運(yùn)用連續(xù)損傷理論對結(jié)構(gòu)損傷分析和壽命預(yù)測的研究.pdf

1、金屬結(jié)構(gòu)的損傷分析和疲勞壽命預(yù)測是工程界研究的重要課題.金屬結(jié)構(gòu)的疲勞失效主要由兩部分組成:疲勞裂紋形成期和裂紋擴(kuò)展期.Paris方程能預(yù)測裂紋擴(kuò)展期的疲勞壽命,但裂紋形成期的壽命無法用其進(jìn)行計(jì)算.該文旨在建立一個基于連續(xù)損傷力學(xué)理論的疲勞損傷分析模型,應(yīng)用該模型分析金屬結(jié)構(gòu)的損傷,不僅能預(yù)測疲勞裂紋擴(kuò)展期的壽命,還能預(yù)測裂紋形成期的壽命,解決工程中的實(shí)際問題.理論知識和實(shí)踐調(diào)研相結(jié)合,配合試驗(yàn)數(shù)據(jù)的研究方法.通過實(shí)踐調(diào)研,了解工程實(shí)際

2、需要,獲得基本數(shù)據(jù);該文簡要回顧了過去幾十年該研究領(lǐng)域國內(nèi)外的研究工作和成果,包括理論方面的研究和創(chuàng)新,以及各種試驗(yàn)方法和手段;扼要闡述了連續(xù)損傷力學(xué)理論的基本知識框架和理論體系.結(jié)合實(shí)驗(yàn),對疲勞失效的原理進(jìn)行剖析,詳細(xì)論述疲勞失效的全過程,即微裂紋的萌生和增長,宏裂紋的形成和穩(wěn)定擴(kuò)展,最后失穩(wěn)擴(kuò)展導(dǎo)致疲勞斷裂.對金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行載荷分析和應(yīng)力計(jì)算,分析疲勞裂紋的出現(xiàn)位置.定義了一個新的損傷變量,并推導(dǎo)了損傷累積模型和壽命計(jì)算模型,模型表達(dá)

3、式簡潔,物理含義明確,能很好體現(xiàn)金屬結(jié)構(gòu)疲勞損傷的全過程.簡要介紹了經(jīng)典的疲勞累積損傷理論和幾個典型的損傷變量定義式.結(jié)合金屬結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),運(yùn)用連續(xù)損傷力學(xué)理論,用結(jié)構(gòu)的有效承載面積定義一個新的損傷變量,推導(dǎo)了疲勞累積損傷計(jì)算模型和疲勞壽命計(jì)算模型,在此基礎(chǔ)上得出了疲勞累積損傷計(jì)算方程和相對應(yīng)的疲勞壽命計(jì)算方程.在直角坐標(biāo)系中繪制關(guān)系曲線,運(yùn)用該模型分析了金屬結(jié)構(gòu)的損傷情況,預(yù)測疲勞壽命.結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),用損傷計(jì)算方程和疲勞計(jì)算方程計(jì)算