專利名稱：基于變奇異性因子的剩余強度分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)剩余強度分析方法。
背景技術(shù)：
完好結(jié)構(gòu)在靜載荷下的破壞問題，按照傳統(tǒng)強度理論及分析方法，已有若干經(jīng)過工程實踐考驗的、功能強大的分析系統(tǒng)的資源可資利用，這些系統(tǒng)為工程結(jié)構(gòu)的安全運行做出了重要貢獻(xiàn)，但仍存在某些模糊空間。首先，對破壞的定義不夠明確，特別是對拉伸、彎曲及其組合破壞準(zhǔn)則相當(dāng)隨意，或采用材料屈服極限Oys或強度極限Ob或采用它們的組合。其次，采用線彈性方法得出的結(jié)構(gòu)內(nèi)各點應(yīng)力如何與破壞相關(guān)聯(lián)，特別是各種應(yīng)力集中條件下的破壞相關(guān)聯(lián)并沒有得到解答。斷裂力學(xué)對帶裂紋體結(jié)構(gòu)分析取得了歷史性成就，包括發(fā)現(xiàn)裂紋尖端1/2奇異性，導(dǎo)出線彈性應(yīng)力強度因子K，建立K ≤ Kc破壞準(zhǔn)則(平面應(yīng)變的材料斷裂韌度為Kic)， 給出裂紋尖端塑性區(qū)及裂紋張開位移的定量表達(dá)，用裂紋擴(kuò)展率描述疲勞損傷并試驗獲取了大量的擬合數(shù)據(jù)，等等，都為損傷容限及耐久性設(shè)計及分析提供了基礎(chǔ)。但上述成就并不能掩蓋現(xiàn)有斷裂學(xué)方法本身存在的矛盾和重大缺陷，包括(1)線彈性斷裂力學(xué)認(rèn)為K是控制裂紋尖端的唯一參數(shù)，事實上，別的參數(shù)(如應(yīng)力三維度，裂尖塑性區(qū)等)對工程結(jié)構(gòu)破壞造成重大影響。大量實例表明，用K因子進(jìn)行結(jié)構(gòu)剩余強度分析，所得結(jié)果與試驗結(jié)果在相當(dāng)大范圍內(nèi)相差很大，工程上不能接受；( 對大多數(shù)工程薄板要獲得某一厚度K。值相當(dāng)困難，它不僅是板厚，也是裂紋長度、板寬的函數(shù)，要取得穩(wěn)定的K。值，韌性較好材料的板寬甚至超過lm，這充分暴露K準(zhǔn)則在實用上的局限性；(3)K因子不適用于卸載過程，盡管在工程上該準(zhǔn)則廣泛利用并取得效果，但采用應(yīng)力強度因子變化幅值ΔΚ作為裂紋擴(kuò)展主要控制參數(shù)是缺乏根據(jù)的。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)不易實用和不適用于卸載過程的不足，本發(fā)明提供一種基于變奇異性因子S的剩余強度分析方法，通過S因子可以建立靜強度與斷裂力學(xué)強度之間的聯(lián)系，提出了完整及損傷元件綜合破壞強度準(zhǔn)則，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)剩余強度的預(yù)測。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括以下步驟第一步確定等效裂紋長度aeq；第二步計算結(jié)構(gòu)的凈截面面積An和毛面積Ag之比
權(quán)利要求
1. 一種基于變奇異性因子的剩余強度分析方法，其特征在于包括下述步驟第一步確定等效裂紋長度am ；第二步計算結(jié)構(gòu)的凈截面面積An和毛面積Ag之比 第三步計算材料強韌度
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于變奇異性因子的剩余強度分析方法，依次確定等效裂紋長度，計算結(jié)構(gòu)的凈截面面積和毛面積之比，計算材料強韌度，計算無因次損傷，計算損傷端部應(yīng)力場變奇異性因子，計算強度減弱系數(shù)，最終計算結(jié)構(gòu)的剩余強度。本發(fā)明提出了變奇異性因子，定義了當(dāng)量損傷和材料的強韌度，建立了從未損傷結(jié)構(gòu)到裂紋體結(jié)構(gòu)的綜合破壞準(zhǔn)則，用以改進(jìn)靜強度和含裂紋結(jié)構(gòu)的剩余強度分析方法，提高了結(jié)構(gòu)剩余強度分析的效率和精度。
文檔編號G01N3/00GK102183405SQ20111004518
公開日2011年9月14日 申請日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者傅祥炯, 殷之平, 謝偉, 黃其青 申請人:西北工業(yè)大學(xué)