The calculation method of the present invention discloses a surface crack shape, which comprises the following steps: determining the shape of material or structure stress intensity factor influence coefficient on the crack surface crack; surface point and point of the stress intensity factor were calculated; surface crack surface points and point of the energy release rate was calculated; the calculation of effective the energy release rate; energy release rate based on the theory of establishing function relationship; calculating the surface crack shape parameters between a and C, to determine the shape change of surface crack propagation process. The present invention relates to a method for calculating the shape of surface crack propagation, and presents a method for calculating the shape of surface crack propagation from the theoretical angle, which provides technical support for the damage evaluation of materials and structures with surface cracks.
【技术实现步骤摘要】
一种表面裂纹扩展形状的计算方法
本专利技术涉及一种形状计算方法,特别地涉及一种表面裂纹扩展形状的计算方法。
技术介绍
由于加工因素的影响,在材料或结构表面极易形成微小表面裂纹,工程结构中常出现的穿透裂纹断裂现象主要是由初始的微小表面裂纹逐渐扩展导致的,材料或结构中的表面裂纹在外载荷连续作用下,表面裂纹将呈半椭圆状向前扩展,表面裂纹的出现严重影响着服役材料和结构的工作强度和使用寿命。表面裂纹隐藏在材料或结构内部,采用目前的检测手段可以获得材料或结构外表面的裂纹长度,对于裂纹内部形状及大小获取比较困难。目前对表面裂纹扩展形状预测多基于实验数据和经验,缺少理论的支持。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述缺陷,本专利技术要解决的技术问题是从理论角度分析复杂结构的表面裂纹扩展,提供一种表面裂纹扩展形状的计算方法。为解决上述技术问题,本专利技术提供了一种表面裂纹扩展形状的计算方法,其包括以下步骤:S1,确定材料或结构形状对裂纹处应力强度因子影响系数;S2,分别计算表面裂纹表面点与尖点的应力强度因子;S3,分别计算表面裂纹表面点与尖点的能量释放率;S4,计算有效能量释放率;S5,基于能量释放率理论建立函数关系;S6,求解表面裂纹形状参数a与c的关系,确定表面裂纹扩展过程中的形状变化。作为优选,所述步骤S1中,确定材料或结构形状对计算表面裂纹应力强度因子的影响系数MK由表面裂纹所在位置的结构形式确定。作为优选,所述步骤S2中,分别计算表面裂纹上表面点(C点)与尖点(A点)的应力强度因子KC和KA,其中,在计算应力强度因子KC和KA时采用下述公式:外载荷在裂纹处产生的I型应力 ...
【技术保护点】
一种表面裂纹扩展形状的计算方法,其包括以下步骤:S1,确定材料或结构形状对裂纹处应力强度因子影响系数;S2,分别计算表面裂纹表面点与尖点的应力强度因子;S3,分别计算表面裂纹表面点与尖点的能量释放率;S4,计算有效能量释放率;S5,基于能量释放率理论建立函数关系;S6,求解表面裂纹形状参数a与c的关系,确定表面裂纹扩展过程中的形状变化。
【技术特征摘要】
1.一种表面裂纹扩展形状的计算方法,其包括以下步骤:S1,确定材料或结构形状对裂纹处应力强度因子影响系数;S2,分别计算表面裂纹表面点与尖点的应力强度因子;S3,分别计算表面裂纹表面点与尖点的能量释放率;S4,计算有效能量释放率;S5,基于能量释放率理论建立函数关系;S6,求解表面裂纹形状参数a与c的关系,确定表面裂纹扩展过程中的形状变化。2.根据权利要求1所述的表面裂纹扩展形状的计算方法,其特征在于,所述步骤S1中,确定材料或结构形状对计算表面裂纹应力强度因子的影响系数MK,所述MK由表面裂纹所在位置的结构形式确定。3.根据权利要求2所述的表面裂纹扩展形状的计算方法,其特征在于,所述步骤S2中,分别计算表面裂纹上表面点(C点)与尖点(A点)的应力强度因子KC和KA,其中,在计算应力强度因子KC和KA时采用下述公式:外载荷在裂纹处产生的I型应力强度因子为:式中:σt为拉伸应力,σb为弯曲应力,a/c为裂纹纵横比,a/B为裂纹深度比,W为板宽,为表面裂纹参数角,Φ为半椭圆积分,其中,4.根据权利要求3所述的表面裂纹扩展形状的计算方法,其特征在于,所...
【专利技术属性】
技术研发人员:贺利乐,王兴路,
申请(专利权)人:西安建筑科技大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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