基于有限元法的含裂纹平板应力强度因子研究

许多结构和设备由于材料本身原因或使用不当会产生表面裂纹。应力强度因子是用来判定含裂纹的设备或结 构是否会失稳甚至断裂的重要依据。文中选用存在表面裂纹的有限大平板,用1/4节点奇异单元,建立含表面半椭圆裂 纹的平板有限元模型,利用ANSYS对此模型进行应力强度因子的求解。建立不同的模型进行对比分析,得出不同的裂 纹长度、深度、板厚等因素对裂纹尖端应力强度因子的影响情况,以及应力强度因子沿裂纹前缘分布规律。发现裂尖处 应力强度因子随着裂纹长度的增加而减小,随着裂纹深度的增加而增大;裂纹前缘的应力强度因子,在裂纹最深处最大, 由裂纹尖端向裂纹最深处呈现逐渐增大的变化规律。     

2000m~3二甲醚球罐的在线检测及有限元分析

首先,使用多通道声发射检测仪PAC SAMOS-48检测在用2000m3二甲醚球形储罐,判定出该设备存在表面裂纹缺陷及其所处位置。然后,采用超声波检测方法,确定了裂纹形状和大小。用Newman—Raju方法研究了表征裂纹缺陷前沿应力场以及位移场的重要参量即应力强度因子,并利用ANSYS建立简化的有限元模型,最终得到裂纹的应力云图和该裂纹前沿应力强度因子值,与工程估算方法得到的数值进行对比,结果表明有限元方法应用于压力容器缺陷的分析是适用的。     

含裂纹自热式转化炉的有限元模拟及安全评定

本文基于自热式转化炉表面裂纹缺陷展开工作,先依据GB/T19624-2004《在用含缺陷压力容器安全评定》标准,对自热式转化炉表面裂纹进行安全评定,得到裂纹在安全评定图的安全区域内,并最终确定裂纹是安全的;再利用ANSYS,对表面裂纹进行二维模拟,将得到的裂纹应力强度因子的最大值与根据理论计算得到的裂纹应力强度因子值分别进行比较,结果是可信的。     

基于有限元的热裂法切割液晶玻璃的仿真分析

介绍了激光热裂法,即利用移动热源控制裂纹切割玻璃。运用有限元软件Ansys的参数化设计语言建立二维模型,对激光扫描玻璃模型进行仿真。通过该仿真研究了切割过程中裂纹尖端附近的应力和裂纹尖端的应力强度因子,讨论了激光功率和激光扫描速度两关键加工参数对切割的影响,并给出了裂纹可连续扩展的加工参数范围。仿真结果表明,以裂纹尖端的应力强度因子为参考进行仿真,可以更直观的解释热裂法机理,并可以对实际激光切割液晶玻璃的加工参数进行更准确的预测,从而减少实际切割的盲目性。     

边界元法结合裂纹闭合积分求二维裂纹应力强度因子

应用边界元法结合裂纹闭合积分求解二维裂纹应力强度因子。计算结果表明，本文方法优于常用的外推法，并且在裂纹尖端附近在区域布置特殊裂纹单元仍是必要的。     

含孔边双边裂纹的各向异性板反平面问题

首先研究了含孔边裂纹的各向异性材料在反平面剪切载荷作用下的反平面问题,得到了用级数表示的基本解和应力强度因子,之后用边界配置法求解了应力强度因子.通过算例分析表明本方法精度高,运算量小,具有一定的工程应用价值.     

半无限大体中次表面裂纹间的相互影响

针对钢轨次表面的微裂纹问题,采用含裂纹的半无限大体进行简化,研究了半无限大体中裂纹间的相互影响。利用弹性力学中半平面体在边界上受法向分布力的应力公式求出裂纹面上的应力,并采用Kachanov简化方法,得到了裂纹尖端的应力强度因子。分析了裂纹与表面的距离、裂纹尺寸和裂纹之间的距离对裂纹尖端应力强度因子的影响。结果表明:裂纹与表面的距离越大裂纹间的影响越小,裂纹尺寸越大裂纹间的影响越大,裂纹之间的距离越大裂纹间的影响越小。     

新型Cr12Mo1V1剪切刀具的破坏分析与结构优化

针对目前新型Cr12Mo1V1剪切刀具在使用中频繁发生破坏行为,采用三维有限元方法系统研究了该刀具在切割工况下的力学行为。先得到了该刀具的详细应力场,确定其危险部位,并基于经典强度理论对其破坏进行了分析与校核;详细研究了刀具在出现不同几何尺寸的三维角裂纹时,其裂纹前缘应力强度因子的分布结果。基于这些结果对该刀具的几何结构与尺寸进行了优化,降低了应力水平,提高了抗断裂强度。     

裂纹方向压应力对混凝土断裂过程区尺度的影响

针对平行于裂纹方向作用有压应力的无限大板I型中心裂纹问题，基于Muskhelishvil应力函数得出的裂纹尖端最大拉应力和最大压应力确定了修正的莫尔强度理论的适用条件；推导了裂纹尖端微裂区临界值的解析表达式；采用幂函数模型描述的拉应变软化模型，确定了断裂过程区临界值。结果表明应用修正的莫尔强度理论评估混凝土I型裂纹尖端微裂区和断裂过程区尺度是合理的；微裂区和断裂过程区尺度随平行于裂纹方向压应力作用的增加而增加。     

钢桥面板横隔板弧形开孔处疲劳裂纹成因分析及构造措施

钢桥面板横隔板弧形开孔处是疲劳裂纹的高发位置。为了分析该位置疲劳裂纹的成因,首先根据关注细节的应力影响线,分析了车轮面内和面外荷载对不同细节应力幅产生的效应。结合火焰切割边缘残余应力的分布,对弧形开孔边缘主压应力主导的状态仍产生疲劳裂纹的现象进行了解释。然后根据线性累计损伤准则,说明了超载对弧形开孔边缘疲劳细节的损伤度的影响。最后讨论了弧形开孔位置焊缝的构造形式和加工制造工艺。优良的焊缝质量和合理的构造形式将会降低应力集中效应,限制超载是控制疲劳裂纹发生的关键。     

高校行政人员心理压力源调查研究

了解高校行政人员心理压力的主要来源.方法:采用问卷调查方法对四所高校的423名高校行政人员进行调查.结果:1)压力的主要来源是工作因素.2)在所有压力事件中亲人过世、家庭经济负担、工作强度排在前三位.     

京津冀生态环境建设：现状、问题与应对

以一座钢管混凝土连续梁拱组合单线铁路桥为工程背景,采用先整体后局部的两步分析法,首先利用Midas/Civil软件建立全桥有限元模型,计算拱肋安装及后续施工阶段结构的受力状态,得到局部模型的力边界条件;然后利用ANSYS软件建立拱脚结点局部有限元模型,分析施工期间拱脚结点的局部应力分布规律和应力集中程度;最后将拱脚结点应力计算值与实测值进行比较。结果表明,拱肋与梁体间传力顺畅,拱脚混凝土基本处于受压状态;拱脚内侧与箱梁顶板交界处应力集中现象较明显;拱脚上部拱肋周围、拱脚前脚趾处及两拱脚之间箱梁顶板的局部区域出现较大的拉应力,建议在同类桥梁的设计中加强这些部位的构造措施和配筋。拱脚结点应力计算值与实测值比较接近,说明用实体有限元模型计算的局部应力是可靠的,可用于设计验算。     

大面积混凝土现浇空心板楼盖温度应力分析

现浇混凝土空心板在我国应用广泛，常被应用于大型公共建筑中．在大面积现浇混凝土空心板结构中，如果不设或少设伸缩缝，可能导致温度应力作用下混凝土开裂，后果比较严重．文章结合工程探讨了这类结构温度应力的计算方法和采用无粘结预应力筋来控制温度应力的措施，可为其它类似工程提供参考．     

TC4钛合金焊后电子束局部热处理残余应力有限元分析

针对TC 4钛合金电子束焊接及焊后局部热处理过程,采用AN SY S非线性有限元程序,模拟了TC 4钛合金电子束焊态和焊后电子束局部热处理的实际焊接温度场以及焊接接头应力场的变化和残余应力的分布.主要研究了焊后电子束局部热处理工艺对焊接接头残余应力的影响规律.结果表明,焊后电子束局部热处理可以降低焊缝及近缝区的残余应力峰值,并可使应力重新分布,即应力峰值点向母材扩展.     

压裂泵柱塞密封副有限元分析

用有限单元法对OPI-1800AWS型压裂泵柱塞密封副进行了有限元分析,获得了橡胶密封圈与柱塞之间接触应力的分布规律以及接触应力与工作介质压力的关系。计算表明:橡胶密封圈在工作介质压力的作用下,有“偏离效应”的存在。即在密封圈的接触宽度上,唇部受拉伸,根部受压缩,主密封在靠近唇部位置;同时,主密封带的位置不随介质压力的变化而变化,且最大接触应力与工作介质压力之比为1.23。所有这些为润滑状态和密封机理的分析提供了计算依据,同时为密封圈结构设计提供了新的认识和理论依据     

复合曲梁中剪应力和径向应力的显式解

在复合曲梁正应力公式的基础上，进一步导出了其剪应力和径向应力的计算公式，从而使复合曲梁的应力问题全部得到解决．作为特例，也可以从上述公式得到该梁在具有纵向对称面，且载荷作用在该平面内时的相应公式．最后给出了计算实例．     

河南省高校体育教师职业压力致因分析及对策研究

通过实证调查，以河南省高校体育教师为研究对象，采用文献资料、问卷调查等方法，分析了河南省高校体育教师职业压力状况、职业压力与离职意向的状况，探讨了河南省高校体育教师的压力源及自我应付策略。结果表明：河南省高校体育教师总体职业压力感偏高，离职倾向比较严重；普通高校与民办高校体育教师职业压力源略有不同；普通高校与民办高校体育教师自我应付职业压力采用的策略不尽相同，从总体上来看，河南省高校体育教师职业压力自我应对的策略是积极的。     

混凝土干缩应力建模及试验研究

通过建立混凝土毛细孔液面水压力和相对湿度的关系,确定了计算理想状态的自由收缩混凝土和实际工程的全约束混凝土两类结构的干缩应力模型。采用自由收缩和全约束混凝土两个试件,对全约束试件两端施加拉力,且使试件经历加卸载循环,测量了自由收缩和全约束混凝土不同深度的干缩应力和干缩应力产生裂纹的深度,分析了两种试件干缩应力随龄期变化的规律。并通过比较两试件干缩应力图,分析了两类混凝土的干缩应力关系,得出了全约束混凝土的平均干缩应力值比自由收缩混凝土的平均干缩应力值高1MPa的结论。     

内压作用下双开孔圆柱壳孔间距限定

多开孔接管结构常用于压力容器和管道,文章重点考虑了不同A值和不同开孔间距,采用有限元分析法对内压 作用下轴向和环向双开孔圆柱壳进行了应力分析,基于弹性应力法和极限载荷法对承压结构进行应力强度评价。研究 结果表明,基于弹性应力法的应力强度评价,当轴向双开孔圆柱壳开孔间距不大于2. 010时,结构不能满足弹性应力强 度评定要求;基于极限载荷法的强度评价,双开孔圆柱壳均能满足应力强度评定要求。建议对轴向和环向双开孔圆柱壳 开孔间距分别作出限定