长期贮存的固体发动机药柱脱粘界面裂纹分析

为了分析长期贮存的固体导弹发动机药柱脱粘层界面裂纹在燃气内压和轴向过载联合作用下的扩展情况,建立了发动机药柱在包覆层与推进剂之间脱粘的三维有限元计算模型,并于脱粘界面的裂纹尖端设置三维奇异裂纹元,模拟脱粘界面裂纹扩展。在包覆层与推进剂之间设置不同深度脱粘,计算了在燃气内压和轴向过载联合作用下不同贮存期、不同深度的界面裂纹尖端的应力强度因子,得到了界面裂纹应力强度因子随贮存时间、脱粘深度的变化规律,对长期贮存的固体发动机脱粘界面裂纹的扩展进行了分析。     

双向受载裂纹板的碳纤维复合材料补片的胶接修补分析

建立了碳纤维复合材料补片胶接修补双向受载裂纹板的3D有限元模型,分析了补片的单面胶接修补效果,探讨了补片材料、铺层顺序、补片长度及载荷比等对裂纹应力强度因子的影响规律。结果表明:复合材料补片的存在使裂纹板垂直裂纹方向载荷和平行裂纹板方向载荷发生耦合作用,从而影响补片修补效果。平行裂纹方向的压应力可降低裂纹尖端的应力集中因子,而拉应力可提高裂纹尖端的应力集中因子。     

椭圆状裂纹应力强度因子确定及抽油杆疲劳寿命预测

借助实验数据和公式逼近得到了带有椭圆状裂纹,承受拉-拉载荷的抽油杆的应力强度因子。将此应力强度因子代入Paris公式,即可预测抽油杆的剩余疲劳寿命。计算表明,当抽油杆上初始裂纹尺寸α_0<1.90mm时,预测疲劳寿命与实验值可较好地吻合。     

解冻焦散线方法与应力强度因子K_Ⅰ,K_Ⅲ的测定

本文提出了解冻焦散线的实验方法,这是一种应用光弹切片技术获得模型内部任一点焦散线图象的方法。将它用于测定平面应变状态裂纹的应力强度因子K_1,K_2,获得了满意的结果。     

位移不连续法在裂纹扩展仿真中的应用

探讨了在应用位移不连续法仿真裂纹扩展时对加载方式、裂纹扩展长度及应力强度因子计算等问题的处理方法,并据此编制了仿真程序,分析了裂纹在单向压载作用下的扩展趋势和应力变化,具有一定的工程应用价值。     

含磁电弹夹层的压电/压磁层合纳米梁弯曲的研究

为研究磁电弹夹层及尺寸效应对含磁电弹夹层的压电/压磁层合纳米梁弯曲行为的影响,基于非局部理论与正弦剪切型变形梁理论建立了相应的力学模型,并利用虚功原理推导出层合梁平衡方程与边界条件,最后通过数值解法求得层合梁中点的弯曲挠度。对数值结果分析可知:磁电弹夹层对压电/压磁层合纳米梁的弯曲有重要影响,其中主要的影响因素包括磁电弹夹层中压电或压磁材料的体积分数和夹层厚度。分析得到了压电或压磁材料的体积分数和夹层厚度以及非局部参数对层合梁弯曲影响的规律,所得结论可为此类材料的工程应用提供理论参考。     

应用断裂力学估计结构寿命的一个新方法

传统的计算结构寿命的断裂力学方法,将材料的断裂韧性(K_(1c)或K_c)及裂纹亚临界扩展速率(da/dN)应用于疲劳寿命计算时,必须对结构物进行应力分析求出结构物的名义应力分布,以及对裂纹体进行断裂力学分析求出裂纹端部的应力强度因子(K)。由于实际结构的外载条件,构件几何和裂纹几何的复杂性,构件的应力分析和裂纹体的应力强度计算常常是很困难的。本文试图避开这一困难问题,提出一个不用应力分析和裂纹应力强度计算直接估计带裂纹结构寿命的方法。     

机械零件可靠性在应力-强度分布特性下的计算模型

根据应力-强度分布特性下的干涉理论,确定了机械零件在应力-强度诸分布情形下的可靠性计算模型,将应力、强度、结构和可靠性计算联系起来。     

软岩时间损伤效应

本文根据软弱岩石的单轴压缩蠕变试验,讨论了软岩强度和弹性模量的时间效应问题,文中表明,软岩的强度和弹模均匀时间的函数,它们的变化规律具有相似性,都随时间的延长而降低,最后,分析了岩石损伤的时间效应,提出了长期弹模和长期损伤变量的概念。     

压电-正交基体复合半圆柱的界面端部开裂问题研究

建立了半圆柱形压电-正交基体复合材料界面端部开裂问题的力学模型,其中压电层为锆钛酸铅铁电陶瓷,基体为正交异性聚乙烯复合材料。综合利用位错模拟法、格林函数法和奇异积分方程法,对裂纹问题进行了理论分析。通过对应力强度因子进行数值求解和讨论,揭示了几何、物理参数对断裂行为的影响规律。从界面端部止裂的角度出发,找到了压电复合半圆柱的2种优化设计形式:一种是将"较软的内部基体"和"较硬的外部压电层"相结合;另一种是采用正交各向异性介电材料作为基体。另外,数值计算还表明:与剪切模量变化对应力强度因子的影响相比,压电系数和介电系数变化的影响至少要小2个数量级,因此后面二者对结构防断裂优化设计没有显著的实际意义。