疲劳裂纹扩展试验裂纹图像采集系统

针对目前金属疲劳裂纹扩展检测方法存在效率低、操作繁琐、精度不高，不能实现实时性等缺点，文章提出了基 于机器视觉的裂纹检测方法。根据金属疲劳裂纹扩展试验过程中裂纹图像的采集要求，设计了摄像头位置可自动调整 的疲劳裂纹图像采集系统，包括摄像头安装运动装置，裂纹图像采集装置以及摄像头运动控制系统。图像采集装置由高 分辨率黑白面阵CCD摄像头、光学镜头，光源照明装置和图像采集卡组成，前3者安装在摄像头支架上，与摄像头运动 装置相连。摄像头运动装置中的X，Y，，Z轴运动机构由步进电机带动滚珠导轨机构。在基于ARM技术的运动控制系统 的控制下摄像头可沿X，Y，，Z轴作高精度直线运动，实现和试件之间精确位置的调整。实验结果表明，所设计的系统可 采集到疲劳裂纹扩展试验过程中高清晰度、高分辨率的试件裂纹图像，满足下一步裂绞尺寸计算的要求；摄像头运动定 位精度可达到0. 02 mm，满足精确的系统聚焦、位置调整、跟踪采集的要求。     

用N—R模型预测微裂纹的疲劳扩展

本文讨论了用N-R模型预测做裂纹疲劳扩展的可行性，分别与铝锂合金，铜锌合金及16MnR钢的疲劳扩展的实验结果进行了比较，并提出了修正N-R模型的方法．     

三维疲劳裂纹扩展仿真技术研究

应用参数化、模块化有限元建模技术和接触技术仿真半椭圆表面裂纹(前缘曲线和节点),提出了在裂纹前缘形成辐射状奇异单元网格的建模方法和采用有限元接触技术来施加裂纹模型边界条件的方法,实现了裂纹前缘奇异应力场和裂纹模型远场应力的模拟,建立了三维块体初始半椭圆表面裂纹多自由度扩展仿真模型.通过裂纹前缘离散点的正交扩展和拟合得到裂纹扩展前缘形状,使裂纹扩展更加具有自由度.提出了裂纹前缘拟合误差控制扩展步长的方法,使裂纹扩展过程中扩展步长可变.采用参数化、模块化建模技术建立了扩展裂纹模型,实验与仿真结果的比较表明两者基本吻合,说明本文所采用的方法具有很好的实用性.     

对确定疲劳裂纹扩展理论门槛值方法的评介

归纳介绍了确定疲劳裂纹扩展理论门槛值ΔKthT的方法 ,特别对利用疲劳裂纹扩展速率表达式 ,根据da/dN～ΔK试验数据外推确定ΔKthT 的三种方法作了较为详细的介绍 ,并用四套试验数据进行评估。结果显示 ,如果所采用的表达式能够正确反映近门槛值区域的疲劳裂纹扩展规律 ,且参与外推的试验数据中又包含了足够多的近门槛值区域的数据点 ,这类方法获得的结果是基本一致的。     

有机玻璃表面裂纹疲劳扩展仿真研究

针对有机玻璃构件在服役过程中常因交变载荷而导致表面裂纹的产生和疲劳扩展,进而引起断裂的行为,课题组通过仿真研究来预测有机玻璃的表面裂纹疲劳扩展寿命。采用7点递增多项式法拟合疲劳裂纹扩展速率得到材料参数;基于裂纹尖端应力场分析软件,将穿透直裂纹测定的材料参数准确应用到表面裂纹的寿命预测上;采用表面裂纹疲劳扩展试验用于验证仿真结果。研究结果表明利用该方法预测的表面裂纹扩展寿命、裂纹扩展形貌与试验吻合较好。该项研究为有机玻璃结构的损伤容限设计提供了一定的参考。     

裂纹失稳扩展速度与断口微观形态

本文用超声波断口图与扫描电子显微镜（ＳＥＭ）技术对失稳破坏时裂纹扩展速度与相应位置的断口微观形态进行了实验研究,并对所得结果进行了讨论。     

裂纹扩展时声发射信号特性讨论

根据单向拉伸条件下有预制裂纹和无预制裂纹试件的声发射检测结果，研究了细颈后裂纹扩展和非细颈裂纹扩展过程，得出了三条结论。（１）缩颈后裂纹扩展声发射信号很少。（２）未经大的变形的金属，裂纹扩展时释放出大量的声发射信号。（３）裂纹扩展释放声发射信号的条件是有位错滑移、位错雪崩或应力松驰释放出大量弹性能。     

裂纹扩展下J积分及施加撕裂模量的理论推导

Ｊ积分和施加撕裂模量是断裂力学中两个很重要的参量。本文根据Ｐａｒｉｓ的撕裂模量理论推导了裂纹扩展下Ｊ积分和施加撕裂模量的计算公式。     

夹杂物附近萌生疲劳裂纹过程的实验观测与分析

本文基于细观实验观测，对夹杂物附近疲劳裂纹萌生的形式、方向和过程等进行了分析。     

带裂纹自增强与非自增强高压容器的疲劳对比试验及失效分析

本文通过对带裂纹的高压容器进行自增强与非自增强的内压疲劳对比试验,研究了自增强处理方法对带裂纹高压容器疲劳寿命的影响。试验结果表明,自增强处理不但提高了内壁带裂纹的高压容器的疲劳寿命,而且在一定条件下也提高了内壁和外壁带裂纹的高压容器的疲劳寿命。同时自增强处理也能显著提高筒体与平板封头连接焊缝的疲劳寿命。根据试验结果,文中也对高压容器的疲劳失效特点作了分析。     

连续铸铁管凝固过程的计算机数值模拟

本文在对连续铸管冷却过程的热传导进行了分析以后,建立了连续铸管热传导的一维数学模型,并利用微机进行了模拟计算,这样不仅大大节省了计算时间,而且还不失正确性及其精度,这对制订合理的连续铸管工艺具有积极的意义.     

纯铝等通道转角挤压过程数值模拟

等通道转角挤压(Equal-Channel Angular Pressing,ECAP)是一种利用纯剪切变形获得块状超细晶材料的方法.本文利用非线性有限元软件MSC.Marc对纯铝的ECAP变形过程进行了数值模拟,获得了等效应变和等效应力分布规律,分析了挤压力随变形时间的变化和摩擦对ECAP变形的影响.     

基于FLUENT的大气喷射器工作性能数值仿真研究

影响大气喷射器工作性能的因素非常多．诸如它的几何尺寸和几何变形．工作流体的性质,真空泵的抽气能力．投入使用时的压强工况,运行过程中的温度工况等等．本文利用数值模拟的方法,借助FLUENT软件,研究大气喷射器投入使用时的压强工况对其工作性能的影响．研究表明：1）随着引射流体入口压强的逐步增大,凝汽器的真空度逐渐下降,引射系数逐渐变大;2）混合流体出口压强在10kPa到13kPa变化时．引射系数基本保持定值;3）随着混合流体出口压强的逐步增大,扩压管喉部后方的激波逐步减弱,且最佳混合流体出口压强应保持在13kPa．     

液固磁稳定床流动特性数值模拟

磁稳定床因其兼具了固定床和流化床的优点,在石油化工、生物化工和环境工程等领域已显出很大的优越性.磁稳定床由于流动的复杂性,仅依赖试验手段获取的宏观流体力学特性已经不能满足工业放大的需要.本文建立了描述液固两相流磁稳定床的数学模型.通过数值模拟的方法,研究了不同操作条件下液、固相速度分布.模拟结果表明,在不同表观液速下,局部固含率径向分布模拟值与试验值吻合较好.     

土体抗拔数值模拟的可视化方法

本文叙述了岩土工程信息可视化的支撑技术．并针对岩土体的信息模拟问题，描述了用八又树表示土体的方法．以及实现三维图形显示和消除隐藏面的过程。     

疲劳与断裂中细观损伤的群体响应

实验中观察到，在疲劳短裂纹损伤阶段，损伤累积由众多的短裂纹萌生和发展而构成。对于韧性材料裂纹起始，实验中观察到裂尖前方孔洞群体损伤累积．依据损伤以群体方式发生和发展的特征，分别采用裂纹数密度守恒和孔洞数密度守恒的分析方法，探讨了疲劳短裂纹和裂尖前方孔洞群体损伤的演化过程和损伤累积行为。     

聚合物驱剩余油数值模拟定量描述

针对聚合物驱后剩余油分布更加零散，准确描述剩余油分布难度大，以孤岛油田注聚先导区为研究原型，建立精细地质模型，通过油藏数值模拟方法，对聚合物驱剩余油分布规律及其影响因素进行研究，提出了基于成因分类和形态分类的剩余油分布模式，定量描述了每种类型剩余油饱和度及其相对储量，指出厚油层顶部和压力平衡滞留区是剩余油的主要富集区，储层变异系数、地层原油黏度、夹层分布位置、注聚用量是聚合物驱受效剩余油的主要影响因素。在此基础上模拟了变形井网和水平井与直井组合井网两种开采方式，提出了聚合物驱后进一步改善后续水驱开发效果的技术思路。矿场应用表明，研究结果对聚合物驱剩余油描述与挖潜具有指导意义。     

荔湾3-1气田开发数值模拟研究

对荔湾3-1气田气藏流体高压PVT实验数据进行拟合计算，确定了适合描述气藏流体相态行为的流体组分特征参数。利用地质资料及研究成果所得到的地层物性参数，结合构造形态和井点信息，建立了相应的三维地质模型，完成气藏地质储量拟合。从井网部署、初期采气速度、气层动用秩序、断层的连通敏感性及最小井底流压敏感性等多方面对气藏的开发指标进行了数值模拟对比研究，所得的研究结论有利于指导该气田实际开发生产。