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《燕山大学》 2010年
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损伤力学—有限元法预估板状构件疲劳寿命

杨焱森  
【摘要】: 为了研究二维构件的疲劳寿命问题,本文基于各向同性损伤力学—有限元—附加载荷法进行相关的数值分析。引用附加载荷法,避免对变刚度矩阵进行重复计算。损伤耦合效应是通过修改整体载荷列阵来实现。在已知应力场与损伤场的情况下,采用简洁的损伤演化方程进行损伤演化分析,并以临界单元的损伤度划分损伤演化的步长,而未以载荷循环数划分步长。 在损伤演化方程中,引入等效应力的概念。对于此类应力与损伤耦合的问题,损伤演化场与应力场的分析是采用迭代法进行的。为了预估平面问题板状构件的疲劳寿命,以损伤力学、塑性理论及有限元法为基础,采用附加载荷法确定初次加载的最大应力的循环载荷,并引入由应力所引起的附加的初始损伤。在此基础上,应用损伤力学—有限元—附加载荷法预估疲劳寿命。在损伤演化方程中的材料损伤特性参数通过查阅相关资料来确定。这里,首先要确定无初始损伤时的各单元中最大的等效应力,应用在损伤演化方程中,求得单元损伤度及整体结构的损伤场。应用有限单元—附加载荷法编制计算程序,采用平面常应变的三角形单元,该程序可以用来求解各种二维构件的疲劳寿命预估问题。数值计算结果表明,根据编制的计算程序所获得的数值解与实验结果吻合得较好。此法不仅可以预估板状构件的疲劳寿命,还可以判断裂纹扩展的方向,优化材料结构性能。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O346.5

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘洪涛;高速动车组转向架焊接构架的疲劳损伤机理及疲劳寿命评估[D];大连交通大学;2010年
【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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【二级参考文献】
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3 王银海;损伤力学方法预估板状构件的疲劳裂纹形成寿命[D];燕山大学;2010年
4 陈延红;基于连续损伤力学的车身涂层损伤模拟研究[D];吉林大学;2012年
5 刘达列;疲劳破坏的连续性损伤力学模型的研究[D];浙江大学;2002年
6 熊华;单轴压力下沥青混合料粘弹性及损伤特性试验研究[D];长沙理工大学;2008年
7 陈涛;疲劳裂纹形成寿命预估的耦联有限元法[D];燕山大学;2011年
8 包林海;基于变形场测量的准脆性材料损伤模型及破坏规律研究[D];北京理工大学;2008年
9 朱勇战;TiN涂层疲劳损伤的有限元分析[D];西南交通大学;2007年
10 石成恩;活性粉末混凝土(RPC)的弯曲疲劳寿命研究[D];福州大学;2005年
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