专利名称：基于变奇异性因子的剩余强度分析方法
技术领域：
本发明涉及一种结构剩余强度分析方法。
背景技术：
完好结构在静载荷下的破坏问题，按照传统强度理论及分析方法，已有若干经过工程实践考验的、功能强大的分析系统的资源可资利用，这些系统为工程结构的安全运行做出了重要贡献，但仍存在某些模糊空间。首先，对破坏的定义不够明确，特别是对拉伸、弯曲及其组合破坏准则相当随意，或采用材料屈服极限Oys或强度极限Ob或采用它们的组合。其次，采用线弹性方法得出的结构内各点应力如何与破坏相关联，特别是各种应力集中条件下的破坏相关联并没有得到解答。断裂力学对带裂纹体结构分析取得了历史性成就，包括发现裂纹尖端1/2奇异性，导出线弹性应力强度因子K，建立K ≤ Kc破坏准则(平面应变的材料断裂韧度为Kic)， 给出裂纹尖端塑性区及裂纹张开位移的定量表达，用裂纹扩展率描述疲劳损伤并试验获取了大量的拟合数据，等等，都为损伤容限及耐久性设计及分析提供了基础。但上述成就并不能掩盖现有断裂学方法本身存在的矛盾和重大缺陷，包括(1)线弹性断裂力学认为K是控制裂纹尖端的唯一参数，事实上，别的参数(如应力三维度，裂尖塑性区等)对工程结构破坏造成重大影响。大量实例表明，用K因子进行结构剩余强度分析，所得结果与试验结果在相当大范围内相差很大，工程上不能接受；( 对大多数工程薄板要获得某一厚度K。值相当困难，它不仅是板厚，也是裂纹长度、板宽的函数，要取得稳定的K。值，韧性较好材料的板宽甚至超过lm，这充分暴露K准则在实用上的局限性；(3)K因子不适用于卸载过程，尽管在工程上该准则广泛利用并取得效果，但采用应力强度因子变化幅值ΔΚ作为裂纹扩展主要控制参数是缺乏根据的。
发明内容
为了克服现有技术不易实用和不适用于卸载过程的不足，本发明提供一种基于变奇异性因子S的剩余强度分析方法，通过S因子可以建立静强度与断裂力学强度之间的联系，提出了完整及损伤元件综合破坏强度准则，实现结构剩余强度的预测。本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤第一步确定等效裂纹长度aeq；第二步计算结构的净截面面积An和毛面积Ag之比
权利要求
1. 一种基于变奇异性因子的剩余强度分析方法，其特征在于包括下述步骤第一步确定等效裂纹长度am ；第二步计算结构的净截面面积An和毛面积Ag之比 第三步计算材料强韧度
全文摘要
本发明公开了一种基于变奇异性因子的剩余强度分析方法，依次确定等效裂纹长度，计算结构的净截面面积和毛面积之比，计算材料强韧度，计算无因次损伤，计算损伤端部应力场变奇异性因子，计算强度减弱系数，最终计算结构的剩余强度。本发明提出了变奇异性因子，定义了当量损伤和材料的强韧度，建立了从未损伤结构到裂纹体结构的综合破坏准则，用以改进静强度和含裂纹结构的剩余强度分析方法，提高了结构剩余强度分析的效率和精度。
文档编号G01N3/00GK102183405SQ20111004518
公开日2011年9月14日 申请日期2011年2月24日 优先权日2011年2月24日
发明者傅祥炯, 殷之平, 谢伟, 黄其青 申请人:西北工业大学