针对某电厂泄水闸弧门油缸在使用过程中发生破裂的问题,对断件进行了现场观察并取样,采用宏观观察、低倍检验、扫描电镜及能谱分析、金相组织分析等方法进行了研究。结果表明,缸体焊缝附近的母材存在网状渗碳体等异常组织导致焊接或焊后热处理时产生热裂纹,同样,因组织异常致使在正常工作压力下,缸体材料无法阻止裂纹扩展,最终导致缸体脆性断裂。

极地地质钻探是获取地层样品、研究极地地质和气候演变等的重要手段。钻遇脆冰层、暖冰层和冰岩夹层等复杂冰层时,易出现孔壁失稳问题,尤其是冰孔液压致裂,造成钻井液流失和钻孔事故。针对冰孔裂缝萌生和扩展问题,基于近场动力学方法(PD),建立了冰孔裂缝模型,实现了对冰孔周边连续和非连续空间的统一描述,避免了经典连续介质力学微分方程在裂缝尖端的奇异性,分析了裂缝动态扩展过程,探究了液压和断裂韧度的影响机制。实例研究表明,孔内液柱压力促进裂缝萌生和扩展,液压从4.0 MPa增加到6.0 MPa和8.0 MPa,冰孔裂缝萌生和分支数量显著增加,裂缝体积占比从4.88%增加到9.61%和12.54%。断裂韧度阻碍冰孔裂缝扩展,从155 kPa·m0.5加到165 kPa·m0.5和175 kPa·m0.5,裂缝体积占比从13.72%降低到12.13%和9.61%。基于近场动力学的冰孔液压致裂分析表明,钻遇韧脆转换冰层...

利用预制不同初始缝长的小尺寸混凝土梁试件,进行了冻融循环试验,并通过三点弯曲试验研究了冻融作用后混凝土的断裂性能。基于边界效应模型,引入反映材料非连续性与非均匀性的系数,利用试件的极限荷载,确定了不同冻融循环次数下混凝土的拉伸强度与断裂韧度。结果表明:随着冻融循环次数的增加,混凝土的拉伸强度与断裂韧度明显降低;相对于未经冻融循环的试件,当经75次冻融循环时,混凝土拉伸强度与断裂韧度的降低超过了38%;基于边界效应模型得到的拉伸强度考虑了材料的非连续性和非均匀性,使计算结果明显高于混凝土的劈裂抗拉强度,可较准确地反映冻融作用后混凝土的劣化损伤程度。

基于扩展有限元方法,模拟不同缝高比以及截面高度混凝土三点弯曲梁断裂破坏过程,构建了混凝土梁荷载-开口位移的数学模型,研究初始缝高比及构件尺寸对混凝土梁应力强度因子以及损伤耗能的影响发展规律。研究结果表明,混凝土梁三点弯曲的荷载-开口位移发展曲线可以分为线性上升、非线性上升与非线性下降三个阶段。混凝土梁抵抗断裂破坏的能力会随着初始缝高比的增大而减小,随着构件截面高度的增大而增强。相同荷载下混凝土应力强度因子会随着初始缝高比的增大而增大,随着截面高度的增大而减小。混凝土梁构件三点弯曲加载过程中的损伤耗能具有明显的三阶段发展演化规律。

基于仪器化冲击力一位移曲线记录的特征力值点并结合常规静态拉伸试验,介绍基于力值分析方法(force based analysis,FBA)所建立的用于评价材料动态断裂性能的参数集,包括断面剪切比例PSF估算值、σyd Fgy Fm、Ju、J/σyd.关键曲线(key curve,KC)所拟合出的解析方程表征了试样在冲击载荷作用下的塑性变形行为,并可以用来确定屈服力在力值一位移曲线上的位置,即拟合曲线与力值一位移曲线第二个波峰上升段的交点,从而计算出动态流变屈服应力.此外,以两组典型的具有相同E、不同PSF性能的熔敷金属为例,详细介绍FBA方法在评价材料冲击韧度中的应用.如Fgy/Fm指标反映塑性变形的不稳定性,Ju、J/σyd指标则与不稳定裂纹产生的临界容限及其失稳断裂韧度密切有关.这些量化的参量指标弥补了传统夏比冲击的不足,成为评价金属动态断裂性能以及揭示其断裂机理的重要分...