一、含多处损伤结构的剩余强度研究(论文文献综述)
孙诗语[1](2020)在《含双裂纹损伤结构的剩余强度研究》文中研究说明结构强度是评估船舶与海洋结构物安全性能的重要指标之一,也是船舶结构在设计、制造和服役过程中所关注的重点。船舶与海洋工程结构在长期的使用过程中,在交变载荷的作用下会使其应力集中的关键部位产生多裂纹损伤,从而导致关键部件的剩余强度明显降低,无法保证结构的使用安全和使用寿命,因此对含多裂纹损伤结构剩余强度的预测和研究显得尤为重要。本文基于塑性连通准则,通过有限元方法,考虑多个裂纹参数的影响,提出了含共线双裂纹和平行双裂纹结构的剩余强度研究评估模型,在此基础上考虑裂纹倾角的影响,研究了含任意位置双裂纹损伤结构的剩余强度变化规律和计算方法。首先,针对斜裂纹平板结构的裂尖塑性区尺寸进行了研究。基于已有的直裂纹塑性区尺寸的计算模型,考虑多种影响因素,提出了适用于斜裂纹的裂尖塑性区尺寸的计算模型。接下来,分别建立含共线双裂纹和平行双裂纹平板模型,通过有限元计算裂纹内侧尖端的塑性区尺寸,找到影响双裂纹内侧塑性区尺寸的主要因素,结合塑性连通准则,得到在不同计算模型下含双裂纹损伤结构的剩余强度,并分别提出了含共线双裂纹和平行双裂纹平板结构剩余强度的计算模型。最后,在以上计算模型和计算方法的基础上,对结构中含任意位置的双裂纹之间的相互影响以及结构的剩余强度进行研究,考虑裂纹长度比、裂纹倾角、裂纹中心垂向间距比和裂纹中心横向间距比等裂纹参数的影响,通过数值计算得到不同结构模型的剩余强度。接着,根据平行双裂纹的剩余强度的计算模型,考虑不同裂纹参数对该计算模型的影响,提出了评估含任意位置双裂纹剩余强度的方法,从而应用于工程实际。
白树伟[2](2020)在《广布疲劳损伤评估方法与三维断裂研究》文中认为随着机队平均飞行时间和起降循环数的日益增长,广布疲劳损伤成为航空领域研究重点;多条裂纹间的相互作用使结构损伤评估趋于复杂,危害结构完整性。本文开展广布疲劳损伤评估方法及三维断裂研究,编写多裂纹随机失效过程模拟程序,计算广布疲劳损伤平均行为及检修时刻;依据试验、理论及有限元分析,对铝合金厚板及机身对接壁板的剩余强度特性展开研究;开展三维多裂纹扩展模拟及断裂分析。本文主要研究内容及结论如下:(1)基于试验建立了随机多裂纹萌生模型;考虑裂纹萌生位置、萌生次序及扩展参数的随机性,编写了裂纹萌生、扩展、连通及失效算法,通过有限元二次开发计算应力强度因子,开发了广布疲劳损伤随机发生过程模拟程序。以单排五孔板为分析实例,验证了模拟程序在计算广布疲劳损伤平均行为、检查维修时刻方面的可行性,有效提高了广布疲劳损伤评估效率;(2)以铝合金厚板及机身对接壁板为对象,通过试验、理论及有限元分析,研究结构在特定裂纹构型下的剩余强度特性。对弹塑性有限元法在剩余强度评估方面的应用做了改进。改进后的弹塑性有限元法能够有效提高预测精度,适用于复杂裂纹构型下多裂纹厚板的剩余强度评估;另外,对机身对接壁板的剩余强度进行评估,从而验证刚度等效法在壁板剩余强度评估方面的作用,方法简便,降低了计算误差;(3)对多裂纹结构的三维扩展及断裂展开研究,简化裂纹前缘的网格划分方法,基于有限元交替法建立了三维多裂纹扩展模拟方法,通过多角裂纹及非共线裂纹算例,验证了模拟方法的可行性和准确度;开发程序成功实现了应力强度因子及断裂韧性的三维化,并以对边角裂纹试验为例,实现了快速三维断裂分析,计算结果表明该方法的计算误差满足精度要求。
季春明[3](2018)在《复杂损伤作用下2024-T3铝合金板材力学性能及失效机理研究》文中认为飞机在服役过程中,结构损伤对其服役性能、运行寿命有着显着的影响,常见的结构损伤包括多部位损伤(Multi-site Damage,MSD)、外物损伤(Foreign Object Damage,FOD)和环境腐蚀损伤(Corrosion)。严重的损伤条件会削弱材料的抗拉、抗疲劳和抗腐蚀等性能,从而导致飞机结构服役寿命降低。本文针对不同的损伤条件,研究航空用2024-T3铝合金力学性能的变化及失效机理,对客观地评价航空铝合金耐损伤性能、延长飞机的服役寿命以及开发高性能航空铝合金具有重要的意义。在多部位损伤方面,主要针对交错铆钉孔排布方式及老龄飞机中常见的多部位损伤现象,研究这种损伤现象出现后飞机结构力学性能的变化。采用预制裂纹的方式模拟多部位损伤结构,基于实验测试、数值计算及有限元分析相结合的方式,通过非接触数字图像相关技术(Digital Image Correlation,DIC),从铆钉孔行距、孔列距、孔边裂纹方向三个层面对材料疲劳寿命和剩余强度的影响进行分析,结果表明参数符合飞机设计手册规定范围内的试样,其疲劳寿命和剩余强度均随着孔行距、孔列距的升高而增加,且模拟计算结果与实验数据吻合良好。在外物损伤方面,研究了不同冲击能量、冲头尺寸以及冲击物形状对2024-T3薄板疲劳寿命的影响。通过数字图像相关技术分析含冲击凹坑损伤结构在循环载荷作用下的应变场分布及疲劳裂纹萌生与扩展情况;基于非线性连续疲劳损伤模型提出了一个简化模型,对含冲击凹坑试样的疲劳寿命进行评价;采用ABAQUS/Explicit与Fe-safe相结合的方式对疲劳寿命进行预测。结果表明随着凹坑深度的增加,冲击后试样的疲劳寿命显着降低,简化模型和有限元仿真均有较为良好预测结果。在环境腐蚀损伤方面,研究了不同腐蚀介质及腐蚀液浓度下2024-T3的原位腐蚀-疲劳性能。通过自行设计开发原位腐蚀装置、搭建原位腐蚀疲劳试验平台,分别进行了原位盐雾和盐溶液的腐蚀疲劳试验,结果表明:对于原位盐雾疲劳试验,在2%3.5%的低浓度范围内,盐雾造成的氢脆现象占主导,试样原位腐蚀-疲劳寿命降低;在3.5%5%的相对高浓度范围内,盐颗粒和腐蚀产物引起的裂纹尖端闭合现象占主导,延缓了裂纹扩展行为,使疲劳寿命升高;而盐溶液中试样的低周疲劳寿命对浓度变化不敏感。
卢鹏飞[4](2016)在《含多裂纹典型蒙皮连接剩余强度评估》文中研究指明飞机经长时间运营后可能会出现广布疲劳损伤,它是老龄飞机的主要损伤形式之一。相比于单条裂纹的损伤,广布疲劳损伤的裂纹扩展速率更快,会导致结构的剩余强度加速恶化,从而严重影响老龄飞机运营安全。目前,广布疲劳损伤在理论计算和试验方面的研究都还不够成熟,因此,有必要对其裂纹扩展及剩余强度进行深入研究。本文在已有的相关研究基础上,分析了不同影响因素下的多裂纹扩展规律,并对含多裂纹结构的剩余强度进行了评估。首先基于断裂力学的相关理论,确定分析建模和计算所采用的断裂判据,建立含共线多裂纹的模型,分别改变初始裂纹角度、模型孔的形状和孔径大小,采用围线积分计算各个模型的应力强度因子,使用扩展有限元法得出裂纹扩展路径,进而分析不同变量因素对裂纹扩展的影响。其次,基于扩展有限元法,获得裂纹扩展下结构的破坏载荷历程,并分析了裂纹间的相互影响。最后,结合韧带区塑性连通准则和平均应力准则,对不同间距的裂纹剩余强度变化规律进行了评估。各项仿真结果表明都与已有相关文献的理论分析结论相符合。
邢春辉,曹启武,吴伟东,卢翔[5](2015)在《含多裂纹结构的剩余强度有限元分析》文中研究表明铝合金蒙皮表面上出现的广布疲劳损伤极易引起结构的剩余强度降低而发生破坏,采用平均应力准则方法,对不同裂纹深度和裂纹间距的多裂纹损伤结构进行了剩余强度有限元模拟分析,分别讨论了在相同裂纹深度与不同裂纹间距、相同裂纹间距与不同裂纹深度、不同裂纹间距与不同裂纹深度对剩余强度的变化规律。结果表明:平均应力准则的计算值与塑性连通准则的计算值误差在1%左右;当裂纹连通间距以2mm逐步减少时,剩余强度以10 MPa的幅度逐步减少;当裂纹深度与结构厚度之比低于40%时,剩余强度的下降幅度为40 MPa左右,否则,剩余强度的下降幅度为20 MPa左右;当裂纹深度达到板厚50%时,裂纹间距对剩余强度的影响几乎为零。因此,采用平均应力准则方法可以对铝合金蒙皮的多裂纹深度、间距和剩余强度进行预测和评估。
李嘉骞,沈海军[6](2014)在《老龄飞机广布疲劳问题研究综述(续)》文中研究指明3.2应力强度因子(SIF)的研究WFD的应力强度因子是裂纹扩展分析和剩余强度求解的基础,是含裂纹结构的损伤容限分析的首要任务。应力强度因子反映了裂纹尖端附近应力场强度强弱的程度。由于多裂纹结构的形状、边界、受力的复杂性以及裂纹形态的多样性,加之裂纹扩展时的相互作用,增加了对多裂纹结构应力强度因子研究的难度和复杂性,使得解析法在数学上往往难以描述和求解,因此众多研究学者大都采用数值方法进行分析计算。
李嘉骞,沈海军[7](2014)在《老龄飞机广布疲劳问题研究综述》文中研究表明广布疲劳损伤是老龄飞机及许多工程结构中存在的一种典型的损伤形式。广布疲劳损伤由于裂纹之间存在的相互作用,导致结构的剩余强度明显降低,临界裂纹尺寸减小,裂纹扩展寿命显着缩短,严重地影响着结构的使用安全,因而成为学术界和航空制造业关注的问题之一。本文从广布疲劳损伤的基本概念、分类及宏观特征、国内外研究现状及应力分析、应力强度因子研究、裂纹扩展连通、多裂纹连通准则和剩余强度等方面着手,对当前老龄飞机广布疲劳损伤问题的研究成果与进展进行了全面阐述。
徐武[8](2012)在《飞机结构多位置损伤分析的权函数法与剩余强度预测》文中认为多位置损伤因严重威胁飞机结构的飞行安全而在国内外现代大型运输类飞机结构损伤容限设计和适航审定中受到高度关注。多位置损伤问题的分析非常复杂,常规理论解法往往受限,目前主要依赖有限元等数值方法。本文基于权函数理论,首次提出并发展了针对多位置损伤分析的权函数解法,求解了多位置损伤的各类断裂力学参数,并对结果进行了广泛验证。在此基础上,结合裂纹张开位移准则,采用本文发展的权函数法,对含有四类多位置损伤的飞机用铝合金有限宽薄板的裂纹扩展过程和剩余强度进行了模拟、预测和实验验证。从而,为飞机结构多位置损伤问题的求解探索出一条高效可靠的新路。本文完成的主要研究工作和取得的重要进展如下:1、用权函数法分析了特殊共线多裂纹问题,包括:无限宽板周期性共线裂纹、两条等长共线裂纹和有限宽板三条裂纹塑性区连通问题。把这些裂纹构型处理成单裂纹,采用单裂纹的权函数法,解得这三类裂纹受任意载荷下的应力强度因子、裂纹张开位移及Dugdale条带屈服模型的塑性区尺寸和裂尖张开位移。广泛的对比分析结果表明:权函数法计算结果与现有精确解和有限元解非常吻合。2、针对不能处理成单裂纹问题的多位置损伤构型,提出了一般共线多裂纹的权函数解法,发现了一般共线裂纹与已有单裂纹的权函数表达式之间的重要差别。在此基础上推导出无限宽板三条共线裂纹的权函数,进而通过简单积分,求得三条任意长共线裂纹受任意载荷下的应力强度因子、裂纹位移以及条带屈服模型塑性区尺寸和裂尖张开位移。3、针对无限宽板、半无限宽板和有限宽板共线多裂纹的Dugdale条带屈服模型,提出了基于单裂纹权函数的“统一”分析方法。采用该方法分析计算了无限宽板、半无限宽板和有限宽板含两条和三条共线裂纹的断裂力学参量以及韧带弹性区的应力分布,计算结果与现有精确解和有限元解非常吻合。该方法简单、高效、可靠、适用范围广。4、开展了2024-T3铝合金薄板在C(T)和M(T)两种试样下的基本力学性能和裂纹扩展临界裂尖张开角试验研究;对含有二、三、五、七条裂纹的四类多裂纹有限宽薄板试样进行了稳态裂纹扩展全过程跟踪和剩余强度试验。通过对多裂纹构型参数进行优化设计,成功实现了多位置损伤各种断裂模式,为权函数法用于韧带断裂和剩余强度评定提供了重要的试验依据。5、采用本文建立的多位置损伤分析的权函数法和裂纹张开位移准则,对含有四类多裂纹2024-T3铝合金有限宽薄板在静拉伸载荷下的多裂纹扩展和剩余强度进行了预测。理论预测的稳态裂纹扩展行为、韧带断裂载荷和剩余强度与实测值均吻合良好,剩余强度和韧带断裂载荷的误差分别在11%和16%之内。预测精度与求解效率均明显优于有限元法。综上所述,本文提出和发展的共线多裂纹权函数解法为飞机结构多位置损伤的断裂力学分析和剩余强度评定提供了一个强有力的理论解法和计算手段。
胡建军,陈跃良,杨学峰,张勇[9](2012)在《基于多损伤的飞机结构可靠性研究》文中进行了进一步梳理多损伤是影响老龄飞机结构完整性的重要因素之一,回顾了国内外飞机结构多损伤研究现状,介绍了多损伤应力强度因子的计算方法和多裂纹连通准则,对飞机结构多损伤裂纹扩展模型和可靠性分析进行了研究,为合理制定飞行计划,充分发挥老龄军用飞机的使用功效、保障飞行安全提供了理论基础。
王欢欢[10](2012)在《飞机结构多部位损伤研究》文中进行了进一步梳理飞机在长期的使用过程中,由于疲劳载荷等原因会在结构上产生多部位损伤,多部位损伤会导致结构的剩余强度迅速降低,可能使飞机产生严重的事故。对多部位损伤的预测和研究就显得非常重要。本文主要针对飞机结构进行多部位损伤研究与分析,重点对裂纹尖端相互影响因子、剩余强度、多裂纹扩展三方面进行了研究。首先,针对多部位损伤中存在的多裂纹相互影响进行了研究。将共线多裂纹之间的相互影响划分了五种模式,分别计算了各种模式下的相互影响因子,得出了这五种模式下的裂纹相互影响规律。再次,选取了飞机上典型的多排铆钉孔结构,通过对试件进行疲劳试验,得到铆钉孔的裂纹扩展数据和剩余强度数据。然后进行有限元模型和概率模型的验证。验证表明,有限元模型和概率模型都有足够的精度,并且模型都是偏安全考虑。然后,在以上模型与方法验证的基础上,进行裂纹扩展与剩余强度分析。考虑了三种不同裂纹扩展顺序的影响,通过模型计算得到不同模型的裂纹扩展规律与剩余强度。结果表明,不同裂纹扩展顺序对剩余强度的影响比较小,但是对裂纹扩展规律的影响较大。在进行剩余强度计算时采用了净截面屈服判据和塑性区连通判据,结果显示塑性区连通判据裂纹扩展较快,比较符合实际情况。通过以上研究,可以对多部位损伤阶段的裂纹扩展寿命、剩余强度以及裂纹之间的相互影响进行预测与评估,为飞机结构的安全提供保障。
二、含多处损伤结构的剩余强度研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、含多处损伤结构的剩余强度研究(论文提纲范文)
(1)含双裂纹损伤结构的剩余强度研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状及发展 |
1.2.1 含多裂纹损伤结构剩余强度的研究进展 |
1.2.2 裂纹尖端塑性区的研究进展 |
1.3 本文研究内容 |
2 斜裂纹裂尖塑性区尺寸计算方法研究 |
2.1 引言 |
2.2 有限元分析 |
2.2.1 有限元模型的建立 |
2.2.2 有限元模型的验证 |
2.3 影响斜裂纹裂尖塑性区尺寸的相关因素 |
2.3.1 板宽对斜裂纹裂尖塑性区尺寸的影响 |
2.3.2 屈服强度对斜裂纹裂尖塑性区尺寸的影响 |
2.3.3 弹性模量对斜裂纹裂尖塑性区尺寸的影响 |
2.3.4 平面状态对斜裂纹裂尖塑性区尺寸的影响 |
2.3.5 横向应力对斜裂纹裂尖塑性区尺寸的影响 |
2.4 本章小结 |
3 含共线双裂纹损伤结构的剩余强度计算方法研究 |
3.1 引言 |
3.2 有限元分析 |
3.2.1 有限元模型的建立 |
3.2.2 有限元模型的验证 |
3.3 裂纹参数对含共线双裂纹损伤结构剩余强度的影响 |
3.3.1 裂纹间距比与剩余强度之间的关系 |
3.3.2 裂纹长度比与剩余强度之间的关系 |
3.4 影响含共线双裂纹损伤结构剩余强度的相关因素 |
3.4.1 板宽对剩余强度的影响 |
3.4.2 屈服强度对剩余强度的影响 |
3.4.3 弹性模量对剩余强度的影响 |
3.5 本章小结 |
4 含平行双裂纹损伤结构的剩余强度计算方法研究 |
4.1 引言 |
4.2 问题描述 |
4.2.1 计算模型 |
4.2.2 理论分析 |
4.3 裂纹中心垂向间距比对剩余强度的影响 |
4.3.1 等长度裂纹 |
4.3.2 不等长度裂纹 |
4.4 裂纹中心横向间距比对剩余强度的影响 |
4.4.1 等长度裂纹 |
4.4.2 不等长度裂纹 |
4.5 影响含平行双裂纹损伤结构剩余强度的相关因素 |
4.5.1 板宽对剩余强度的影响 |
4.5.2 屈服强度对剩余强度的影响 |
4.5.3 弹性模量对剩余强度的影响 |
4.6 本章小结 |
5 含任意位置双裂纹结构的剩余强度计算方法研究 |
5.1 引言 |
5.2 问题描述 |
5.2.1 计算模型 |
5.2.2 理论分析 |
5.3 仅干扰裂纹为倾斜裂纹的双裂纹损伤结构的剩余强度 |
5.3.1 等长度裂纹 |
5.3.2 不等长度裂纹 |
5.4 双倾斜裂纹损伤结构的剩余强度 |
5.4.1 等长度裂纹 |
5.4.2 不等长度裂纹 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(2)广布疲劳损伤评估方法与三维断裂研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
注释表 |
缩略词 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 广布疲劳损伤的定义及特点 |
1.3 广布疲劳损伤案例 |
1.4 广布疲劳损伤国内外研究现状 |
1.4.1 随机裂纹萌生研究 |
1.4.2 多裂纹扩展研究 |
1.4.3 剩余强度理论研究 |
1.4.4 三维断裂研究 |
1.5 本文主要研究内容 |
第二章 广布疲劳损伤评估方法及三维断裂理论 |
2.1 引言 |
2.2 随机裂纹萌生模型 |
2.2.1 基于单细节疲劳试验的随机裂纹萌生模型 |
2.2.2 基于材料S-N曲线的随机裂纹萌生模型 |
2.2.3 基于EIFS的随机裂纹萌生模型 |
2.3 裂纹扩展模型 |
2.3.1 Paris模型 |
2.3.2 Forman模型 |
2.3.3 Walker模型 |
2.3.4 Willenborg/Chang模型 |
2.4 剩余强度理论 |
2.4.1 Swift准则 |
2.4.2 净截面准则 |
2.4.3 CTOA/CTOD准则 |
2.4.4 表观断裂韧性准则 |
2.4.5 弹塑性有限元法 |
2.5 三维断裂准则 |
2.6 本章小结 |
第三章 多裂纹结构的随机失效过程模拟 |
3.1 引言 |
3.2 初始裂纹的概率萌生 |
3.3 随机多裂纹扩展分析 |
3.4 多裂纹连通及结构失效 |
3.5 广布疲劳损伤平均行为 |
3.6 随机过程模拟的编程实现 |
3.7 分析实例 |
3.7.1 程序输入参数 |
3.7.2 裂纹萌生寿命验证 |
3.7.3 五孔板随机失效过程模拟 |
3.7.4 WFD失效时刻的概率累计分布 |
3.7.5 五孔板WFD评定结果 |
3.8 本章小结 |
第四章 多裂纹厚板/对接壁板剩余强度分析 |
4.1 引言 |
4.2 含多裂纹厚板的剩余强度试验 |
4.3 多裂纹厚板剩余强度分析 |
4.3.1 弹塑性有限元法的改进 |
4.3.2 网格敏感性分析 |
4.3.3 厚板剩余强度评估 |
4.4 机身对接壁板剩余强度试验 |
4.5 机身对接壁板剩余强度分析 |
4.5.1 基于有限元的裂纹萌生位置分析 |
4.5.2 基于DFR法的裂纹萌生寿命计算 |
4.5.3 基于刚度等效法的剩余强度评估 |
4.6 本章小结 |
第五章 多裂纹结构的三维扩展及断裂分析 |
5.1 引言 |
5.2 三维多裂纹扩展模拟流程 |
5.3 多角裂纹结构裂纹扩展分析 |
5.3.1 多孔多角裂纹结构模型 |
5.3.2 角裂纹前缘I型应力强度因子分布 |
5.3.3 多角裂纹裂纹扩展模拟 |
5.4 非共线裂纹裂纹扩展分析 |
5.4.1 非共线裂纹结构模型 |
5.4.2 非共线裂纹扩展过程应力强度因子计算 |
5.4.3 非共线裂纹板的扩展模拟 |
5.5 含曲线多裂纹结构的三维断裂评估 |
5.5.1 含曲线多裂纹结构的三维断裂试验 |
5.5.2 含曲线多裂纹结构的有限元模型 |
5.5.3 多裂纹结构的三维断裂评估 |
5.6 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 进一步展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
(3)复杂损伤作用下2024-T3铝合金板材力学性能及失效机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
注释表 |
第一章 绪论 |
1.1 论文研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 多部位损伤(MSD) |
1.2.2 外物损伤(FOD) |
1.2.3 原位腐蚀疲劳(Corrosion) |
1.3 三维数字图像相关技术 |
1.3.1 3D DIC原理 |
1.3.2 3D DIC应用现状 |
1.4 本文主要研究内容 |
第二章 试验材料、设备及方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验设备 |
2.2.1 力学测试设备 |
2.2.2 非接触全场应变测量系统(VIC-3D) |
2.2.3 微观形貌表征 |
2.3 试验方案 |
2.3.1 多部位损伤试样设计及试验方案 |
2.3.2 外物损伤试样设计及试验方案 |
2.3.3 原位腐蚀疲劳试验系统搭建及试验方案 |
2.4 有限元建模软件 |
2.4.1 ABAQUS |
2.4.2 Fe-safe |
第三章 交错孔及孔边裂纹对2024-T3 力学性能的影响研究 |
3.1 引言 |
3.2 疲劳寿命试验结果及分析 |
3.2.1 单孔试样疲劳寿命分析 |
3.2.2 铆钉孔行距对疲劳寿命的影响 |
3.2.3 铆钉孔列距对疲劳寿命的影响 |
3.2.4 铆钉孔边裂纹对疲劳寿命的影响 |
3.2.5 裂纹扩展路径分析 |
3.3 基于有限元的数值计算及疲劳寿命预测 |
3.3.1 确定疲劳裂纹萌生寿命 |
3.3.2 疲劳裂纹扩展寿命计算 |
3.3.3 试验值与计算值的比较 |
3.3.4 疲劳裂纹扩展长度对比 |
3.4 剩余强度试验结果及分析 |
3.4.1 单孔试样剩余强度分析 |
3.4.2 铆钉孔行距对剩余强度的影响 |
3.4.3 铆钉孔列距对剩余强度的影响 |
3.4.4 铆钉孔边裂纹对剩余强度的影响 |
3.4.5 裂纹扩展路径分析 |
3.5 剩余强度分析准则及预测 |
3.5.1 基于净截面屈服准则的剩余强度预测 |
3.5.2 根据断裂路径修正净截面屈服准则 |
3.6 对比分析 |
3.7 本章小结 |
第四章 外物损伤对2024-T3 疲劳性能的影响研究 |
4.1 引言 |
4.2 冲击后疲劳试验结果及分析 |
4.2.1 冲击条件对凹坑尺寸的影响 |
4.2.2 冲击后疲劳寿命结果及分析 |
4.2.3 DIC应变云图分析 |
4.2.4 疲劳裂纹扩展路径分析 |
4.2.5 断口形貌分析 |
4.2.6 基于非线性连续疲劳损伤模型的数值计算 |
4.2.7 基于ABAQUS和 Fe-Safe的疲劳寿命预测 |
4.3 凹坑修复后疲劳试验结果分析 |
4.3.1 凹坑修复后疲劳寿命结果及分析 |
4.3.2 DIC应变云图分析 |
4.3.3 断口形貌分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 原位腐蚀疲劳对2024-T3 疲劳性能的影响研究 |
5.1 引言 |
5.2 原位盐雾腐蚀疲劳试验结果及分析 |
5.2.1 原位盐雾疲劳寿命结果 |
5.2.2 断口形貌分析 |
5.2.3 裂纹扩展速率分析 |
5.3 原位液相腐蚀疲劳试验结果及分析 |
5.3.1 原位液相疲劳寿命结果 |
5.3.2 预腐蚀+液相疲劳试验结果 |
5.3.3 断口形貌分析 |
5.3.4 裂纹扩展速率分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 全文结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录:MSD疲劳扩展寿命计算表格 |
研究生阶段取得的研究成果 |
(4)含多裂纹典型蒙皮连接剩余强度评估(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 论文的主要内容和结构安排 |
第二章 多裂纹问题的理论分析 |
2.1 引言 |
2.2 断裂力学理论 |
2.2.1 裂纹类型 |
2.2.2 应力强度因子 |
2.2.3 能量释放率 |
2.2.4 J积分原理 |
2.3 WFD的裂纹模型 |
2.3.1 WFD基本特点 |
2.3.2 WFD的裂纹萌生和扩展 |
2.4 复合型断裂判据 |
2.4.1 I、II型裂纹的应力场计算 |
2.4.2 最大周向拉应力理论 |
2.5 WFD结构裂纹扩展判据 |
2.5.1 塑性区连通准则 |
2.5.2 平均应力准则 |
2.6 本章小结 |
第三章 基于ABAQUS的多裂纹典型结构件模型分析 |
3.1 引言 |
3.2 XEFM有限元法 |
3.2.1 基于Abaqus分析裂纹扩展的理论基础 |
3.2.2 XEFM方法 |
3.2.3 围线积分和裂纹尖端奇异性 |
3.3 典型蒙皮连接关键结构的选取 |
3.3.1 飞机结构类型的划分 |
3.3.2 MSD损伤及典型蒙皮连接 |
3.3.3 典型蒙皮连接简化模型 |
3.4 基于扩展有限元法的几个模型验证 |
3.4.1 几个典型的裂纹板计算模型 |
3.4.2 中间含裂纹的板构件的计算模型验证 |
3.4.3 共线单、双裂纹的铝板模型验证 |
3.5 本章小结 |
第四章 不同影响因素下的共线双裂纹扩展规律 |
4.1 引言 |
4.2 含双条共线的裂纹板模型 |
4.2.1 建立几何模型 |
4.2.2 赋予材料特性 |
4.2.3 设定边界条件 |
4.2.4 划分网格 |
4.2.5 设置孔边裂纹 |
4.3 不同初始裂纹角度下的裂纹扩展算例分析 |
4.3.1 应力强度因子和裂纹扩展路径 |
4.3.2 最大周向拉应力理论验算 |
4.4 不同铆钉孔形状下裂纹强度和扩展的算例分析 |
4.4.1 模型选取依据 |
4.4.2 有限元分析 |
4.5 不同铆钉孔径尺寸下裂纹强度和扩展特性的算例分析 |
4.6 含共线多裂纹模型算例分析 |
4.7 本章小结 |
第五章 含多裂纹结构剩余强度分析 |
5.1 引言 |
5.2 含多裂纹结构的裂纹扩展变化规律 |
5.2.1 带双边铆钉孔的共线双裂纹模型 |
5.2.2 带多个铆钉孔的共线多裂纹模型 |
5.3 不同裂纹间距的多裂纹结构剩余强度分析 |
5.3.1 几何模型建立 |
5.3.2 有限元分析 |
5.3.3 剩余强度计算 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结和展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(5)含多裂纹结构的剩余强度有限元分析(论文提纲范文)
1 裂纹间距对剩余强度的影响 |
1.1 平均应力准则理论模型 |
1.2 模型的建立及其参数 |
1.3 塑性连通准则理论模型 |
2 裂纹深度对剩余强度的影响 |
2.1 裂纹深度对最大剩余强度的有限元模拟 |
3 裂纹间距差百分比对裂纹深度差百分比的影响 |
4 结论 |
(8)飞机结构多位置损伤分析的权函数法与剩余强度预测(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
目录 |
第一章 绪论 |
1.1 飞机结构损伤容限设计思想 |
1.2 损伤容限设计分析 |
1.2.1 剩余强度分析 |
1.2.2 裂纹扩展寿命分析 |
1.3 飞机结构广布疲劳损伤 |
1.4 飞机结构多位置损伤分析的研究成果 |
1.4.1 实验方面 |
1.4.2 多位置损伤结构剩余强度分析 |
1.4.3 多位置损伤结构裂纹扩展分析 |
1.4.4 多位置损伤结构随机可靠性分析 |
1.4.5 多位置损伤结构断裂参数的分析方法 |
1.5 目前还存在的一些困难 |
1.6 本文的主要研究内容 |
第二章 权函数法及其在特殊共线裂纹分析中的应用 |
2.1 引言 |
2.2 权函数法 |
2.2.1 叠加原理 |
2.2.2 二维裂纹的权函数法 |
2.2.3 有限宽板单一中心裂纹的权函数 |
2.3 无限宽板周期性共线裂纹的权函数法断裂参数分析 |
2.3.1 周期性共线裂纹的权函数 |
2.3.2 应力强度因子分析 |
2.3.3 裂纹张开位移分析 |
2.3.4 条带屈服模型分析 |
2.4 有限宽板共线裂纹塑性区连通的权函数法分析 |
2.4.1 有限宽板中心裂纹的权函数法分析与验证 |
2.4.2 三条共线裂纹塑性区连通分析 |
2.4.3 多裂纹结构塑性区连通强度预测 |
2.5 无限宽板两条等长共线裂纹的权函数法分析 |
2.5.1 两条等长共线裂纹受远端拉伸载荷下的张开位移 |
2.5.3 两条等长共线裂纹的权函数 |
2.5.4 应力强度因子分析 |
2.5.5 条带屈服模型分析 |
2.6 本章小结 |
第三章 一般共线裂纹的权函数法及其应用 |
3.1 引言 |
3.2 一般共线裂纹的权函数法推导 |
3.2.1 构造裂纹体受不同载荷 |
3.2.2 功的互等定理计算应力强度因子 |
3.3 无限宽板三条共线裂纹的权函数法断裂参数分析 |
3.3.1 三条共线裂纹的张开位移 |
3.3.2 三条共线裂纹的权函数 |
3.3.3 应力强度因子分析 |
3.3.4 裂纹张开位移分析 |
3.3.5 条带屈服模型分析 |
3.4 一条主裂纹和多条共线小裂纹条带屈服模型的分析方法 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于单裂纹权函数的共线裂纹条带屈服模型“统一”分析方法 |
4.1 引言 |
4.2 共线裂纹条带屈服模型的“统一”分析方法 |
4.2.1 方法提出的背景 |
4.2.2 方法的核心思想 |
4.3 无限宽板共线裂纹条带屈服模型分析 |
4.3.1 两条共线裂纹条带屈服模型分析 |
4.3.2 三条共线裂纹条带屈服模型分析 |
4.4 有限宽板共线裂纹条带屈服模型分析 |
4.4.1 对称裂纹 |
4.4.2 非对称裂纹 |
4.4.3 有限宽板两条对称共线裂纹条带屈服模型分析 |
4.4.4 有限宽板三条对称共线裂纹条带屈服模型分析 |
4.5 半无限宽板共线裂纹条带屈服模型分析 |
4.5.1 半无限宽板单边裂纹的权函数及断裂参数分析 |
4.5.2 半无限宽板共线裂纹条带屈服模型分析 |
4.6 本章小结 |
第五章 多裂纹平板剩余强度试验 |
5.1 引言 |
5.2 材料力学性能测试 |
5.2.1 应力应变曲线测试 |
5.2.2 单裂纹试样构型和制备 |
5.2.3 裂纹张开角测量 |
5.2.4 裂纹长度测量 |
5.3 多裂纹试样试验 |
5.3.1 多裂纹试样构型及制备 |
5.3.2 多裂纹平板稳态扩展试验 |
5.4 试验结果与讨论 |
5.4.1 裂纹尖端张开角与裂纹扩展增量关系曲线(ψc-Δa) |
5.4.2 多裂纹平板试验结果 |
5.5 本章小结 |
第六章 基于权函数法的多裂纹平板剩余强度分析 |
6.1 引言 |
6.2 剩余强度分析准则和模型 |
6.2.1 表观断裂韧性判据 |
6.2.2 平均应力/位移准则 |
6.2.3 净截面屈服准则 |
6.2.4 J积分准则 |
6.2.5 T*ε积分准则 |
6.2.6 塑性区连通准则 |
6.2.7 裂纹张开位移(角)准则 |
6.2.8 能量方面的准则 |
6.3 基于裂纹张开位移准则的剩余强度分析模型和方法 |
6.3.1 基于有限元法和裂纹张开位移准则的剩余强度分析模型 |
6.3.2 基于条带屈服模型和裂纹张开位移准则的剩余强度分析模型 |
6.4 基于权函数法和裂纹张开位移准则的剩余强度分析 |
6.4.1 裂纹扩展模型参数的确定方法 |
6.4.2 裂纹扩展参数的确定 |
6.4.3 M(T)试样分析结果 |
6.4.4 两条裂纹试样分析结果 |
6.4.5 三条裂纹试样分析结果 |
6.4.6 五条裂纹试样分析结果 |
6.4.7 七条裂纹试样分析结果 |
6.5 基于有限元法和裂纹张开位移准则的剩余强度分析 |
6.6 对比讨论 |
6.7 本章小结 |
第七章 全文总结及展望 |
7.1 主要研究内容和结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
(9)基于多损伤的飞机结构可靠性研究(论文提纲范文)
1 MSD国内外研究情况 |
1.1 国外研究现状 |
1.2 国内研究现状 |
2 应力强度因子的数值计算 |
3 多裂纹连通失效准则 |
4 多裂纹扩展随机模型 |
5 多裂纹结构可靠性分析 |
5.1 完全积分可靠性模型[9] |
5.2 简化串联可靠性模型[11] |
5.3 修正简化串联可靠性模型 |
6 结束语 |
(10)飞机结构多部位损伤研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 多部位损伤与广布疲劳损伤 |
1.3 多部位损伤研究现状 |
1.4 本文的主要研究工作 |
1.5 本文各章内容安排 |
第二章 疲劳损伤与裂纹扩展理论 |
2.1 引言 |
2.2 疲劳损伤的基本概念 |
2.2.1 DFR 法基本假设和定义 |
2.2.2 DFR 和其它疲劳参数之间的关系 |
2.3 初始裂纹出现的概率问题 |
2.3.1 基本假设 |
2.3.2 串联系统的裂纹出现的概率模型 |
2.3.3 细节数不等的串联概率模型 |
2.3.4 并联概率模型 |
2.3.5 结构发生初始 MSD 的概率模型 |
2.4 裂纹扩展理论 |
2.4.1 应力强度因子 |
2.4.2 裂纹扩展模型 |
2.5 剩余强度理论 |
2.5.1 净截面屈服准则 |
2.5.2 塑性连通区准则 |
2.5.3 其他剩余强度准则 |
2.6 本章小结 |
第三章 裂纹尖端相互影响因子研究 |
3.1 引言 |
3.2 试验 |
3.3 裂纹尖端模型 |
3.4 裂纹尖端相互影响因子研究 |
3.4.1 有限元模型 |
3.4.2 计算结果分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 多部位损伤剩余强度及裂纹扩展分析 |
4.1 引言 |
4.2 有限元模型与验证 |
4.3 概率模型 |
4.4 剩余强度研究 |
4.4.1 净截面屈服判据 |
4.4.2 塑性区连通判据 |
4.5 裂纹扩展寿命分析 |
4.6 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
四、含多处损伤结构的剩余强度研究(论文参考文献)
- [1]含双裂纹损伤结构的剩余强度研究[D]. 孙诗语. 大连理工大学, 2020(02)
- [2]广布疲劳损伤评估方法与三维断裂研究[D]. 白树伟. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [3]复杂损伤作用下2024-T3铝合金板材力学性能及失效机理研究[D]. 季春明. 中国民航大学, 2018(02)
- [4]含多裂纹典型蒙皮连接剩余强度评估[D]. 卢鹏飞. 中国民航大学, 2016(03)
- [5]含多裂纹结构的剩余强度有限元分析[J]. 邢春辉,曹启武,吴伟东,卢翔. 中国科技论文, 2015(10)
- [6]老龄飞机广布疲劳问题研究综述(续)[J]. 李嘉骞,沈海军. 飞机设计, 2014(02)
- [7]老龄飞机广布疲劳问题研究综述[J]. 李嘉骞,沈海军. 飞机设计, 2014(01)
- [8]飞机结构多位置损伤分析的权函数法与剩余强度预测[D]. 徐武. 上海交通大学, 2012(03)
- [9]基于多损伤的飞机结构可靠性研究[J]. 胡建军,陈跃良,杨学峰,张勇. 飞机设计, 2012(01)
- [10]飞机结构多部位损伤研究[D]. 王欢欢. 南京航空航天大学, 2012(02)