摘要：铆钉搭接结构是典型的多位置损伤敏感结构,容易在多个铆钉孔边萌生疲劳裂纹,进而威胁飞机结构安全。由于裂纹个数、位置和大小随机多变,铆钉与平板间存在复杂的接触关系。为高效、准确计算多铆钉搭接板的应力强度因子以进行裂纹扩展寿命分析,提出针对搭接结构复杂裂纹问题的权函数分析方法。首先,对多铆钉搭接板的复杂裂纹构型进行合理简化分类,利用其对应的权函数求解应力强度因子。然后,采用有限元分析计算含裂纹多铆钉搭接板的应力强度因子以验证权函数法的计算精度。最后,将经验证的权函数分析方法结合Paris裂纹扩展公式,对铆钉搭接结构进行疲劳裂纹扩展分析,并通过试验验证分析方法的有效性。结果表明,采用权函数法计算的应力强度因子与完全采用有限元方法计算的应力强度因子的相对差别小于5%,分析预测的裂纹扩展寿命与试验结果吻合良好,且计算效率比完全采用有限元法快3个数量级,进而为铆钉连接结构孔边裂纹的应力强度因子和疲劳裂纹扩展分析提供了一个有效方法。

摘要：最小岩石覆盖厚度是海底隧道垂直线路设计的重要参数,影响海底隧道的造价和安全。总结了确定海底隧道最小岩石覆盖厚度常用的方法,包括工程类比法、数值分析法,并分析了各种方法的适用条件。基于大量数值分析,提出了通过最小位移确定最小岩石覆盖厚度的方法。根据专家经验,分析了最小岩石覆盖厚度各种影响因素的重要性,建立确定最小岩石覆盖厚度的权函数法,并应用于青岛胶州湾隧道工程,其研究成果对海底隧道的设计与施工具有参考价值。

摘要：计算齿轮齿根裂纹应力强度因子是预测裂纹齿轮剩余寿命及求解具有裂纹的齿轮传动系统动力学问题的基础。应用权函数法求解齿根裂纹应力强度因子,缺乏齿轮在简单参考载荷作用下齿根裂纹应力强度因子的理论解。文中以有限宽板条边缘裂纹在裂纹面均布载荷作用下的应力强度因子替代轮齿裂纹在参考载荷轮齿裂纹的应力强度因子,从而得到计算齿根裂纹应力强度因子的权函数,最后用权函数法求出了具有不同裂纹长度条件下齿轮从开始进入啮合到退出啮合整个过程的齿根裂纹应力强度因子。计算结果表明:齿根裂纹应力强度因子随裂纹长度的增加而呈现非线性增加,而轮齿啮合过程中齿根裂纹应力强度因子与法向力的大小及作用位置密切相关。

摘要：介绍了一种显式的权函数法 ,并将这种方法用于圆柱形容器接管外拐角表面裂纹的应力强度因子计算和扩展跟踪上 .结果表明 ,权函数法可以用于分析各种载荷下不同形状的裂纹 .就一般的工程问题而言 ,权函数法不失为一种与有限元法互补的方便有效的分析方法 .

摘要：本文在分析以往研究成果的基础上 ,提出了用单权函数数值积分逼近算法 (即采用一个权函数 ,结合数值积分法 ) ,可以同时计算出样本的变差系数和偏态系数 .给出了两种单权函数的详细求解过程 ,并对“数值积分双权函数法”进行了改进 ,用数学计算软件Mathcad 7 0设计的计算程序 ,作了实例计算 .并且与相同样本条件下“数值积分双权函数法”和“数值积分矩法”的计算结果进行了对比分析 .

摘要：利用统计试验方法 ,以参数及设计值不偏性、有效性为评价标准 ,比较了现行几种权函数参数估计法 ,结果与以理想样本还原准则为标准所得的结论截然相反 ,以不偏性、有效性标准的结论是数值积分权函数法 ,并未对马秀峰权函数法作出改进 ,还从理论上比较分析以上两种评价标准 ,结论是理想样本还原为标准来评判估计方法的优劣存在较大缺陷 。

摘要：断裂力学是工程材料和结构的疲劳与断裂分析、损伤容限设计和结构完整性评定的理论基础.应力强度因子作为线弹性裂纹尖端奇异场的单一表征参量和裂纹扩展驱动力,在裂纹体的断裂力学分析中发挥着关键作用.权函数法为复杂受载裂纹体的应力强度因子求解计算提供了强有力的解析工具,不但具有远高于各类数值解法的计算效率,而且精度可靠,使用方便.本文结合笔者团队在权函数法方面的长期研究工作,对该方法自20世纪70年代初提出至今半个世纪以来,国际断裂界在二维和三维权函数理论与应用方面的主要研究进展作了回顾和评述,并对其未来发展提出了展望.主要内容涵盖:当前国际断裂界广泛应用的3种二维裂纹解析权函数法简介和以格林函数为基准的验证评价;三维裂纹问题的片条合成权函数法和点载荷权函数法;权函数法在复杂受载裂纹体的应力强度因子和裂纹张开位移等关键力学参量计算、内聚力/桥连等裂纹模型分析、共线多裂纹权函数理论及其在剩余强度预测等方面的应用,以及复杂裂纹几何的工程化权函数分析和权函数法的反向应用问题.

摘要：飞机结构广布疲劳损伤是目前大型客机损伤容限设计与分析的难点。通过试验研究了典型多孔多裂纹2024-T3铝合金平板的裂纹扩展行为。试验结果表明:相邻孔边裂纹之间的相互干扰明显降低了共线多裂纹平板的疲劳裂纹扩展寿命。就本文研究的典型多孔板,所有孔边都出现了等长裂纹这一极端情况,其裂纹扩展寿命是单孔平板孔边裂纹扩展寿命的10%左右。本文采用Eshelby夹杂理论和权函数法给出了典型多孔多裂纹问题的应力强度因子近似解析解,并结合Paris裂纹扩展公式预测疲劳裂纹扩展寿命。与采用有限元法获得应力强度因子并预测多孔多裂纹板的疲劳裂纹扩展寿命进行对比,对比结果表明:采用解析解和有限元解获得的应力强度因子预测的疲劳裂纹扩展寿命与试验结果吻合良好;相比于有限元法,本文的应力强度因子解法简单、高效,将有助于飞机结构多位置损伤(MSD)的疲劳裂纹扩展寿命预测分析。

摘要：建立了带裂纹平板叶片的断裂力学模型.首先由已知参考均布载荷下的应力强度因子,得到了带裂纹叶片的权函数;然后根据权函数思想,推导出了高速旋转叶片裂纹尖端处的应力强度因子公式;最后,由断裂准则给出了叶片飞断时临界转速的估算方法.算例研究表明,裂纹的深度和位置对裂纹尖端处的应力强度因子和叶片飞断时的临界转速有很大的影响.

摘要：提出利用五阶权函数计算粘聚力断裂韧度K_(I)^(C)的计算公式,并考虑到位移加载时裂缝扩展过程中的峰值荷载对应于外荷载的极大值这一特性,进而建立了只需代入峰值荷载P_(max)后便可求得混凝土双K断裂参数的解析计算模型。然后,利用本模型计算与文献中报道的试验值进行比较,结果表明,利用本模型计算的理论值与试验值吻合良好,最大误差不超过8%。