热-力循环载荷下身管镀层裂纹扩展规律研究

目的研究身管镀层裂纹的扩展机理,提高身管寿命。方法针对身管镀层裂纹损伤,提出一种基于扩展有限元方法(XFEM)结合内聚力模型(CZM)的方法。建立热–力耦合的镀层身管有限元模型,通过间接耦合的方式,将温度场导入有限元模型,通过CZM本构模型来模拟其损伤失效行为。对镀层初始裂纹在热–力载荷下扩展到镀层/基体界面的情况进行仿真分析。结果在高温高压环境下,镀层初始裂纹扩展速度很快,在第1发射击完成后便扩展到基体结合面,初始裂纹扩展到镀层/基体界面时,裂纹尖端的存在使局部具有较大切应力,达到1180 MPa。在连续射击工况下,造成镀层结合面的开裂。结论在高温高压载荷下,镀层初始裂纹很快扩展到镀层/基体界面,且身管镀层承受的热应力是导致镀层开裂的重要因素。     

基于Seam型裂纹的复合型裂纹起裂角预测的有限元法

目的对处于多轴应力状态下的复合型裂纹起裂角进行预测。方法考虑材料的弹性性能,利用商业有限元软件ABAQUS中的Seam裂纹模拟穿透型裂纹损伤,建立双轴载荷作用下中心带孔边裂纹板的三维有限元模型,通过位移外推法得到裂纹尖端的应力强度因子(Stress Intensity Factor,SIF),并利用求得的SIF基于最大周向应力断裂准则预测孔边裂纹的起裂角。结果通过与相关文献结果进行对比,发现通过该有限元方法计算得到的应力强度因子与文献结果的最大误差在2%以内,预测的裂纹起裂角与文献结果的最大误差在3%以内。结论该有限元方法计算的裂纹起裂角与文献结果一致,因此文中求解复合型裂纹起裂角所使用的有限元方法是可靠有效的。     

基于损伤-断裂力学理论的起重机疲劳寿命估算方法

鉴于断裂力学无法估算裂纹形成寿命及难以确定其初始裂纹尺寸,提出将损伤力学与断裂力学相结合共同估算起重机疲劳寿命的思想。针对Paris公式应用的局限性,提出将裂纹扩展率与应力强度因子幅对数线性阶段的某一裂纹尺寸作为裂纹形成寿命和裂纹扩展寿命的分界点。用损伤力学估算疲劳裂纹的形成寿命,用断裂力学估算疲劳裂纹的扩展寿命,两者寿命之和构成起重机的疲劳全寿命。这样做既能避免断裂力学寿命估算中确定初始裂纹尺寸的混乱现象;又能确保Paris公式应用在裂纹扩展率与应力强度因子幅的对数线性阶段。试验验证结果表明,估算疲劳全寿命和试验寿命基本吻合。     

大型回转窑托轮轴疲劳断裂分析与防治

回转窑由于其支承载荷分配不均 ,托轮轴疲劳断裂现象频繁 ,这就严重影响了生产的正常进行 ,造成重大的经济损失。笔者通过对回转窑的托轮轴进行力学分析 ,导出托轮轴等效对称循环应力幅的计算方法 ;对现场回转窑进行分析计算 ,得出该窑托轮轴危险截面等效应力幅与所受载荷的线性关系 ,从而得到托轮轴疲劳极限对应的载荷值和一些重要结论 ;提出通过轴线检测和调整来控制托轮所受载荷 ,使托轮轴处在疲劳极限下运行 ,从而减少托轮断轴事故带来的重大损失 ,有着较好的经济效益     

疲劳裂纹扩展对高强钢电化学性能的影响

采用线性极化、电化学交流阻抗等方法,研究了施加疲劳载荷前后高强钢在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的电化学行为.结果表明,施加疲劳载荷后,开路电位变化值在裂纹扩展过程中经历先负移后稳定最后稍有正移,由线性极化和交流阻抗拟合得到的极化电阻都呈先增大后减小的趋势.     

改进组件树在隧道裂缝识别中的应用*

为提高衬砌裂缝病害事故隐患识别率,解决隧道表面普遍存在的对比度低、噪声污染严重、光照不均匀等问题,采用Retinex方法对图像进行噪声抑制和细节增强,结合组件树算法快速建立组件树并剪枝,建立1种新的隧道衬砌裂缝识别算法。研究结果表明:改进后的算法可有效平衡图像光照,保护图像中裂缝边缘信息,识别精度大于95%。研究结果可为识别隧道裂缝引起的安全隐患提供新的方法。     

空间裂缝病害下铁路隧道衬砌结构安全性研究

基于现场检测结果,针对隧道衬砌裂缝病害,借助ANSYS有限元分析软件,采用荷载－结构法建立含纵向裂缝的隧道计算模型,考虑拱顶和拱腰部位裂缝,分析不同长度、深度裂缝对衬砌结构安全性影响大小,并总结不同规模裂缝下衬砌结构安全性的变化规律。结果表明:裂缝对裂缝附近区域结构的安全性危害最大,拱顶裂缝对衬砌结构的危害程度要远大于拱腰裂缝,且裂缝深度对衬砌结构安全性影响较裂缝长度更为显著,最后在此基础上提出了空间裂缝下衬砌结构安全性评判标准,对不同规模裂缝危害进行等级划分,为隧道相应的病害整治提供了依据。     

平板及焊缝中裂纹磁记忆检测技术研究

为了将磁记忆技术用于裂纹缺陷的检测领域,应用试验研究和有限元分析相结合的方法,分析裂纹的深度、埋深、宽度以及扫描角度对平板中裂纹磁记忆检测的影响。针对45号钢板建立深度和宽度2个影响参量与磁记忆信号之间的量化关系。沿焊缝长度方向和垂直焊缝长度方向对焊接裂纹进行磁记忆检测,研究焊接裂纹的检测方法和信号特征。提出根据局部波形呈现正弦波形态判别缺陷的方法。研究结果表明,用磁记忆检测技术能够对裂纹进行定位,并根据波形信号特征量对裂纹深度、宽度进行量化评价。     

高强与高性能混凝土的收缩与开裂

高强与高性能混凝土胶结料用量较多,砂率较大,粗骨料用量相对较少,因此若处理不妥易出现混凝土早期开裂现象.通过圆环法试验,研究分析高强与高性能混凝土易于开裂的原因及主要影响因素,对商品泵送混凝土配合比的优化提出了建议.同时采用不同的混凝土收缩变形公式进行计算并将计算值与试验值进行了对比,探讨了适合于高强与高性能混凝土收缩变形的实用计算公式.     

基于ANSYS的沉降后浇带裂缝成因分析

为了有效治理沉降后浇带裂缝引起的地下工程漏水问题,以云南某工程为例,使用理论分析与有限元软件ANSYS建立参数模型相结合的方法对后浇带裂缝进行分析,探究后浇带裂缝成因及发展趋势,结果表明:该工程后浇带在荷载作用下产生裂缝的理论最大宽度为0.1 mm,潜在的裂缝发展区域的发展值均小于0.3 mm,实际工程中无须对潜在裂缝...