雙材料裂紋疲勞與斷裂數(shù)值分析方法研究.pdf_第1頁
已閱讀1頁,還剩110頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

1、雙材料系統(tǒng),包括不同金屬材料的結合體、金屬與陶瓷類非金屬材料的結合體、涂層材料等,由于其輕量化、高硬度、耐磨損、耐高溫等優(yōu)越和特殊的性能,在機械制造、汽車工業(yè)、能源工業(yè)、航空航天、電子信息等惡劣和特殊環(huán)境下工作的機械零件和元器件中得到了越來越廣泛的應用。利用雙材料的特殊性質,可以改良這些零件和元器件的性能、提高它們的壽命等。在相同的外載荷作用下,根據(jù)兩種材料的不同匹配,雙材料有可能產生比單一材料更大的應力,從而更易引發(fā)裂紋并擴展而導致材

2、料的破壞,特別是雙材料界面,本身就是薄弱部位,一旦出現(xiàn)較大的應力,極易使界面產生裂紋、發(fā)生斷裂和涂層剝離等。因此,研究雙材料裂紋斷裂和疲勞擴展規(guī)律等,對于為雙材料結構和零部件設計和延壽技術等提供理論和數(shù)值分析基礎具有十分重要意義。
  本論文利用第一類奇異積分方程和第二類超奇異積分方程,建立了一套雙材料裂紋系統(tǒng)(二維和三維)線彈性斷裂和表面裂紋疲勞擴展分析的混合邊界元法。對所涉及的邊界積分方程的離散、各類邊界單元(特別是界面裂紋Ⅰ

3、-Ⅱ型耦合振蕩奇異單元)、應力強度因子的確定、奇異積分和超奇異積分計算方法等相關問題進行了詳細的研究。通過與有關研究成果比較并進行試驗研究,對所建立的方法進行了考核。
  1.以彈性理論為基礎,建立了一種雙材料二維和三維裂紋問題超奇異積分方程(第二類積分方程)的求解方法:推導了雙材料系統(tǒng)單位力基本解(第一基本解)和單位位移不連續(xù)基本解(第二基本解);對于二維和三維界面裂紋問題,提出了裂紋上下表面相對位移基本函數(shù)的概念,基本函數(shù)在裂

4、紋尖端具有√r·riε奇異性(Ⅰ-Ⅱ型耦合振蕩奇異性)和√r奇異性(Ⅲ型非振蕩奇異性),在此基礎上,建立了一種反應Ⅰ-Ⅱ型耦合振蕩奇異性并綜合考慮Ⅲ型的界面裂紋單元,并對數(shù)值求解技術進行了詳細的推導和分析。數(shù)值結果表明,本方法具有高的精度。
  2.結合上述第二類積分方程和通常的第一類積分方程,建立了求解雙材料裂紋問題的混合邊界元法,對其中所涉及的邊界積分方程的離散、各類單元的劃分、插值函數(shù)的建立、各類奇異和超奇異積分的處理等數(shù)值

5、求解技術進行了詳細的分析,并將該方法用于表面裂紋疲勞擴展的分析。
  3.針對表面裂紋疲勞擴展過程中,需要計算每個裂紋擴展步下的應力強度因子,從而需要重復計算大型非對稱系數(shù)矩陣問題,提出了僅在初始裂紋狀態(tài)下一次計算主控矩陣,對于隨后的疲勞裂紋擴展,只需做非常小規(guī)模矩陣計算,且通過映射關系自動重新劃分裂紋表面單元等,實現(xiàn)了表面裂紋疲勞擴展的高效(小規(guī)模矩陣計算)高精度(每個裂紋擴展步下“精確”計算應力強度因子)分析。最后進行了表面裂

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論