导读:本文包含了亚表面裂纹损伤论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:金属结构,表面裂纹,疲劳损伤,裂纹扩展
亚表面裂纹损伤论文文献综述
王兴路[1]（2017）在《金属结构表面裂纹疲劳扩展损伤程度研究》一文中研究指出随着机械结构服役时间的增加,结构疲劳损伤诱发的断裂破坏事故也逐渐增多,疲劳断裂事故的发生具有随机性和瞬时性,因此,含疲劳损伤的结构时刻威胁着其本身的安全服役和劳动者的人身安全。大部分机械结构疲劳裂纹首先形成于金属材料表面,并在交变载荷的作用下逐渐扩展,严重影响着结构的承载能力和使用寿命。然而,目前仍没有较完整的用于解决表面裂纹疲劳扩展问题的理论。基于以上背景,本文开展了机械结构金属材料表面裂纹的疲劳扩展和损伤程度相关研究,探寻表面裂纹的疲劳扩展规律,为评估表面裂纹的损伤程度提供理论依据,以此提高机械结构的可靠性。本文主要工作及研究成果如下:(1)针对复杂条件下的应力强度因子解析法求解困难和传统有限元法求解过程繁琐的问题,本文分析了常用的应力强度因子求解方法,提出采用扩展有限元法计算复杂结构中或不规则形状裂纹的应力强度因子。采用扩展有限元计算了平板内表面裂纹的应力强度因子,计算结果与Newman-Raju公式求解结果基本一致,避免了采用解析法所需的复杂求解过程和传统有限元法求解时的裂尖单元奇异化处理。分析了T型结构参数变化对表面裂纹应力强度因子的影响,研究结果可以指导T型结构抗疲劳设计。(2)基于断裂力学理论对裂尖塑性区影响下的裂纹长度和裂尖应力强度因子进行了等效计算,基于等效参数模型分析了裂尖塑性区对疲劳裂纹扩展的影响。基于Eshelby等效夹杂理论修正了塑性区应力强度因子幅,采用修正后的塑性区应力强度因子幅分析了裂尖塑性区对裂纹扩展的影响,为计算表面裂纹扩展形状奠定基础。(3)为评估含表面裂纹结构的损伤程度,本文提出了一种基于有效能量释放率的金属结构表面裂纹疲劳扩展形状的计算方法。推导出平板内半椭圆形表面裂纹疲劳扩展过程中的形状参数变化函数关系,模拟出表面裂纹疲劳扩展形状演变过程。进行了Q345材料平板结构内表面裂纹疲劳扩展试验,试验结果与理论计算结果基本一致。计算了含表面裂纹Q345材料T型结构在拉伸载荷作用下的裂纹形状演变,基于扩展有限元法计算了不同形状表面裂纹前沿各点有效能释放率,验证了理论计算结果的正确性,分析了T型结构内表面裂纹在纯弯曲载荷作用下的形状演变。最后进行了金属材料箱型结构表面裂纹疲劳扩展试验,进一步验证了新方法计算结果的有效性。(4)基于Griffith能量释放理论分析了裂纹疲劳扩展时的声发射信号特征,采用将小波包变换与集合经验模态分解相结合的降噪方法对复杂环境下疲劳裂纹扩展声发射信号进行了降噪处理,进行了疲劳裂纹扩展声发射信号降噪试验,结果表明该方法降噪效果良好。(5)测量了断裂声发射信号在Q345材料中的传播速度,基于小波包分解和互相关性分析对降噪后的声发射信号进行延时估计,采用叁传感器平面定位原理对声发射源精确定位。提出利用裂纹扩展声发射信号的频带能量分布系数作为特征参数对表面裂纹扩展损伤程度进行评估,采集表面裂纹疲劳扩展过程的声发射信号,建立了声发射信号频带能量分布系数与表面裂纹形状参数的函数关系。综合以上研究结论,实现了机械结构金属材料表面裂纹疲劳扩展的损伤程度评估。(本文来源于《西安建筑科技大学》期刊2017-04-01）
黄如旭,谢晓忠,陈鹏,黄进浩,万正权[2]（2016）在《对接接头表面裂纹扩展行为及损伤容限分析》一文中研究指出本文基于有限元分析和一对Paris公式,研究了拉伸载荷作用下对接接头表面裂纹不同初始裂纹尺寸的扩展行为。结果表明:纵向表面裂纹在裂纹初始扩展阶段迅速向极扁长型发展,最终形状为扁长型;纵向表面裂纹长度方向的扩展要快于裂纹深度方向上的扩展;裂纹初始尺寸只会影响裂纹扩展的初始阶段,深裂纹扩展阶段裂纹扩展特性不受影响;裂纹初始尺寸不会影响裂纹扩展后的裂纹最终尺寸和形状。基于断裂力学进行了损伤容限分析,对不同初始裂纹尺寸下结构的剩余寿命进行了有限元计算,可以确定结构在检修时的损伤容限尺寸。(本文来源于《第九届武汉地区船舶与海洋工程研究生学术论坛论文集》期刊2016-04-23）
叶申[3]（2015）在《含表面裂纹损伤船体典型结构应力强度因子简化计算方法研究》一文中研究指出T型板板焊接结构作为船体结构中典型的非平板构件,其焊趾处含表面裂纹的损伤情况是值得关心并需认真考量的。对于含表面裂纹构件损伤程度的判断,一般通过数值方法加以确定；工程上还会采取Irwin或者Newman的简化计算方法来对裂纹尖端应力强度因子进行估算。但是数值计算的过程过于繁琐,简化的计算方法又需要提供裂纹深度等工程上难以精确测量的参数,所有这些问题都对应力强度因子的计算方法提出了新的要求：如果能够通过对含表面裂纹的结构体进行简单的测量,从而使得在工作条件下便可直接获得结构表面裂纹的应力强度因子值,这将为工程上获取含裂纹结构体的服役状况提供非常便捷有效的支持,对快速判断结构损伤情况有着重大的参考意义。本文以船体结构典型构件——T型平板接头为研究对象,尝试基于表面裂纹的最大张口位移来计算裂纹应力强度因子,探索了在拉伸载荷、弯曲载荷和复合载荷作用下,应用最大张口位移法求解T型平板接头应力强度因子的过程,解决了非平板结构在应用最大张口位移法求解应力强度因子的过程中两个核心问题,并给出了应力强度因子求解函数,成功实现了通过测量T型平板接头的表面裂纹张口位移直接获得其裂纹尖端应力强度因子的研究目标；通过与有限元数值计算结果的比照,表明本方法可以有效考虑含表面裂纹T型平板接头的应力强度因子值,具有很好的计算精度。其次,在获得了多种载荷作用下T型平板接头应力强度因子的求解函数后,将求解函数的适用范围进一步拓展,通过实例验证证实了本方法对非T型的板板焊接结构同样适用,大大拓展了本文的应用范围；同时以上述研究成果为基础,给出了船舶与海洋结构物含表面裂纹构件应力强度因子计算软件,通过界面化的操作和参数化的赋值,为工程上的推广和应用提供了很大的便利。(本文来源于《大连理工大学》期刊2015-05-01）
王洪齐[4]（2014）在《基于有限元的钢丝绳表面裂纹损伤检测的仿真及试验研究》一文中研究指出钢丝绳作为现代工业中普遍使用的承拉构件，在国民生产和生活的多个领域具有广泛的应用。由于其工作环境和所受载荷的复杂性，在使用的过程中经常会发生磨损、锈蚀、疲劳和断丝等现象，从而可能造成钢丝绳的损坏或破断，给人民的生命财产安全构成严重的威胁。因此，对正在使用的钢丝绳进行检测和损伤识别具有极其重要的社会意义和巨大的经济效益。由于钢丝绳结构的复杂性和损伤形式的多样性，使得检测难度大大增加。虽然在钢丝绳检测领域已经取得一定的研究成果，但是还未形成完整的检测理论和有效方法，且为了获取较好的检测效果需要对大量的各类别缺陷形式的钢丝绳进行检测试验，而实际上满足要求的损伤钢丝绳很难获得。本论文在查阅了大量的有关钢丝绳无损检测的中英文文献的基础上，阐述了钢丝绳无损检测研究的意义、国内外研究发展及现状，给出了本论文的研究内容。分析了钢丝绳的结构、分类和缺陷类型，总结了各类电磁检测仪器的工作原理及特性，确定了检测方法——全磁通法，并阐述了电磁有限元原理及基本理论。研究了几种螺线管线圈内部的磁场强度分布规律，分析了钢丝绳表面损伤检测原理，在深入分析了叁种励磁检测传感器结构的磁场分布的基础上确定了其结构形式，依据励磁检测传感器的设计要求确定了传感器的相关参数（包括磁惰性管内径及材料的确定，励磁检测线圈的匝数、长度和内外半径，激励电流和频率的大小范围），并基于ANSYS仿真软件，经单元类型和材料属性的选择、划分网格、施加边界条件和耦合物理电路叁个步骤建立了钢丝绳表面缺陷检测器的叁维仿真模型。通过有限元软件ANSYS，在施加不同形式的励磁电流时，对具有不同特征参数（如缺陷宽度、深度和缺陷倾斜角）的表面缺陷试件的磁场及感应电流进行仿真研究。仿真结果表明：励磁信号为正弦交流电时，随表面缺陷试件的特征参数（如缺陷宽度、深度和缺陷倾斜角）变化时，其感应电流的峰值和相位角都没有明显变化，区分度较小，检测精度不高；励磁信号为脉冲信号时，磁场的变化规律有：缺陷正上方径向磁场强度Bx和轴向磁场强度Bz随着缺陷深度的增大而增大，但是Bz的峰峰值间的距离却始终保持不变；表面缺陷宽度对Bx峰峰值影响较小，随着宽度的增加Bz曲线出现了两个峰值，且线形中部有逐渐下凹的趋势；随着缺陷倾斜角度的增大，缺陷处周围的正方向径向磁场强度Bx逐渐减少，负方向径向磁场强度Bx的绝对值是逐渐增大，且峰峰值之间的间距保持不变，随着倾斜角的增大，缺陷周围磁场的衰减幅度增大，且感应强度的径向分量Bx和轴向分量Bz峰值都随着缺陷的几何形状重心的左移而左移。感应电流的变化规律有：正峰值随表面缺陷深度h的增大而减少，随宽度d的变大而减少，随夹角的变大而增加。上述研究为从定性分析到定量计算缺陷参数奠定了基础。制作了不同深度、宽度和倾斜角的损伤试件，搭建试验台（包括传感器、励磁装置、信号采集装置及软件）进行了检测试验，获得了不同钢丝绳缺陷的检测信号及特征值。最后对仿真结果与试验结果进行了对比分析，实验结果与仿真结果的变化趋势是一致的，二者在值的大小上存在一定的偏差，分析了其原因。试验研究结果证实了仿真的真实性与可靠性，为进一步研究钢丝绳缺陷检测提供了参考依据。(本文来源于《青岛理工大学》期刊2014-06-01）
蔡月飞[5]（2013）在《熔石英亚表面微裂纹对其损伤增长行为的影响》一文中研究指出损伤增长一直是诸如NIF、SG-III等高功率激光系统中十分关心的问题，因为它决定了光学元件的寿命，进而决定了整个光学系统的运行成本。而亚表面缺陷中的微裂纹缺陷在损伤增长过程中扮演着十分重要的角色。研究熔融石英亚表面微裂纹缺陷对损伤增长的影响，将有助于人们认识损伤增长的内在机理，并在此基础上发展减缓损伤增长、延长光学元件寿命的工艺手段。本文首先概括了激光损伤的基本理论，包括本征损伤的基本理论和非本征损伤的基本理论，线性吸收机制、电子碰撞电离机制和多光子电离机制，用于描述损伤过程叁个阶段(起始阶段、能量吸收阶段和能量耗散阶段)的物理模型。概括了损伤增长的基本理论，包括损伤增长的概念和损伤增长的机理（加热、压力和散射增强）。最后联系玻璃的加工流程，给出了微裂纹形成的原因及分类。然后建立了亚表面微裂纹的数值模型，利用电磁仿真软件COMSOLMultiphysics模拟了在1553nm和355nm两种波长辐照下，理想玻璃空气分界面、含有叁种微裂纹（径向裂纹、锥形裂纹和横向裂纹）的分界面，分别处于前后表面的情况下对入射光场的调制增强效果，并给出了初步分析，确定了数值模拟的重点和方法。在此基础上，通过改变微裂纹的参数（深度、开口宽度和倾斜角度），系统地模拟了这些微裂纹的参数对光场调制增强作用的影响，并给出了深入的分析，指出了危害较大的几种微裂纹情况。最后，本文分别从微裂纹对损伤初始点形成的贡献、对损伤增长因子贡献的角度，结合损伤增长机制，分析概括了微裂纹在损伤增长过程中叁方面的作用，也即微裂纹对其它两种亚表面缺陷损伤增长有辅助作用、自身具有光学调制增强效应、自身具有力学上的材料弱化效应。改变微裂纹的宽度和深度，理想化近似了裂纹的扩展过程，据此分析了裂纹扩展对光场调制作用的影响。结合日常生活中的PET易撕膜，分析了微裂纹扩展的力学效应。进一步介绍了一些通过消除亚表面微裂纹来减缓损伤增长的工艺手段。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2013-07-01）
杨明红,赵元安,苏涵韩,单海洋,易葵[6]（2012）在《基底亚表面裂纹对减反射膜激光损伤阈值的影响》一文中研究指出利用化学沥滤技术,分析了亚表面裂纹对基底表面和减反射膜激光损伤阈值(LIDT)的影响。通过去除或保留研磨裂纹,获得了亚表面裂纹数密度有明显区别的两类基底。为了凸出亚表面裂纹层的作用,基底采用化学沥滤去除另外一种可能的影响因素,即再沉积层中的抛光杂质。然后采用电子束蒸发镀制HfO2/SiO2减反射膜。355nm激光损伤阈值测试结果和损伤形貌分析证实了基底亚表面裂纹对减反射膜抗激光损伤能力的负面影响。根据熔石英基底抛光表面的烘烤现象,提出了亚表面缺陷影响膜层激光损伤的耦合模型。(本文来源于《中国激光》期刊2012年08期）
何书韬,赵耀[7]（2011）在《周向表面裂纹损伤海洋平台圆柱壳的拉载弹塑性解》一文中研究指出周向表面裂纹损伤的圆柱壳的断裂参数计算是海洋平台结构分析中较为常见的问题。在小范围屈服的条件下,本文将D-M模型和弹塑性线弹簧模型相结合,建立了针对圆柱壳中较长表面裂纹的弹塑性屈服模型,导出了其在轴拉载荷作用下的解,并给出了相应的COD计算公式。定性的误差分析表明,该计算方法简便且有足够的工程精度,具有一定的工程应用价值。(本文来源于《纪念徐秉汉院士船舶与海洋结构力学学术会议论文集》期刊2011-10-12）
闫励[8]（2010）在《含表面裂纹某航空构件在复合加载下的叁维损伤容限研究》一文中研究指出复合载荷模式下的含初始表面裂纹结构或部件是航空航天工程中常见的复杂损伤结构。对裂纹前沿的应力场计算和损伤容限分析对航空结构的安全性及寿命设计至关重要。目前工程中主要基于二维疲劳断裂理论评定结构损伤,而实际工程中因结构和载荷的复杂性而出现强烈的叁维效应。本文主要基于叁维断裂理论对含倾斜表面裂纹弹性体、结构叁维剩余强度以及含裂结构的裂纹扩展,进行了系统研究,具体的研究工作和结论如下:1.针对含倾斜半椭圆表面裂纹弹性体,本文给出了裂纹前沿复合型应力强度因子的分布规律;并着重考察了椭圆形状因子a/c、厚度比a/t、裂纹面倾角β、以及泊松比υ等参数对应力强度因子分布的影响。研究发现,沿整个裂纹前沿,I型应力强度因子受a/t影响较大;II型应力强度因子受a/c影响较大,III型应力强度因子受a/c、a/t影响皆较弱。当β≥45°,离面约束因子TZ显着增强,且受a/c影响较大,需充分考虑叁维效应;而II型和III型应力强度因子也不能被简单忽略。2.基于叁维弹性力学和断裂理论,通过有限元分析预测了含表面裂纹复杂工程结构的叁维剩余强度,并与二维平面应变断裂理论预测结果相对比,发现二维断裂理论预测结果偏保守,而叁维断裂理论的预测结果更具有潜在的应用价值。3.本文针对含表面裂纹的工程实际结构,进行了复杂载荷环境下的疲劳裂纹扩展模拟和寿命预测;为航空工程结构的损伤容限设计及虚拟实验研究提供了参考。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2010-03-01）
管德清,潘伟[9]（2009）在《带表面裂纹连续梁损伤识别的曲率模态小波分析》一文中研究指出以带横向非对称非贯通表面裂纹的连续梁为研究对象,利用小波奇异性检测原理,提出了带表面裂纹连续梁损伤识别小波分析方法.以带表面裂纹连续梁叁维有限元分析求解梁的位移模态为基础,利用中心差分法得到梁的曲率模态,再用sym4小波对曲率模态进行连续小波变换,根据小波系数模极大值识别损伤位置,以一个叁跨连续梁内两处半椭圆形表面裂纹的损伤识别为例,通过数值计算分析,验证了方法的有效性.同时,计算结果表明,运用曲率模态小波变换识别连续梁损伤比基本振型的小波变换方法更为准确、有效.该研究对带表面裂纹结构的损伤诊断应用具有参考价值.(本文来源于《交通科学与工程》期刊2009年03期）
张光秀,林滨,吴艳青,王太勇,王钟周[10]（2009）在《工程陶瓷磨削表面裂纹损伤深度模型研究》一文中研究指出使用金刚石砂轮磨削是对陶瓷进行加工最常用的方法,但由于磨削抗力大,使被磨陶瓷零件常常会产生裂纹等表面损伤。文章基于压痕断裂力学建立陶瓷磨削表面裂纹损伤深度模型,通过针对氮化硅材料进行单行程磨削实验和表面裂纹损伤深度观测实验,确定了损伤深度模型中的参数,并对模型预测结果和实验结果进行比较,验证了陶瓷磨削表面裂纹损伤深度模型的有效性。陶瓷磨削亚表面裂纹损伤深度正比例于磨削深度和工件台速度,反比例于砂轮转速,其中磨削深度对陶瓷磨削表面裂纹损伤深度的影响最高。运用该模型,根据磨削输入参数可以预测和控制陶瓷的磨削损伤深度,从而可以优化陶瓷磨削过程,提高磨削效率、降低加工成本和降低加工损伤。(本文来源于《组合机床与自动化加工技术》期刊2009年05期）
亚表面裂纹损伤论文开题报告
（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：
本文基于有限元分析和一对Paris公式,研究了拉伸载荷作用下对接接头表面裂纹不同初始裂纹尺寸的扩展行为。结果表明:纵向表面裂纹在裂纹初始扩展阶段迅速向极扁长型发展,最终形状为扁长型;纵向表面裂纹长度方向的扩展要快于裂纹深度方向上的扩展;裂纹初始尺寸只会影响裂纹扩展的初始阶段,深裂纹扩展阶段裂纹扩展特性不受影响;裂纹初始尺寸不会影响裂纹扩展后的裂纹最终尺寸和形状。基于断裂力学进行了损伤容限分析,对不同初始裂纹尺寸下结构的剩余寿命进行了有限元计算,可以确定结构在检修时的损伤容限尺寸。
（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。
亚表面裂纹损伤论文参考文献
[1].王兴路.金属结构表面裂纹疲劳扩展损伤程度研究[D].西安建筑科技大学.2017
[2].黄如旭,谢晓忠,陈鹏,黄进浩,万正权.对接接头表面裂纹扩展行为及损伤容限分析[C].第九届武汉地区船舶与海洋工程研究生学术论坛论文集.2016
[3].叶申.含表面裂纹损伤船体典型结构应力强度因子简化计算方法研究[D].大连理工大学.2015
[4].王洪齐.基于有限元的钢丝绳表面裂纹损伤检测的仿真及试验研究[D].青岛理工大学.2014
[5].蔡月飞.熔石英亚表面微裂纹对其损伤增长行为的影响[D].哈尔滨工业大学.2013
[6].杨明红,赵元安,苏涵韩,单海洋,易葵.基底亚表面裂纹对减反射膜激光损伤阈值的影响[J].中国激光.2012
[7].何书韬,赵耀.周向表面裂纹损伤海洋平台圆柱壳的拉载弹塑性解[C].纪念徐秉汉院士船舶与海洋结构力学学术会议论文集.2011
[8].闫励.含表面裂纹某航空构件在复合加载下的叁维损伤容限研究[D].南京航空航天大学.2010
[9].管德清,潘伟.带表面裂纹连续梁损伤识别的曲率模态小波分析[J].交通科学与工程.2009
[10].张光秀,林滨,吴艳青,王太勇,王钟周.工程陶瓷磨削表面裂纹损伤深度模型研究[J].组合机床与自动化加工技术.2009