三维裂纹扩展轨迹的厚度效应研究

发布时间：2021-07-17 14:13

　　基于ANSYS有限元分析软件,构建了不同厚度穿透裂纹结构在拉伸载荷作用下的计算模型,将含裂结构分为非裂纹体和含裂纹体,独立建模和划分网格,通过位移法求解三维裂纹前缘的应力强度因子值,利用Paris公式计算裂纹扩展量,依据Richard判据确定裂纹偏转角度,借助三次样条曲线拟合新的裂纹前缘曲线,建立三维裂纹扩展仿真方法,开发三维裂纹扩展程序,研究不同厚度下的三维裂纹扩展轨迹。通过数值模拟结果和试验实测结果对比,验明了本文裂纹扩展轨迹分析方法的有效性。研究结果表明,在相同载荷及边界条件下,对于不同厚度的三维穿透裂纹,厚度效应对内部的应力应变场影响很大,裂纹前缘也呈现出完全不同的形态。 

【文章来源】：兵器装备工程学报. 2019,40(08)北大核心

【文章页数】：7 页

【文章目录】：
1 三维裂纹扩展轨迹模拟方法
    1.1 基本思路
    1.2 确定扩展增量
    1.3 确定扩展方向
    1.4 裂纹扩展程序
2 三维穿透裂纹扩展模拟
    2.1 三维薄板穿透裂纹扩展模拟
        2.1.1 模型几何参数
        2.1.2 有限元模型
        2.1.3 裂纹前缘应力强度因子
        2.1.4 裂纹扩展形态与轨迹分析
    2.2 三维大厚度板穿透裂纹扩展模拟
        2.2.1 模型几何参数
        2.2.2 有限元模型
        2.2.3 裂纹扩展形态与轨迹
3 验证
4 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]泡沫铝垫片厚度在侵彻过程中缓冲性能研究[J]. 姜星辰,程翔,张锦明.  兵器装备工程学报. 2018(11)
[2]紧凑拉伸试样厚度对镍基合金裂纹尖端力学特性的影响[J]. 赵凌燕,崔英浩,唐伟.  中国科技论文. 2017(22)
[3]不同厚度2A12-T4铝合金板的疲劳裂纹扩展形貌[J]. 张胜,高潮,何宇廷,伍黎明,张腾.  机械工程材料. 2016(06)
[4]基于能量模型的三维穿透裂纹扩展研究[J]. 高潮,伍黎明,何宇廷,张腾,侯波.  航空动力学报. 2015(03)
[5]位移外推法在应力强度因子计算中的应用[J]. 朱锐,邓乾金.  机械工程与自动化. 2013(02)
[6]三维裂纹整体参数化模化方法[J]. 唐俊星,陆山.  航空动力学报. 2008(04)

博士论文
[1]16MnR钢疲劳裂纹扩展形貌和扩展路径的试验研究与数值模拟[D]. 涂文锋.浙江工业大学 2009

硕士论文
[1]厚度效应对三维裂纹前缘塑性区尺寸的影响研究[D]. 张晓彤.大连理工大学 2018
[2]冷作模具钢DC53的断裂性能试验及滚轧轮轮齿裂纹扩展分析[D]. 陈世磊.重庆大学 2017
[3]试样厚度以及加载方式对裂纹尖端拘束的影响[D]. 宋蒙蒙.天津大学 2017
[4]三维约束下裂纹端部损伤演化与裂纹扩展的计算模拟[D]. 邓锐.南京航空航天大学 2015



本文编号：3288329