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汽轮机叶片断裂机理分析 总被引：1，自引：0，他引：1
对汽轮机断裂叶片进行了现场调研、断口扫描电镜、能谱及金相组织分析。结果表明,在安装过程的焊接工序时,汽轮机叶片前缘与电焊条瞬时接触,导致局部组织过热、过烧。工作时,在交变离心拉应力作用下该损伤区域成为裂纹源。在交变载荷的持续作用下,裂纹从源区缓慢疲劳扩展至一定深度,而后在其前沿形成的平面应变应力状态下快速脆性扩展,直至在巨大离心拉应力作用下作极快切向扩展而导致最终的瞬时断裂。 相似文献
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李磅磅邹志鉴 《农业装备与车辆工程》2022,(4):70-73
建立求解应力强度因子的三点弯曲试样模型,采用位移外推法、应力外推法、虚拟裂纹闭合法等3种不同的方法计算Ⅰ型裂纹应力强度因子K_(I)。研究了载荷、裂纹长度、试样的几何参数等对Ⅰ型裂纹应力强度因子的影响。结果表明,3种方法计算出的KI值的结果一致性良好,与解析解相比都能达到较高精度。分析比较3种计算方法,对裂纹应力强度因子计算方法的选择提供参考。 相似文献
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甘蔗属于一年生或多年生宿根热带和亚热带草本植物,宿根切割质量对于甘蔗来年的长势有重要影响。本文探究甘蔗茎秆的切割机理并基于断裂力学理论研究甘蔗裂纹的起裂与扩展过程,为提高宿根切割质量提供理论基础。基于根切器与茎秆的相互作用关系,构建刀具切割茎秆的力学模型,探究切割力等影响因素并基于高速摄像技术观察茎秆切割过程;发现影响切割性能(弯矩、切割力等)的因素主要与甘蔗茎秆及根切器的机械力学特性(直径、密度及茎秆倾斜角度等)、根切器的运动参数(切割频率、切割深度)以及土壤情况等因素有关。高速摄像试验结果表明,多刀切割会增加甘蔗宿根破头、拔根的概率,其由于在一刀切割完成后,茎秆产生凹坑、裂纹等缺陷,在茎秆自身重力及外载的作用下缺陷发生扩展,导致宿根发生破坏。基于断裂力学理论从茎秆内部裂纹入手,分析裂纹起裂条件和影响断裂角的因素并探究裂纹参数对于裂纹尖端应力强度因子以及扩展量的影响。研究结果表明：裂纹角度及数量的改变导致裂纹的开裂类型为复合型裂纹,其中Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹为主要开裂类型;应力强度因子随裂纹角度的改变有较大的波动以及裂纹开裂方向和扩展量的变化是由于裂纹角度的改变影响了最大主应力与裂纹扩展面... 相似文献
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基于压实分析模型的土壤应力传递系数研究 总被引：1，自引：0，他引：1
机械压实是造成土壤退化的重要原因之一,研究并预测土壤应力有助于科学规划田间机械使用,缓解压实问题。基于分析模型预测土壤应力的关键在于选择合适的集中系数。然而在已有的研究中集中系数取值混乱,导致该模型使用时存在很大争议,其原因在于对该参数随土壤环境的变化缺乏规律性认识。本文通过对集中系数表达式的进一步推导,在理论上提出了能够代表土壤环境对集中系数影响的无量纲参数σ_z/σ_0,定义为应力传递系数(STC)。基于水稻土和黄棕壤两种土壤,通过控制含水率和湿密度于室内重塑30种状态的土壤,在单轴压缩实验中运用土压力传感器测量计算应力传递系数,建立应力传递系数与土壤环境参数,如含水率、干密度和先期固结压力等之间的相关性分析。结果表明应力传递系数随土壤含水率的增大而增大,土壤初始干密度和先期固结压力与应力传递系数之间负相关性明显。根据所得应力传递系数计算相应土壤状态下的集中系数,其取值在1.20~12.39之间,与以往的研究结果相差不大,但包含了关于集中系数随土壤环境变化的具体信息。这意味着作为一个稳定可测的无量纲参数,应力传递系数为集中系数的计算提供了一个相对科学的方法,在定量描述土壤环境对集中系数影响的同时,完善了分析模型。 相似文献
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针对圆管表面斜裂纹,建立基于弹性断裂理论和复变函数理论的计算模型。研究圆管表面斜裂纹发生扩展时临界状态所对应的应力强度因子和裂纹临界尺寸在各种相关因素影响下的变化规律。以I、II型复合裂纹为例,采用应变能密度理论对其进行了分析。对开裂角、裂纹所处角度及裂纹的几何尺寸等因素的影响进行仿真计算。得到裂纹所处角度对复合型裂纹两个应力强度因子影响的曲线,并对其影响的程度进行了比较。另外,对裂纹所处角度和开裂角对临界裂纹长度的影响进行了仿真分析。结果表明：随着裂纹所处角度的增加,两个应力强度因子(KⅠ、KⅡ）的最大和最小值是相同的,但趋势相反。并且对于Ⅰ型裂纹,在β=0和β=2π的地方,其应力强度因子为零。 相似文献
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针对目前基于有限尺度环刀的土壤应力传递系数（Stress transmission coefficient,STC）取值方法无法满足不同深度土壤条件下集中系数随加载环境变化研究的问题,将土壤剖面分割为有限尺度的土层,基于分析模型推导ΠSTC公式,以多层土壤应力传递系数连乘方式计算田间指定深度土壤应力传递系数。基于传感器技术进行田间原位土壤平板下陷试验,通过控制压板直径和土层厚度实测9种加载状态下土壤的应力传递系数;同时,通过有限尺度（Φ50×50mm环刀）取样于室内,结合土压力传感器进行非扰动土单轴压缩试验,测量各土层（0~50mm、50~100mm、100~150mm、150~200mm）应力传递系数。运用ΠSTC公式计算3种深度（100、150、200mm）土壤的应力传递系数分别为0.30、0.17、0.07,综合实测数据通过双因素方差分析研究应力传递系数随加载环境的变化规律,由此反算不同加载条件的集中系数。结果显示,随着压板尺度的改变,实测与计算所得相同深度土壤的应力传递系数间并无显著差异,表明土壤应力传递系数与压板-土壤接触面当量半径无关,利用ΠSTC公式计算田间土壤应力传递系数方法可行;随土层厚度的增加,应力传递系数显著减小,说明应力传递性能随土层厚度的增加而逐渐减弱;集中系数随压板直径和土层厚度的增加而逐渐减小。利用分析模型较为准确地预测了田间指定加载环境和土壤环境中因连续加载而变化的土壤应力,优化了土壤压实应力传递的研究方法。 相似文献
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针对圆管表面斜裂纹,建立基于弹性断裂理论和复变函数理论的计算模型.研究圆管表面斜裂纹发生扩展时临界状态所对应的应力强度因子和裂纹临界尺寸在各种相关因素影响下的变化规律.以Ⅰ、Ⅱ型复合裂纹为例,采用应变能密度理论对其进行了分析.对开裂角、裂纹所处角度及裂纹的几何尺寸等因素的影响进行仿真计算.得到裂纹所处角度对复合型裂纹两个应力强度因子影响的曲线,并对其影响的程度进行了比较.另外,对裂纹所处角度和开裂角对临界裂纹长度的影响进行了仿真分析.结果表明:随着裂纹所处角度的增加,两个应力强度因子(KⅠ、KⅡ)的最大和最小值是相同的,但趋势相反.并且对于Ⅰ型裂纹,在β=0和β=2π的地方,其应力强度因子为零. 相似文献
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利用“自上而下”的子结构模型法添加裂纹体,并通过ANSYS中的J积分,计算了机械应力场中一组裂纹的应力场强度因子值。计算值与应力强度因子手册中给出的理论值非常吻合,最大误差不超过6％。并利用最小二乘法,拟合出活塞形状几何因子的表达式。计算结果对活塞的疲劳可靠性分析提供了理论基础。 相似文献
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压力管道的裂纹敏感性分析对于核电安全性评价至关重要。课题组基于断裂力学理论,结合ANSYS断裂工具模块,研究了核反应堆压力管道裂纹强度因子计算方法与裂纹疲劳计算方法,考虑压力管道实际工况,以V形裂纹为例,计算和分析了不同裂纹方向和位置对压力管道的影响规律。研究结果表明,外表面横向裂纹安全系数最低,最易发生裂纹疲劳扩展。 相似文献
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玉米应力裂纹的分形模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
根据显微图象分析，认为分形裂纹的扩展有4种机制，即沿晶扩展、穿晶扩展、沿品和穿晶偶合扩展及分叉扩展．建立了各种应力裂纹扩展机制的分形模型，给出了生成元维数，模拟了整个剖面和局部显微状态下应力裂纹的生成和扩展过程。 相似文献
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利用两相复合材料位移基本解，将受复合载荷作用下复合材料三维裂纹问题，归为求解一组超奇异积分方程，并分析了对裂纹尖端应力奇性和方程组求解理论方法；进而以反映裂纹前沿应力奇性的密度函数基本解表示位移间断，根据Taylor积分及其特征展开特性，给出方程组数值求解方法；最后，以三维矩形裂纹为例，讨论了应力强度因子（SIFs）收敛性及其变化规律。 相似文献
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变桨轴承套圈在服役过程中会发生断裂,其主要原因是套圈存在微裂纹,在弯扭交变载荷作用下裂纹以不同疲劳方式不断扩展直至断裂。为此,对标准试件进行裂纹扩展,反映变桨轴承套圈失效位置的断裂过程和寿命。确定了套圈断裂位置的等效载荷谱及裂纹扩展模型,根据变桨轴承所承受的纯机械疲劳建立裂纹扩展速率模型,计算标准试件在弯扭交变载荷作用下,裂纹以机械疲劳方式扩展的路径和寿命。裂纹扩展仿真结果表明,裂纹在以机械疲劳方式扩展下,含有微裂纹的变桨轴承套圈能达到使用寿命,考虑腐蚀与疲劳同时作用导致变桨轴承套圈失效。 相似文献
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玉米应力裂纹率和破碎敏感性的关系 总被引：5，自引：0，他引：5
在分析玉米应力裂纹指数（Ｓ）计算方法的基础上,得到了修正应力裂纹指数（Ｓ＾＊）方程,方程中的完善籽粒、单裂籽粒、双裂籽粒、龟裂籽粒的平均权重分别为０．７５、１、１．１８、１．３６。比较了应力裂纹指数和修正应力裂纹指数与破碎敏感性（Ｂ）之间的关系。修正后的应力裂纹指数与破碎敏感性拟合得更好,更反映干后谷物破碎强度的变化。 相似文献
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针对车用高强钢的疲劳断裂问题,基于断裂力学理论,在有限元软件ABAQUS中建立试件模型,并利用扩展有限元法仿真车用高强度钢的表面裂纹扩展过程,分析试件在拉伸载荷作用下的表面裂纹扩展状况及裂纹尖端的应力场分布情况。结果表明,扩展有限元法无需重新划分网格,能够高效的对车用高强钢的表面裂纹扩展开裂及扩展演化的仿真,并较方便的计算裂纹尖端尖应力。 相似文献
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零件疲劳寿命由两部分组成——裂纹形成时间与裂纹扩展时间。由疲劳断口分析表明,裂纹总是在零件局部高应力区域先萌生。应力集中区(或称缺口)的金属产生大量的塑性变形,促成了疲劳裂纹核与微裂纹。因此引起疲劳的根本原因是存在循环塑性变形,疲劳过程只是在局部区域而不是在整个零件机体各部分发生。分析零件缺口处的循环塑性变形情况, 相似文献
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常温下稻米籽粒湿应力裂纹机理的试验 总被引：2，自引：0，他引：2
对常温下稻米籽粒湿应力裂纹作了理论分析与试验研究。利用动态图像分析等方法，测量并给出了稻米籽粒湿线膨胀系数。研究了湿应力开裂过程并提出了估算水分扩散系数和吸湿深度的方法。初步研究了稻米产生湿应力裂纹时的水分梯度值范围，当在吸湿过程中稻米籽粒内部水分梯度达到6．0～7．5％／mm时，该处应力值达到稻米的抗拉极限强度，发生开裂。 相似文献
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为降低生产成本,通过采用铸造生产代替锻造生产并且减小半球形压水室内径的措施对一种现有的锅炉循环泵的泵壳进行改型．采用Ansys Mechanical软件,参照ASME标准第Ⅷ-2卷,疲劳计算应用一般迈内尔(Miner)准则和雨流计算法,计算4种泵壳的静态强度使用系数和低循环疲劳使用系数．结果表明:4种泵壳的静态强度使用系数和低循环疲劳使用系数均小于1;内径减小至0875倍时,最大静态强度使用系数减小了7％,最大低循环疲劳系数减小了84％;壁厚增大至1375倍时,最大静态强度使用系数减小了163％,最大低循环疲劳系数增大了2214％．说明选用铸造材料代替锻造材料是应力安全的;小内径可提高静态强度性能,并显著提高低循环疲劳性能;大壁厚可显著提高静态强度性能和降低低循环疲劳性能． 相似文献