针对超低温裂纹尖端张开位移（CTOD）实验中存在的试样对中不准确和温度控制不精确等问题，该文对现有设备进行了改进并展开测试实验。首先，选用9Ni钢焊接液化天然气（LNG）储罐并使用扫描电镜（SEM）和电子背散射衍射（EBSD）观察焊接接头的组织形貌；然后，用改进的CTOD实验装置测定接头的断裂韧性；最后，使用光学显微镜（OM）、SEM和EBSD分析CTOD断口形貌和疲劳裂纹的走向。实验观察到在焊接接头的熔合线处存在宽度约17μm的过渡层，元素Mo和Nb发生了偏聚，焊缝疲劳裂纹穿晶扩展；热影响区CTOD值低于焊缝且离散性较大，在主体实验过程中，出现了pop-in现象，产生的微裂纹沿熔合线粗晶区一侧扩展；粗晶区晶粒宽度达50～100μm，组织为粗大的板条马氏体，且大角度晶界比例较低。由实验可知粗晶区是整个接头断裂韧性最薄弱的区域。

借助Ansys有限元软件,采用二维正交各项异性有限元模型,对带有裂纹的正交各向异性白桦试件进行3点弯曲的裂纹尖端应力、应变场的研究。为了较真实的反映裂纹尖端力学情况,分别采用在裂纹尖端进行有限元网格细化法和布置奇异单元法来模拟裂纹尖端奇异场,并将计算结果用Matlab平台下编写的后处理程序进行分析和比较。结果表明:2种方法均可满足工程实际的要求,但在裂纹尖端布置奇异单元法优于有限元网格细化法。

以鱼鳞云杉木材三点弯曲试件为例,应用ABAQUS有限元软件分析裂纹体与木材顺纹向倾角分别为90°,60°,30°,0°时的应力场,并采用"切向比正应力准则"对裂纹的启始开裂方向进行预测。结果表明:1)以裂尖为中心作径向平面,4种裂纹体试件的最大Mises应力所在的径向线均沿着木材的顺纹理方向;2)在除去裂尖奇异点以外的一个较大区域中,垂直裂纹表面的拉应力σY和平行裂纹表面的拉应力σX的比值σY/σX几乎是一个常数,在1～5之间;3)无论初始裂纹与木材顺纹向的夹角如何,其裂尖处的切向比正应力R珔均在顺纹方向上最大,理论预测和试验结果均表明裂纹将折向顺纹方向启裂。最后讨论木细胞间的低界面强度对木材...

该文研究了水曲柳（ＦｒａｘｉｎｕｓｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａＲｕｐｒ．）发生Ｉ型断裂时裂纹尖端的应力场应力强度因子的情况．借助美国大型通用有限元分析软件ＮＡＳＴＲＡＮ计算出裂纹尖端附近的应力，并通过ＧＲＡＦＴＯＯＬ软件对数据进行后期处理，画出裂纹尖端附近的应力强度因子分布图．

该综合性实验设计，明确了材料、裂纹缺陷尺寸等参数对断裂韧性测试值的影响规律，再现了实验测试过程中的裂纹扩展过程。实验结果显示，脆性特征明显的材料，其断裂韧性值相对较小；断裂韧性测试值随初始裂纹长度的增加而逐渐减小；平面应变状态的测试值最大，三维应力状态的测试值次之，平面应力状态下的测试值最小。通过该综合性实验的开展，学生能够直观观察裂纹的扩展过程，较好地掌握断裂韧性计算的基本理论，有助于激发学生的创新潜能，培养解决复杂工程问题的能力。

本文应用柔度法测定了杉木的断裂韧性。研究表明 :( 1 )柔度法是一种有效可行的实验标定方法 ;选用指数函数C =αexp( βa w)能够很好地表达柔度与裂纹长度间的关系。 ( 2 )本次实验测定的杉木断裂韧性KTLIC =4 82 5MPa·mm1 2 。

基于直切槽半圆盘弯曲(notched semi-circle bend,NSCB)试件及断裂韧性测试方法,分别对北京房山花岗岩样品实施了静态和动态断裂韧性试验,获得了其静态与动态断裂韧度的定量关系,发现在文中采用的中高应变率条件下,动态断裂韧度值为静态断裂韧度值的1.3～2.6倍。采用不同表面形貌刻画技术(SEM、激光共聚焦显微镜、高速摄像机等)对破坏岩样的表面形貌进行观测与表征,获得了岩石表面的三维重构及其粗糙度,其静态和动态断裂都是呈I型裂纹拉伸破坏模式,动态与静态裂纹扩展差异的原因在于应力波在岩样内部界面处的来回反射,诱导微裂纹的萌生、汇合与贯通;裂纹传播过程均经历了加速阶段和减速阶段,裂纹传播速度与其表面三维形貌重构的相对高度变化趋势一致,同样与表面粗糙度变化规律相吻合。岩石静态与动态行为的本质区别是:材料在动态加载时所表现出来的率效应(惯性效应),与材料自身由物理、几何引起的结构效应,此两类效应存在相互抵消、此消彼长的本质属性。

针对带环向表面裂纹海洋石油管道断裂可靠性问题,利用权函数方法,给出了计算裂纹前沿应力强度因子的积分表达式,进而导出了能满足工程精度要求的应力强度因子的实用计算公式。采用极限分析方法建立了带裂纹海洋石油管道断裂可靠性评估模型,给出了断裂失效概率和可靠度的计算公式。典型算例数值计算结果表明:应力强度因子随裂纹深度和长度的增大而增大,这与《应力强度因子手册》(科学出版社)的结果一致;当弯矩不变,裂纹深度和长度、管道壁厚和半径,及轴力为随机变量时,带裂纹海洋管道的可靠度随轴力均值的增大而减小。

裂纹故障是影响生产生活和设备安全运行的一大因素，裂纹检测实验对于检测技术应用和裂纹故障信息获取具有重要意义，但领域内缺乏对检测实验的系统性归纳与剖析。该文对当前代表性的裂纹检测实验方法进行了分类比较，针对裂纹信息介绍了定位、形貌和深度的检测实验，从先进传感器、数据处理与机器学习应用等3个方面探究了裂纹检测实验方法进展。最后根据国内外裂纹检测实验的研究现状，提出了在裂纹扩展方向检测、误报漏报及实验与实际工况贴近程度方面所面临的挑战，并从实时动态、远程无线和多故障耦合检测等方面进行了展望，为今后裂纹检测实验方法的研究与发展提供了参考。

依托现有的教师科研项目，设计了研究焊接接头多尺度腐蚀行为的综合性实验。该实验针对焊接接头这一非均匀结构的局部腐蚀问题，以微电极阵列为纽带，联用三种电化学测试方法，从三个不同尺度获取电化学信息，并进而对局部腐蚀过程进行准确解析。经典电化学测试结果表明，X80钢焊接接头的各组成部分若孤立存在，在CO_2饱和的3%NaCl溶液环境中的腐蚀电流密度为WM

关键词： 电化学实验  焊接接头  CO_2腐蚀  微电极阵列