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专利号: 2019102507329
申请人: 中南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种预测翼裂纹扩展轨迹的方法,其特征在于,包括以下步骤:S1.预制含张开裂隙的试样,裂隙倾角为α;

S2.在压剪状态下,对张开裂隙尖端进行应力分析,得到裂隙尖端的应力场,进而获取张开裂隙尖端的裂纹起裂角θ;

S3.通过理论计算,得到考虑裂隙尖端曲率时,裂隙倾角α和裂纹起裂角θ之间的关系,结合试验和理论结果,对在角度小于30°情况下的裂纹起裂角θ进行修正,得到修正后的裂隙倾角与裂纹起裂角之间的关系;

S4.选取裂隙尖端曲率最大时,修正后的裂隙倾角与裂纹起裂角之间的关系为基础,确定初始裂隙在微段内的翼裂纹扩展轨迹;

S5.根据步骤S4中的裂纹扩展轨迹,将翼裂纹端点采用直线连接,将连线拟看作新的预制裂隙,称为等效裂隙;

S6.判断等效裂隙的裂隙倾角是否达到90°,如果否,则将等效裂隙视作初始裂隙,重复步骤S2~S5,如果是,则迭代结束,得到翼裂纹的扩展轨迹。

2.根据权利要求1所述的预测翼裂纹扩展轨迹的方法,其特征在于,步骤S1中,裂隙倾角α为裂隙面与水平面所成夹角。

3.根据权利要求1所述的预测翼裂纹扩展轨迹的方法,其特征在于,步骤S1中,张开裂隙具有一定的张开度,在裂隙尖端裂纹起裂破坏前裂隙面不会闭合。

4.根据权利要求1所述的预测翼裂纹扩展轨迹的方法,其特征在于,步骤S2中,裂纹起裂角θ的表达式为:式(1)中,KII、KI分别为裂隙尖端的II型、I型应力强度因子,根据J.Tirosh的结果,在考虑不同尖端曲率条件下,KII、KI的表达式为:式(2)中,σ为单轴压缩试样两端的应力,a为预制单裂隙的半长,α为预制裂隙的倾角,为预制单裂隙与水平方向所成夹角,ρ为裂隙尖端曲率。

5.根据权利要求1所述的预测翼裂纹扩展轨迹的方法,其特征在于,步骤S4中,选取裂隙尖端曲率大于10,修正后的裂隙倾角与裂纹起裂角之间的关系为基础。

6.根据权利要求1所述的预测翼裂纹扩展轨迹的方法,其特征在于,步骤S4中,微段内的翼裂纹选取尽量小,最大为初始预制裂隙长度的1/20。