安全性评价,工程结构安定性和极限分析的理论研究及数值方法。主持人:黄克智教授(清华大学)     

单裂纹结构的疲劳断裂可靠性分析

本文基于最小二乘法,推导出线弹性条件下应力强度因子的有限元表达公式,将影响结构断裂的裂纹尺寸、载荷、平面应变断裂韧度KC等参数视为随机变量,利用随机有限元法和一阶二次矩法,建立了含单裂纹结构的可靠性模型。     

基于振动的含裂纹钢梁结构无损检测的探讨

基于振动特性的裂纹检测法作为一种无损检测方法近年来越来越受到重视,裂纹的存在对振动系统的动态特性必然产生一定的影响,使得振动系统的柔度发生改变,因而,振动系统的固有频率和振型将发生相应的变化。本文利用ABAQUS软件对含多裂纹缺陷钢梁进行振动模态分析,以研究裂纹对缺陷钢梁固有频率的影响。     

关于直流漏磁检测对管道内螺纹缺陷识别的可行性分析

管道内螺纹在疲劳载荷作用下表面易出现裂纹,本文通过对管道内螺纹疲劳载荷失效形式及直流漏磁检测在内螺纹缺陷检测中应用可能性分析,提出了采用该方法的装置设计方案.     

考虑界面的复合材料筋元结构分析

碳纤维增强复合材料因其本身的优良特性在航空航天领域已经得到了广泛的使用,且主要是以板壳的形式出现,通过设置加强筋得到的加筋板结构不仅比强度高,比刚度大,且承载能力得到了显著提高.多位学者通过研究发现复合材料加筋板在服役的过程中主要承受压缩载荷,在压缩载荷的作用下最常见的破坏模式是蒙皮和筋条的剥离,即筋条和蒙皮的界面一旦...     

民用飞机T型接头三维裂纹扩展分析

T型接头在民用飞机框对接结构中有着广泛的应用,是飞机的关键承载结构。本文通过试验研究了T型接头在飞行载荷下的裂纹扩展行为,并结合VCCT(虚拟裂纹闭合技术)对其裂纹尖端应力强度因子进行计算。最后利用获得应力强度因子对工程目前采用的二维裂纹扩展分析进行了修正,获得了与试验更加贴近的分析结果。为制定维修检查大纲提供更加符合实际的裂纹扩展寿命,扩大检查周期的制定,增加了飞机运营的经济性。     

钢管混凝土叠合柱高墩极限承载力影响因素分析

基于钟善桐教授的钢管混凝土结构统一理论及本构关系,利用ABAQUS建立钢管混凝土叠合柱高墩模型进行计算分析,主要考虑初始缺陷、横缀管、斜缀管、桥墩自重、含钢率5种因素对高墩极限承载力的影响。结果表明,初始缺陷、桥墩自重、含钢率对桥墩极限承载力影响较大,增大或减小趋势较为明显,而横缀管、斜缀管在截面长宽小于0.2 m时,对极限承载力的影响不大,在截面长宽大于0.2 m时,对极限承载力的影响较大。     

环向裂纹机身壁板剩余强度研究

本文设计了一种环向裂纹机身壁板剩余强度研究试验件。对试验件进行了有限元分析和计算,计算了其在两跨裂纹长度下的应力强度因子,进而依据材料的断裂韧度,计算了含两跨裂纹的机身壁板结构承载能力。在分析的基础上进行了试验,获取其剩余强度。通过对比有限元分析和试验结果,表明通过有限元分析方法进行机身壁板剩余强度研究是可靠的,且是偏安全的,可以用以指导机身壁板的初级阶段设计。     

不同应力比下疲劳裂纹扩展行为研究

以扩展有限单元法(extended finite element method,XFEM)为理论基础,研究了不同应力比(R=0.02,0.1,0.2,0.4)对含初始预制裂纹的Q235钢紧凑拉伸试件(compact tension,CT)疲劳裂纹扩展行为的影响,并设计了对应的试验加以验证。结果表明:最大载荷P_(max)和应力比R不变时,疲劳裂纹扩展速率随着裂纹扩展长度曾加而逐渐增大;在相同最大载荷P_(max)下,试件疲劳裂纹扩展到20mm所需要的循环次数N随应力比R的增大而增大;在相同应力比R下,试件疲劳裂纹扩展到20mm所需要的循环次数N随最大载荷的增大而减少。     

单向玻璃纤维-铝合金层板疲劳裂纹扩展速率分析

对LY-12铝合金板和单向Glare层板(在纤维方向加载)进行疲劳裂纹扩展试验。结果表明:在相同的应力强度因子下,制备的Glare层板的疲劳裂纹扩展速率为铝合金单层板的1/10000左右,单层的铝合金板疲劳裂纹扩展速率高于Glare层板。     

混凝土强度与断裂理论研究进展综述

混凝土材料是一种多相多缺陷的非均质工程材料,其缺陷的主要形式是孔隙和裂纹。混凝土材料中的孔隙和裂纹决定于混凝土制造过程中的工艺参数和使用过程中的载荷及环境条件,而孔隙和裂纹对混凝土的物理力学性能具有很大的影响和作用。     

纯内压作用单缺陷腐蚀海底管道安全分析研究

通过载荷抗力系数法和许用应力设计法,对腐蚀海底管道强度进行评估,以两种方法对挪威船级社的DNV规范[1]的案例进行计算,评估纯内压载荷下的海底管道工作的安全性;在此基础上将海底管道视为弹塑性材料,对受压腐蚀海底管道通过ABAQUS进行有限元模拟,并对海底管道进行应力分析并探讨影响管道峰值应力的缺陷几何参数的敏感性。研究结果表明:海底管道在安全工作应力下可将管道视为弹性材料,且在缺陷纵向长度不小于宽度的情况下,管道峰值应力随着缺陷深度和缺陷宽度的增加分别减小及增加。     

混凝土强度与断裂理论研究进展综述

混凝土材料是一种多相多缺陷的非均质工程材料,其缺陷的主要形式是孔隙和裂纹。混凝土材料中的孔隙和裂纹决定于混凝土制造过程中的工艺参数和使用过程中的载荷及环境条件,而孔隙和裂纹对混凝土的物理力学性能具有很大的影响和作用。     

动力钻具壳体螺纹断裂分析与研究

本文分析了动力钻具粘扣及断裂事故,根据螺纹连接的有限元控制方程,建立了螺纹接头的有限元模型,对其进行有限元计算,得到结论:(1)从有限元结果分析发现,公螺纹扣整体的应力变化逐渐向台阶端面扩展,但应力整体变化不大,公扣螺纹的最大应力比母扣要大2倍左右,母扣螺纹内部台阶部位则变化比较明显,导致螺纹接触会发生粘扣;(2)螺纹扣在8吨的压缩载荷下螺纹工作应力最大为802.6 MPa,在螺纹材料的需用屈服应力范围内,响度安全;(3)在压扭复合载荷下螺纹扣在8吨的压缩载荷下螺纹工作应力最大为926.2 MPa,接近API螺纹材料的需用屈服应力影响了螺纹扣壳体的连接强度。     

探析用于高层建筑的新型桩基的机械性能

本文对用于高层建筑的新型桩基的机械性能进行了研究,这种新型桩基是将水泥进行高喷搅拌,形成水泥插芯组合桩,作为新型桩基的重要组成部分,水泥在外加载荷长期作用下的机械性能尤为重要,本文引入了载荷水平和实际载荷水平的概念,分析了不同外加载荷作用时间下水泥试块的强度变化,并对这一变化进行了归一化处理。同时分析了水泥的破坏模式,结果表明,外加载荷作用时间对水泥的强度存在显著影响,对破坏模式没有明显的影响作用。     

内压作用下有损镀锌钢管承载力研究

为研究有损镀锌管道极限承载力在内压作用下的变化规律,本文以D50镀锌钢管为研究对象,分别在管壁内外通过人工方式制作圆形等深度损伤,采用自动液压爆破试验机进行管道的爆破实验,分析总结缺陷位置及深度对试件管道失效压力的影响。通过测量和分析由加载初期到破坏过程中管道内壁纵向和横向应变变化,研究了管道应力的变化情况,分析了不同缺陷位置及不同缺陷深度下管道破坏模式的变化规律。缺陷深度与管道极限承载力负相关,同等深度下内腐蚀对极限承载力的影响比外腐蚀大,缺陷的存在使管壁应力呈现非线性变化关系。     

中心裂纹圆盘和半圆盘裂纹尖端断裂参数数值标定研究

圆形岩石试件常被用于岩石、混凝土或其他脆性材料复合型断裂强度的测试,但对其受载断裂机理与裂纹尖端的断裂参数认识仍不清晰。无量纲应力强度因子有限元分析模型不仅用于岩石无量纲应力强度因子的求取,还可以获得不同试件形状测试获得纯Ⅱ断裂韧度的裂纹倾角,本文采用有限元建立了受三点弯曲荷载的中心直裂纹半圆盘试件模型和受径向压缩荷载的中心直裂纹圆盘试件模型,通过改变裂纹倾角,求解了从纯Ⅰ型断裂到纯Ⅱ型断裂的不同I-Ⅱ型复合比裂纹的断裂参数,即无量纲应力强度因子及无量纲T应力。研究发现:不同裂纹倾角的中心直裂纹圆盘裂纹尖端无量纲T应力参数均为负值,而三点弯曲半圆盘试件的无量纲T应力参数的正负取决于I-Ⅱ型断裂所占的比例。研究成果可为岩石断裂韧度的测试提供建议和指导。     

朱义路桥空心板静载试验检测

对于朱义路桥个别空心板的混凝土强度存在的疑问,从确保工程质量考虑,评价其结构性能的可靠性,可以用静载试验的方法对空心板进行检验.文章主要从挠度及开裂情况两方面进行了分析,结果表明:在正常使用极限状态下,空心板基本满足规范规定的挠度和裂缝宽度要求即满足正常使用阶段要求,可以使用.