论文摘要
分形几何学作为研究复杂不规则构形的重要工具,为解决非线性问题提供了重要的理论基础。在断裂领域内,由于诸多材料的断面被实验证实具有分形特征,基于分形理论的分形断裂力学研究成为新兴的重要学科。然而,深入研究分形断裂力学时,发现在测度问题上存在诸多不合理和困惑。泛形理论的提出从根本上解决了分形应用上的困难,在断裂问题的表征上也是合理的。本文以泛形理论为基础,研究含裂纹构件的断裂问题,主要内容如下:首先,考虑裂纹扩展路径的泛形特征,将泛形复杂度和度量码尺这两个关键泛形参数引入到I型裂纹扩展的断裂参量表达式理论推导中,并通过数值算例分析复杂度对应力强度因子和裂纹扩展力的影响。其次,试验研究了不同裂纹形式下铸铁材料的单轴拉伸破坏行为,结果表明,裂纹是导致构件失效的重要原因,并且裂纹越长,构件的拉伸性能越差。另外,通过激光共聚焦显微镜测量了拉伸试件的断面形貌,利用计盒法计算了断面轮廓线复杂度和统计自相似区间,并用试验数据验证了泛形断裂应力和泛形断裂能表达式的准确性。最后,考虑断面的泛形特征是由于材料内部不均匀造成的,通过Weibull统计分布描述材料的非均匀性,结合扩展有限元法对含裂纹试件的裂纹扩展过程进行了数值模拟,并对模拟路径计算了复杂度,模拟结果与试验结果吻合较好,表明了该模型的合理性。另外,对不同Weibull均质度分布下的非均匀模型裂纹的扩展过程进行了模拟,结果表明:材料越均匀,其裂纹路径复杂度越小,验证了材料的非均匀特征会导致构件产生泛形裂纹这一基本思想。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 张楠
导师: 师俊平
关键词: 泛形,裂纹,复杂度,断裂参量,裂纹扩展,分布
来源: 西安理工大学
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 力学
单位: 西安理工大学
基金: 国家基金项目“多因素耦合下含缺陷结构概率断裂分析与安全评定研究”(U1630144)
分类号: O346.1
总页数: 60
文件大小: 3325K
下载量: 140
相关论文文献
- [1].基于多传感器的裂纹扩展监测研究[J]. 航空学报 2020(02)
- [2].复合材料裂纹扩展的数值分析方法[J]. 一重技术 2019(06)
- [3].温度和应力比对高强高韧7055铝合金型材裂纹扩展行为的影响[J]. 机械工程材料 2020(08)
- [4].孔洞对单边裂纹板裂纹扩展方向的影响[J]. 南京工业大学学报(自然科学版) 2017(04)
- [5].正交异性钢桥面板肋-板处裂纹扩展特性研究[J]. 建材世界 2019(06)
- [6].交叉型裂纹扩展的近场动力学分析[J]. 中国科技论文 2020(03)
- [7].圆形杂质对裂纹扩展的影响[J]. 应用数学和力学 2019(02)
- [8].爆炸载荷下空孔及其缺陷对裂纹扩展影响机理研究[J]. 振动与冲击 2019(18)
- [9].圆孔缺陷对爆生裂纹扩展行为影响的试验研究[J]. 振动与冲击 2018(12)
- [10].一种随机裂纹结构的裂纹扩展路径分析方法[J]. 固体力学学报 2014(01)
- [11].煤体爆破裂纹扩展速度试验研究[J]. 爆破 2011(04)
- [12].岩石单一裂纹扩展率的数值模拟研究[J]. 矿业安全与环保 2010(04)
- [13].围压作用下岩石峰前裂纹演化行为及其扩展模型(英文)[J]. Journal of Central South University 2019(11)
- [14].舱段裂纹扩展模拟与裂纹的激光增材修复[J]. 兵器材料科学与工程 2020(03)
- [15].面向裂纹扩展的连结型刚体-弹簧离散元模型[J]. 西安交通大学学报 2018(04)
- [16].密封舱结构裂纹扩展敏感性分析研究[J]. 载人航天 2018(04)
- [17].纳观尺度裂纹扩展微观机理的晶体相场法研究[J]. 计算物理 2017(04)
- [18].高强度管线钢裂纹扩展速度的计算[J]. 油气储运 2015(04)
- [19].T应力对Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹扩展的影响[J]. 工程力学 2010(04)
- [20].广布损伤裂纹扩展试验与数值模拟[J]. 应用力学学报 2010(02)
- [21].二维数值流形法在模拟多裂纹扩展中的一种通用覆盖更新策略(英文)[J]. Journal of Central South University 2020(08)
- [22].聚乙烯管材快速裂纹扩展的影响因素及评价方法[J]. 工程塑料应用 2014(10)
- [23].基于扩展有限元法对含孔洞平板多裂纹扩展模拟研究[J]. 失效分析与预防 2013(06)
- [24].基于裂纹扩展尺寸概率密度演化法的疲劳可靠性预测方法研究[J]. 工程力学 2014(09)
- [25].静态破碎剂膨胀作用下试件裂纹扩展试验研究[J]. 工程爆破 2010(03)
- [26].裂纹扩展曲线建模方法及其影响研究[J]. 机械科学与技术 2009(11)
- [27].脆性材料裂纹扩展的有限元模拟新算法[J]. 机械科学与技术 2008(12)
- [28].预变形条件下纳观裂纹扩展的微观机制研究[J]. 稀有金属 2020(01)
- [29].尖轨断裂监测仿真与试验分析[J]. 机电工程技术 2020(09)
- [30].高温构件蠕变损伤与裂纹扩展预测研究新进展[J]. 压力容器 2019(02)