重型破冰船船体梁波浪载荷数值计算研究

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作者 苏楠 《船舶》 2025年第5期62-70,共9页

重型破冰船的长宽比(L/B)一般为4~5,故常规的船体梁波浪载荷规范计算公式适用性受限,且重型破冰船的船体型线特征与开敞水域航行的船舶有显著不同,因此需利用数值方法研究其船体梁波浪载荷特性。该文基于有航速时域Rankine源法,采用水... 重型破冰船的长宽比(L/B)一般为4~5,故常规的船体梁波浪载荷规范计算公式适用性受限,且重型破冰船的船体型线特征与开敞水域航行的船舶有显著不同,因此需利用数值方法研究其船体梁波浪载荷特性。该文基于有航速时域Rankine源法,采用水动力软件WASIM对其船体梁波浪载荷进行预报,得到了波浪载荷线性长期值和波浪载荷非线性直接计算值;随后,将波浪载荷线性长期值(非线性修正后)、波浪载荷非线性直接计算值,分别与规范值进行对比。结果表明:由于其船体型线特殊,垂向波浪载荷弯矩线性长期值约为规范线性值的1.4倍,垂向波浪剪力线性长期值约为规范线性值的1.9倍,规范公式无法对其船体梁波浪载荷进行合理的评估;基于工程设计的实际出发,建议取5 kn航速下垂向波浪载荷线性长期值(非线性修正后)作为船体梁波浪设计载荷,用于船体结构总强度评估;中垂波浪弯矩载荷非线性效应显著,在对中垂状态下的船体进行总纵强度校核时,应特别关注长上层建筑的结构屈曲问题。 展开更多

关键词 重型破冰船 船体梁波浪载荷 非线性效应 线性值 非线性修正系数

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非线性波浪作用下海底管线-海床动力响应分析 被引量：9

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作者 栾茂田 曲鹏 +1 位作者 杨庆 郭莹 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S1期709-714,共6页

确定波浪荷载作用下海底埋置管线和海床的响应是海底管线设计中的关键问题。目前大多数研究只是考虑了管线、海床在线性推进波作用下的响应,并没有考虑管线与海床之间的相互作用效应。采用接触摩擦理论,考虑管线与海床之间的相互作用效... 确定波浪荷载作用下海底埋置管线和海床的响应是海底管线设计中的关键问题。目前大多数研究只是考虑了管线、海床在线性推进波作用下的响应,并没有考虑管线与海床之间的相互作用效应。采用接触摩擦理论,考虑管线与海床之间的相互作用效应,基于有限元方法研究了非线性波浪作用下海底埋置管线和多孔海床相互作用问题。数值计算结果表明,在计算中如果忽略波浪非线性项,既有可能低估海底管线内应力及管线周围海床中孔隙水压力,也有可能高估海底管线内应力及管线周围海床中孔隙水压力。 展开更多

关键词 非线性波浪 海底管线 海床-管线相互作用 孔隙水压力

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非线性波浪载荷作用下的船体结构疲劳损伤 被引量：8

3

作者 顾学康 沈进威 《船舶力学》 EI 2000年第5期22-35,共14页

近年来 ,在非线性波浪载荷(含砰击响应)作用下的船体结构疲劳损伤 ,已成为船舶力学研究和结构设计界颇为关注的一个前沿论题。本文以具有大外飘船舶为背景 ,采用谱分析法首先在短期预报范围内分析非线性波浪弯矩、非线性合成弯矩(含砰... 近年来 ,在非线性波浪载荷(含砰击响应)作用下的船体结构疲劳损伤 ,已成为船舶力学研究和结构设计界颇为关注的一个前沿论题。本文以具有大外飘船舶为背景 ,采用谱分析法首先在短期预报范围内分析非线性波浪弯矩、非线性合成弯矩(含砰击振动弯矩)对船体结构疲劳损伤的影响 ;然后 ,在设定的船舶长期使用环境中 ,用不同的载荷理论估计和分析结构的疲劳损伤 ;同时计算分析了平均应力、二种计数法、不同长期疲劳损伤分析方法、二种S-N曲线、不同海浪资料以及船体刚度和结构振动阻尼对疲劳损伤的影响 ;最后为船舶结构疲劳分析法提出了一些指导性意见。 展开更多

关键词 非线性波浪载荷 疲劳损伤 船体结构 谱分析法

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海上风力机塔架在风波联合作用下的动力响应数值分析 被引量：49

4

作者 李德源 刘胜祥 张湘伟 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期46-52,共7页

分析海上风力机塔架复杂的外界载荷工况,研究海上风力机圆筒形塔架在随机风载荷和波浪载荷作用下的动力响应数值分析方法。研究作用在圆筒形塔架上的气动力特别是非定常气动力与雷诺数的关系;应用线性波理论来仿真非规则的海浪,分析作... 分析海上风力机塔架复杂的外界载荷工况,研究海上风力机圆筒形塔架在随机风载荷和波浪载荷作用下的动力响应数值分析方法。研究作用在圆筒形塔架上的气动力特别是非定常气动力与雷诺数的关系;应用线性波理论来仿真非规则的海浪,分析作用在圆筒形塔架上的波浪载荷,通过坐标变换,将二维线性波理论扩展为三维线性波理论,相应地,将平面的莫里森(MORISON)波浪力系发展成空间力系,建立波浪力的分析计算模型,以适应三维空间的分析和计算;编制非规则线性波浪力分析程序。用有限元数值分析方法,将圆筒形塔架用空间梁单元建模,求解塔架在风波联合作用下的位移、速度、加速度以及应力响应等。针对一台1.5MW海上风力机塔架动力响应分析的算例表明:为整个海上风力机系统气动弹性分析、风力机塔架振动分析和疲劳寿命分析等提供实用的分析方法。 展开更多

关键词 海上风力机 线性波理论 非定常气动载荷 波浪载荷

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漂浮直驱式波浪能发电装置的负载控制设计 被引量：3

5

作者 孙洲平 吴必军 李春林 《可再生能源》 CAS 北大核心 2012年第12期26-28,34,共4页

漂浮直驱式波浪能装置是通过直线电机将波浪能转换成电能的一种新型发电装置。负载控制技术是波浪能发电中的关键技术之一。负载控制一方面可调整装置的运行状态,另一方面可优化装置的转换效率。负载控制系统可按照直线电机输出电压的... 漂浮直驱式波浪能装置是通过直线电机将波浪能转换成电能的一种新型发电装置。负载控制技术是波浪能发电中的关键技术之一。负载控制一方面可调整装置的运行状态,另一方面可优化装置的转换效率。负载控制系统可按照直线电机输出电压的大小自动调整装置的负载大小。负载分为3级:基本负载、一级负载、二级负载。试验表明,负载控制系统实现了按电压进行分级控制的目的,为实海况下按照平均波高分级控制打下了基础。 展开更多

关键词 波浪能 直线电机 负载控制

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船体结构疲劳强度分析直接计算法 被引量：5

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作者 陈超核 《暨南大学学报（自然科学与医学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期141-144,共4页

　针对有些船舶如大型集装箱船的非直壁、船首大外飘等波浪载荷具有明显非线性,提出采用直接计算法进行疲劳强度分析,并提出了计算的一些具体内容和计算公式.计算结果表明,非线性波浪载荷对船体结构疲劳损伤分析具有重要影响.

关键词 船体结构 疲劳强度 非线性波浪载荷 直接计算

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海上漂浮式风电机组风波载荷计算与分析 被引量：9

7

作者 刘德顺 刘子其 +1 位作者 戴巨川 龙辛 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期32-40,45,共10页

以海上大型漂浮式风电机组三浮桶式支撑结构为对象,考虑风波联合作用,借助叶素-动量理论和线性波理论,联合风载荷和波浪载荷模型构建了风波联合载荷模型。计算过程中,考虑了风电机组不同的运行工况,依据浮桶直径与波长的比值来确定波浪... 以海上大型漂浮式风电机组三浮桶式支撑结构为对象,考虑风波联合作用,借助叶素-动量理论和线性波理论,联合风载荷和波浪载荷模型构建了风波联合载荷模型。计算过程中,考虑了风电机组不同的运行工况,依据浮桶直径与波长的比值来确定波浪载荷适用的计算模型(Morison理论与绕射理论);得到了不同工况、不同环境参数和结构参数条件下的载荷结果,分析了风波载荷的变化特征。 展开更多

关键词 漂浮式风电机组 风波载荷 叶素-动量理论 线性波理论

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“桑吉”号油轮沉没原因推测与分析 被引量：10

8

作者 李陈峰 任慧龙 +1 位作者 周学谦 许维军 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1123-1131,共9页

针对"桑吉"号油轮与"长峰水晶"号散货船碰撞着火后沉没的海难事故,本文基于事件梳理和船舶事故极限状态设计原理,开展了油轮沉没主要原因的推测和计算分析。对该事件进行了回顾并梳理相关重要信息,推测油轮沉没的... 针对"桑吉"号油轮与"长峰水晶"号散货船碰撞着火后沉没的海难事故,本文基于事件梳理和船舶事故极限状态设计原理,开展了油轮沉没主要原因的推测和计算分析。对该事件进行了回顾并梳理相关重要信息,推测油轮沉没的一种可能原因:在碰撞受损的基础上,由于持续高温燃烧和交变波浪外载荷作用,导致高温区域船体钢材机械性能退化和结构塑性应变累积,造成碰撞受损区域局部构件撕裂和舱段剩余强度不足,进一步引发相邻舱室的总强度不足和大规模破舱浸水,一系列连锁反应,最后导致"桑吉"轮因储备浮力不足而整体沉没。在此基础上,根据事故现场的海况信息和沉没原因的推测,采用相近吨位油轮开展了破舱浸水后储备浮力和碰撞起火后船体剩余强度分析,计算结果在一定程度上验证了沉没原因推测的合理性。 展开更多

关键词 “桑吉”号油轮 碰撞 火灾 沉没 储备浮力 剩余强度 波浪载荷 非线性有限元法

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脉动风场模拟技术的研究与进展 被引量：41

9

作者 张希黔 葛勇 +1 位作者 严春风 晏致涛 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2008年第6期206-212,共7页

通过对脉动风场模拟技术近20年来国内外研究成果的总结,阐述了脉动风场模拟研究的发展历程。首先简要介绍了近地风场的特性和脉动风场模拟技术的研究现状,然后从脉动风场模拟技术的研究方法出发,分别介绍了谐波合成法、线性滤波法和小... 通过对脉动风场模拟技术近20年来国内外研究成果的总结,阐述了脉动风场模拟研究的发展历程。首先简要介绍了近地风场的特性和脉动风场模拟技术的研究现状,然后从脉动风场模拟技术的研究方法出发,分别介绍了谐波合成法、线性滤波法和小波方法在风场模拟技术中的研究发展现状和所面临的问题,最后对风场模拟技术的未来趋势进行了展望。 展开更多

关键词 风场模拟 谐波合成法 线性滤波法 小波方法

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船舶在波浪中频域分析 被引量：7

10

作者 陈小邹 《舰船科学技术》 2011年第2期24-27,共4页

船舶在波浪中的响应一直被船舶工程师广泛关注。本文以Wigley船为对象,采用线性回归计算船舶在规则波中运动的附加质量,采用刘易斯法计算阻尼系数。以新切片理论为基础建立和求解频域内的垂荡和纵摇的耦合运动方程,得到船舶在频域中的... 船舶在波浪中的响应一直被船舶工程师广泛关注。本文以Wigley船为对象,采用线性回归计算船舶在规则波中运动的附加质量,采用刘易斯法计算阻尼系数。以新切片理论为基础建立和求解频域内的垂荡和纵摇的耦合运动方程,得到船舶在频域中的运动响应和波浪载荷,并与三维网格法的计算结果进行比较,表明这是一种可靠的、简单快捷的计算船舶在波浪中响应的方法。 展开更多

关键词 切片理论 线性回归 运动响应 波浪载荷

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KT－5C托卡马克离子伯恩斯坦波功率发射系统 被引量：1

11

作者 闻一之 万树德 +3 位作者 刘万东 廖广东 翟侃 俞昌旋 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 1996年第2期45-49,共5页

本文概述了在ＫＴ－５Ｃ托卡马克上研究非线性离子伯恩斯坦波用的新型射频波功率发射系统，给出了工作频率选择和稳定、射频功率的传输调节、脉冲响应、耦合网络及其阻抗变换、移动式天线等实验结果，还给出了测量天线真空负载阻抗的一... 本文概述了在ＫＴ－５Ｃ托卡马克上研究非线性离子伯恩斯坦波用的新型射频波功率发射系统，给出了工作频率选择和稳定、射频功率的传输调节、脉冲响应、耦合网络及其阻抗变换、移动式天线等实验结果，还给出了测量天线真空负载阻抗的一种简便方法，讨论了有关结果。 展开更多

关键词 非线性离子 射频功率源 波加热 托卡马克

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无罩线形聚能装药近场爆炸载荷分析 被引量：1

12

作者 李军 廖贵超 +1 位作者 吴磊 姜超 《解放军理工大学学报（自然科学版）》 EI 北大核心 2013年第5期530-534,共5页

为研究装药半楔角度对无罩线形聚能装药近场爆炸载荷的影响,利用Autodyn有限元分析软件的二维多物质欧拉算法对不同半楔角(40°、50°、60°、65°和80°等)的线形聚能结构爆炸后冲击波的产生和传播过程进行了数值... 为研究装药半楔角度对无罩线形聚能装药近场爆炸载荷的影响,利用Autodyn有限元分析软件的二维多物质欧拉算法对不同半楔角(40°、50°、60°、65°和80°等)的线形聚能结构爆炸后冲击波的产生和传播过程进行了数值模拟。分析了冲击波的形成过程,得到了各装药爆炸后的近场不同位置(距离爆炸中心1.5、2.0、2.5和3.0m等)处冲击波超压及比冲量值,研究了半楔角和位置对爆炸载荷的影响。研究表明,无罩线形聚能装药结构的最优半楔角为65°左右,且距装药开口方向约2m处爆炸冲击波的综合作用能力最强。 展开更多

关键词 线形聚能装药 半楔角 冲击波 爆炸载荷

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非均匀损伤介质中利用波传播理论对损伤参数的反演 被引量：1

13

作者 罗松南 周正平 +1 位作者 童桦 韦笑梅 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期17-20,共4页

介绍了波在非均匀损伤介质中的传播的反问题,根据波的响应来反演介质的损伤。首先应用Newton迭代法把非线性问题化为线性问题,得到一组不适定的线性方程式组,采用Tikhonov正则化求解,对于正则参数选取采用L线曲线准则,求出了原问题的稳... 介绍了波在非均匀损伤介质中的传播的反问题,根据波的响应来反演介质的损伤。首先应用Newton迭代法把非线性问题化为线性问题,得到一组不适定的线性方程式组,采用Tikhonov正则化求解,对于正则参数选取采用L线曲线准则,求出了原问题的稳定的、有效的解,获得了与真实损伤度较为吻合的反演参数。工程实例的模拟分析计算证明了上述算法的有效性。 展开更多

关键词 非均匀损伤介质 损伤度 波传播理论 反演 正则化

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介质加载回旋行波管互作用结构 被引量：1

14

作者 王晖 李宏福 +4 位作者 鄢然 罗勇 邓学 蒲友雷 徐勇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2484-2488,共5页

分布式介质加载技术已被成功应用于回旋行波管的高频结构,该结构对于回旋行波管的自激振荡起到很好的抑制作用。对采用分布式介质加载的Ka波段,工作模式为TE01模的回旋行波管进行了稳定性分析;计算了介质加载条件下工作和寄生模式的传... 分布式介质加载技术已被成功应用于回旋行波管的高频结构,该结构对于回旋行波管的自激振荡起到很好的抑制作用。对采用分布式介质加载的Ka波段,工作模式为TE01模的回旋行波管进行了稳定性分析;计算了介质加载条件下工作和寄生模式的传播损耗,以及不同传播损耗下工作模式的起振电流;对不同介质加载条件和工作电流,给出了三个主要寄生模式的起振长度;在对介质加载回旋行波管工作和寄生模式稳定性综合分析的基础上,确定了介质加载厚度及相对介电常数等参数。利用优化设计的高频结构及介质加载参数,进行了整管热测实验,得到了输出功率160kW,饱和增益40dB,效率22.8%及3dB带宽5%的回旋行波管。 展开更多

关键词 回旋行波管 线性理论 绝对不稳定性 分布式介质加载 起振长度 起振电流

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一种含谐波源电费模型的研究

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作者 刘冬梅 常越萌 +1 位作者 樊若楠 刘健 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2013年第12期424-429,共6页

谐波的存在导致目前的全能量计量方式存在不合理之处,即线性用户吸收了谐波将多支付电费,而非线性用户则少支付了电费,从而引起电能计量数据精度下降。因此探索更为合理的电能计量方式是必要的,提出一种新的谐波电费模型。通过潮流图从... 谐波的存在导致目前的全能量计量方式存在不合理之处,即线性用户吸收了谐波将多支付电费,而非线性用户则少支付了电费,从而引起电能计量数据精度下降。因此探索更为合理的电能计量方式是必要的,提出一种新的谐波电费模型。通过潮流图从理论上分析谐波源对电能计量的影响,认为不能将基波功率和谐波功率等价,提出了一种谐波电费计量模型。使用Matlab/Simulink软件对某些具体电路进行仿真,验证改进电费模型的正确性,并推导出谐波电费模型的系数,结果表明改进电费模型能够提高电能计量及电费计算的精度,通过对非线性负载惩罚和线性负载补偿,为修正用户所交电费的准确性提供了依据。 展开更多

关键词 谐波 非线性负荷 电能计量 仿真

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有耗媒质及半空间上行波天线的加载

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作者 潘锦 文希理 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第1期25-29,共5页

对有耗空间及分层媒质界面上的行波天线加载问题进行了讨论。提出了支持相应天线上行波电流的加载公式。所得出的公式普遍运用于一般的非对称线天线。数值计算表明，本文方法与已知理论的计算结果一致。

关键词 线天线 加载 损耗媒质 媒质界面 行波

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船体总纵弯曲时计及多种应力组合的累积损伤简化计算方法 被引量：2

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作者 葛菲 戴仰山 +1 位作者 张海彬 戴愚志 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2003年第2期123-127,共5页

为计算船体总纵弯曲时纵向构件在多种应力成份组合下的疲劳损伤,提出了基于等效规则波概念的简化计算方法.以线性波浪载荷为例,按严格方法和简化方法计算某舰船疲劳累积损伤,对所得结果进行的对比说明了该简化方法的可用性和简便性,这... 为计算船体总纵弯曲时纵向构件在多种应力成份组合下的疲劳损伤,提出了基于等效规则波概念的简化计算方法.以线性波浪载荷为例,按严格方法和简化方法计算某舰船疲劳累积损伤,对所得结果进行的对比说明了该简化方法的可用性和简便性,这为该简化方法在船体纵向构件疲劳强度计算中的实际应用提供了可能. 展开更多

关键词 等效规则波 等效应力范围 简化方法 线性波浪载荷 多种应力成份组合 疲劳累积损伤

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基于多元线性回归函数的波浪荷载实验研究

18

作者 钱荣 周锡礽 +1 位作者 孙克俐 林震 《海洋技术》 北大核心 2004年第1期62-65,73,共5页

在实际工程实验与研究中 ,根据最小二乘法估计理论 ,进行多元线性回归分析是一种常见的数据处理方法。大直径圆柱壳结构是近年来在港口海洋工程中出现的一种新型结构。在大直径圆柱壳结构波浪力实验的基础上 ,引入多元线性回归函数对作... 在实际工程实验与研究中 ,根据最小二乘法估计理论 ,进行多元线性回归分析是一种常见的数据处理方法。大直径圆柱壳结构是近年来在港口海洋工程中出现的一种新型结构。在大直径圆柱壳结构波浪力实验的基础上 ,引入多元线性回归函数对作用在大直径圆柱壳结构上的波浪力及其弯矩的计算进行了分析 。 展开更多

关键词 多元线性回归 最小二乘法 估计理论 波浪荷载 港口 海洋工程

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振荡浮子式波浪能装置运动预测数值分析方法 被引量：1

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作者 丁松 韩端锋 +1 位作者 刘峰 刘杨 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期77-84,共8页

针对振荡浮子式波浪能装置,考虑其中浮体的6自由度运动及浮子与浮体之间的相对垂荡运动,推导非线性联合运动方程。基于细长体理论对该装置在作业海况下的波浪载荷进行分析。将该数学运动模型与已有的试验数据进行对比,验证了模型和分析... 针对振荡浮子式波浪能装置,考虑其中浮体的6自由度运动及浮子与浮体之间的相对垂荡运动,推导非线性联合运动方程。基于细长体理论对该装置在作业海况下的波浪载荷进行分析。将该数学运动模型与已有的试验数据进行对比,验证了模型和分析方法的准确性。 展开更多

关键词 波能浪装置 非线性运动方程 波浪载荷 振荡浮子式波浪能装置

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应力波载荷作用下线弹性断裂过程的动态分析方法研究 被引量：5

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作者 沙桂英 刘殿魁 +1 位作者 刘瑞堂 姜风春 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期56-60,共5页

利用Hopkinson单压杆实验装置 ,对材料的线弹性动态断裂特性进行了研究 ,建立了应力波载荷作用下动态裂纹起裂及扩展过程的动态分析方法 ,采用该方法可同时测得材料的动态裂纹起裂时间、断裂韧性和裂纹扩展速度。 40Cr钢三点弯曲试样的... 利用Hopkinson单压杆实验装置 ,对材料的线弹性动态断裂特性进行了研究 ,建立了应力波载荷作用下动态裂纹起裂及扩展过程的动态分析方法 ,采用该方法可同时测得材料的动态裂纹起裂时间、断裂韧性和裂纹扩展速度。 40Cr钢三点弯曲试样的实验结果表明 :该钢的动态裂纹扩展过程主要是减速过程 ,在2 2 5TPam /s的加载速率下 ,起裂时间为 2 8 0 0 μs,最大裂纹扩展速度为 478 91m/s ,动态断裂韧性为6 3 12MPam。 展开更多

关键词 应力波载荷 线弹性断裂 动态断裂韧性 裂纹扩展速度 动态分析 材料 Hopkinson单压杆 40CR钢

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