本文件包含两种船用钢 EH36 和 HSLA 80 的延性-脆性过渡区断裂的实验和分析研究结果。文中给出了使用不同应变速率的拉伸、夏比和断裂韧性试验结果。断裂韧性通过 J 积分和裂纹尖端张开位移 (CTOD) 来量化。弹塑性有限元分析与局部失效准则相结合,推导出过渡区 J 和 CTOD 试验的尺寸极限。通过实验和分析探索了 J 和 CTOD 之间的关系。理论夏比断裂韧性关系用于预测钢的 CTOD 过渡曲线。对多种钢的夏比和 CTOD 转变温度进行了比较。
15. 船舶结构委员会及其成员机构赞助的补充说明16. 摘要 在施加的拉伸残余应力和施加的压缩残余应力的影响下,测量了 5083-H116 铝的弹塑性断裂韧性。使用校准的 I 1 - J 2 - J 3 相关塑性和应力三轴性-Lode 角相关断裂模型进行有限元分析,预测了裂纹的萌生和扩展。实验和预测的载荷位移数据以及实验和预测的断裂表面之间的比较支持了该模型的准确性。由此产生的模型可以为铝制船舶结构的结构评估和断裂控制计划提供参考。 17. 关键词 断裂韧性、延性断裂、残余应力、铝、有限元分析
1. 认识允许应力(SLS 和 ULS)的原理及其重要性 2. 讨论混凝土和全预应力和部分预应力结构的抗弯强度概念 3. 评估构件在传递过程中和使用寿命期间预应力的损失 4. 区分弹性分析、弹塑性分析和塑性分析 5. 解释、定位和计算 ULS 处的塑性矩重新分配水平 6. 认识钢筋混凝土和预应力混凝土之间的区别,并在任何特定情况下选择合适的混凝土 7. 描述钢-混凝土组合梁的组成部分及其破坏模式 8. 区分组合梁中全剪力连接和部分剪力连接的不同行为
Q 用于预测行为的智能模型。一项实施数字孪生概念的研究将被用作示例,该研究重点关注铁路基础轴重的增加。尽管这项研究仍在进行中且处于初级阶段,但它是开发强大的数字孪生模型的开始。该研究重点关注增加轴重对饱和和非饱和铁路基础材料行为的影响。轴重以每轴 20 吨为基准,增加每轴 26、30、32.5 和 40 吨的轴重。已经开发了一个有限元模型,用于数字化轨道结构的物理几何形状。测量组件行为(本例中为道碴)需要使用配有各种传感器的循环三轴装置,如图 1 所示。在饱和土壤条件下,道碴材料的本构行为为弹塑性
摘要。本文旨在通过有限元三维数值分析,展示双隧道对收敛剖面的影响,考虑了几种岩体本构模型:弹性、弹塑性和粘塑性。衬砌考虑了弹性和粘弹性本构模型。对于衬砌的粘弹性本构模型,考虑了混凝土的徐变和收缩。对于本文研究的案例,考虑到岩体和衬砌的弹性行为,观察到双隧道收敛剖面幅度差异高达 9%。对于其他模型,即弹性衬砌的塑性岩体、弹性衬砌的粘塑性岩体和粘弹性衬砌的粘塑性岩体,观察到的差异很小。考虑到粘塑性岩体,与弹性衬砌相比,粘弹性衬砌的存在使变形增加了约 20%(在隧道施工结束时),长期行为增加了约 40%。
本文旨在对2024铝板铆接接头的疲劳寿命和疲劳裂纹扩展路径进行数值研究。为此,根据现场观测,获得影响疲劳寿命的参数。研究了相关的几何参数,例如铆钉杆长度、孔径和尺寸公差,以及铆钉的位置模式和铆钉接头的材料。在本研究中,使用有限元方法进行建模以计算等效塑性应变。为此,使用三维弹塑性模型进行模拟。从本研究中的有限元方法获得的信息使得将铆钉放置在这种类型的接头中以用于航空航天工业等高安全性结构成为可能。鉴于2024铝板裂纹扩展问题的重要性,掌握了问题的几何和物理参数,目标是实现铆接接头裂纹扩展和疲劳寿命的精确路径。采用边界元法对试样进行疲劳裂纹扩展模拟,利用边界元法确定了不同加载模式下的应力强度因子,结果表明几何参数和铆钉材料对铝板疲劳裂纹有显著影响。
本报告提供数据和分析,以支持在造船业中接受高强度钢中的未接合焊缝。由 HSLA-100 钢板(最低屈服强度为 690 MPa)和横向坡口焊缝进行的宽板拉伸试验表明,适度欠匹配的接头(实际焊缝屈服强度比实际底板屈服强度低 12%)可以实现与过度匹配焊缝一样高的强度和延展性。欠匹配 18% 至 28% 的焊缝表现出全强度,但延展性最小。相对粗网格弹塑性有限元分析充分再现了实验中观察到的行为。制备了宽板试样,在适度低匹配和高匹配焊缝中都含有各种受控的缺陷。这些缺陷试样表现出卓越的性能,适度低匹配焊缝和高匹配焊缝的结果之间没有一致的差异。当承受剪切载荷时,低匹配高达 25% 的坡口焊缝可达到 HSLA-100 板所需的最小剪切强度,并具有出色的延展性。为便于使用具有最佳焊缝金属性能的高强度钢,给出了各种接头的设计、有限元分析、焊缝填充金属选择和焊接程序指南和说明。
人们对天然蚕丝作为工程复合材料的替代增强材料的兴趣日益浓厚。本文,我们在相关研究背景下总结了作者过去几年对两种常见蚕丝和蚕丝纤维增强塑料 (SFRP) 的研究。家蚕丝纤维由于其弹塑性变形机制,在常温和低温条件下表现出良好的强度和韧性。特别是野生柞蚕丝还表现出微米和纳米纤维化,这是其韧性和抗冲击性的重要机制。对于 SFRP 复合材料,我们发现:(i) 为获得最佳增强增韧效果,必须将蚕丝纤维体积分数达到 50% 以上;(ii) 更坚韧的柞蚕丝比家蚕丝具有更好的增强增韧作用;(iii) 冲击性能和韧性是 SFRP 的优势性能;(iv) 天然蚕丝与其他纤维杂交可以进一步提高 SFRP 的机械性能和在工程应用中的经济性; (五)轻量化结构设计可以提高 SFRP 的能量吸收效率。对蚕丝和蚕丝纤维增强聚合物复合材料 (SFRP) 的综合力学性能和增韧机制的了解可以为材料设计和应用提供关键见解。
金属增材制造部件中的残余应力是一个众所周知的问题。它会导致样品在从构建板上取出时变形,并且对疲劳产生不利影响。了解打印样品中的残余应力如何受到工艺参数的影响对于制造商调整工艺参数或部件设计以限制残余应力的负面影响至关重要。在本文中,使用热机械有限元模型模拟增材制造样品中的残余应力。材料的弹塑性行为通过基于机制的材料模型来描述,该模型考虑了微观结构和松弛效应。通过将模型拟合到实验数据来校准有限元模型中的热源。将有限元模型的残余应力场与同步加速器 X 射线衍射测量获得的实验结果进行了比较。模型和测量的结果显示残余应力场具有相同的趋势。此外,结果表明,随着激光功率和扫描速度的改变,所产生的残余应力的趋势和幅度没有显著差异。2022 作者。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY 许可协议开放获取的文章(http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。
建筑结构的响应以多尺度运动学为特征,其复杂关系及其对工程荷载响应的影响仍未完全了解,因此需要进一步研究。更确切地说,缺乏能够提供多尺度数据的实验方法仍然是一个关键问题。本文介绍了对定向能量沉积制造的薄壁拉胀金属晶格进行的压溃试验的实验和数值分析。这项工作重点关注发生在 (a) 晶胞微观尺度和 (b) 对应于均质连续体的宏观尺度上的两尺度应变局部化。感兴趣的结构被定义为 2D 拉胀线框的挤压,并允许应用专门用于识别两个考虑尺度上的运动学的改进的数字图像相关方案。具体而言,通过跟踪晶格交叉的变形来研究微观运动学,而从虚拟晶胞角的运动推导出宏观应变。结果表明,晶格的整体弹塑性响应完全由特定位置的塑性铰链形成所驱动,从而导致特征变形模式,并最终导致相邻晶胞的集体行为。配套有限元计算与实验结果非常吻合,因此能够评估建模假设、晶胞几何形状、应变率和几何缺陷对建筑材料整体响应的影响。