几种合金钢断裂机理与宏观断裂方向的研究

通过研究几种合金钢在常规破坏试验和复合型断裂试验过程中的断裂现象,分析不同应力状态下的断裂试验结果,发现随应力三维度由大到小变化,材料的断裂形式依次为组织断裂、孔洞正断、孔洞剪断、塑性剪断及焊合。且发生孔洞剪断时,危险点位于应力场中应力三维度取极大值处;发生塑性剪断时,危险点位于应力场中等效应力取极大值处,断裂方向均为危险点处最大剪应力作用面方向。     

采场顶板破断模型及垮落规律分析

煤炭开采引起了上覆岩层空间结构的变化和顶板的变形破断,而采场顶板的断裂形态与采场压力密切相关,同时也对地表沉降产生较大影响。基于弹性力学薄板模型,采用位移变分法分析了顶板断裂的形成机制,根据薄板弹性理论,采用位移变分法建立了煤层顶板的力学模型,分析顶板断裂形态的形成机制,通过顶板的拉应力分布和弯矩分布得到了顶板的破坏规律。计算结果表明:顶板在初次破坏时,在顶板表面沿四周边缘出现O型破坏,继而在顶板中心处出现X型破坏,随着破坏的发展贯通,形成典型的O-X型破断。顶板在周期破坏时,随着工作的推进和角部效应的影响,形成半X型破断。     

磷的非平衡偏析对铁的脆性断裂的影响

磷的非平衡偏析对铁的脆性断裂的影响许多研究表明，由力学性能与温度之间的关系所决定的最小脆断应力在解释脆断特性方面是很重要的。已往的研究工作表明，在Ｆｅ－Ｐ合金的晶界处发生磷（Ｐ）的偏析会度最小脆断应力值Ｒｍｃ下降，这种由Ｐ产生的影响的本质会造成晶间断...     

金属材料在旋弯载荷下的断裂形貌

本文从裂纹技术的角度出发,对带有环形切口的常用工程金属棒料,在旋弯预荷方式下的裂断断口作了宏观和微观分析,指出断裂过程分为撕裂带、疲劳区、暗灰色的细窄纤维区和瞬态脆断区;断口呈现脆断形貌特征,属于典型的脆性损伤破坏过程。金相分析表明,采用裂纹技术对金属材料的材质没有影响,断口质量满足工程要求。     

上海地区北西向断裂中流体活动和地震的关系

由不同流体包裹体迹面（FIP)特征和它们的穿插关系,划分出四次主要流体活动时期,计算出相应四次断裂作用的温度、压力、流体性质等热力学参数,差异应力、应变速率、流体势等动力学参数,以及裂隙间距、闭合度、渗透率等裂隙系数。测定断裂带中石英砂岩的不同FIP裂隙糙度系数KJRC。应用分维方法,了解到断裂四次活的应力性质,表明断裂构造应力性质从早期的压性－压扭性到晚期的张性－张扭性的变化。测定不同FIP走向,绘出FIP走向玫瑰花图,了解到区域应力方向从早期NE向到晚期近EW向变化,显示出明显的右旋性质。最后分析流体活动和地震的关系,提出北西向断裂易于地震的原故。     

中厚煤层采场围岩破坏规律准动态数值模拟研究

以杨村煤矿8601综采面地质及开采条件为背景,采用大型非线性三维计算机数值模拟,对不同推进步距的采场围岩变形与破坏进行了准动态模拟研究。结果表明,随着工作面推进,煤层底板岩层具有采前应力升高、采后应力降低和恢复三个阶段,并每隔22m重复出现;受采动影响的岩层在采空区中间下沉值最大,向两侧逐渐减小;底板临界破坏深度为5m;应力集中系数为1.25。     

纯铝试样厚度与缺口深度对拉伸破坏的影响

对含缺口矩形截面纯铝试样进行拉伸破坏试验,通过改变试样厚度和缺口深度研究应力三维度对试样破坏的影响;采用有限元方法对试样的拉伸破坏进行了模拟分析.试验和模拟分析表明:断裂应变随试样厚度的增大而增大,而缺口深度增大时断裂应变却减小,因此,以往应力三维度增高导致断裂应变下降的观点不一定正确.     

卷扬机传动轴的断裂分析

卷扬机传动轴的断裂为典型的低应力脆断事故，主要原因是传动轴的组织疏松、晶粒粗大、。热处理质量不合格和冲击韧性偏低．其次为轴肩处未留过渡圆角，造成局部的应力集中和复杂应力状态．     

复杂应力状态断裂判据的讨论

结合对脆性材料常规破坏试验结果的分析,修正了脆性断裂强度条件,将新的强度条件用于解决复合型裂纹的断裂问题,认为应力三维度极大值处对应于裂纹的启裂位置,裂纹的启裂方向则与处的最大拉应力方向有关,给出了一个新的复合型断裂判据,利用铝合金平面应变断裂实验结果对新判据作了验证。     

基于离散-连续耦合的加筋包裹碎石桩承载机理分析

为了分析土工格栅包裹碎石桩的颗粒散体受力特性及桩体变形机理,基于室内试验结果建立离散-连续耦合模型,分析应力在桩体中的传递规律、径向应力系数的相关影响因素、桩体和土工格栅中力链的发展规律以及加筋碎石桩的破坏模式。结果表明：碎石桩的径向应力系数(被动土压力系数)并非定值,桩体破坏时径向应力系数较加载初期最大下降44.8%;径向应力系数变化的根本原因是碎石桩骨架受力结构的变化;全长加筋包裹碎石桩的破坏模式为顶部鼓胀破坏,其细观表现为桩顶部位孔隙率增大,格栅力链大面积断裂,碎石颗粒产生大幅度侧向位移;在承载过程中,格栅横肋提供显著的约束应力而格栅纵肋受力极小,主要作用为固定和支撑格栅横肋。     

聚丙烯拉伸性能测试及再屈服行为

为明确热塑性塑料塑性变形阶段加载-卸载-再加载的力学行为,采用注塑成型方法制备了哑铃型聚丙烯试样,进行了单轴拉伸实验。实验结果表明：所制备的试样具有良好的性能稳定性,试验结果重现性好,应力-应变曲线符合部分结晶热塑性塑料的一般行为。通过不同应变速率测试结合断口形貌扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)观察,表明应变速率超过50 mm/min时,试样由韧性断裂转变为脆性断裂,断口形貌由穿晶断裂形貌转变为河流花样形貌。聚丙烯的加载-卸载-再加载测试表明,在低应变速率情况下,塑料在再加载之后的应力-应变曲线存在明显的再屈服行为,与金属的包辛格效应存在明显不同。加载-卸载-再加载的应力-应变曲线会出现第二个屈服点,其屈服应力低于第一屈服应力,并且其数值与卸载点应变无关。研究结果为热塑性塑料塑性阶段的加工和使用提供理论支持。     

致密储层体积压裂裂缝漏失及控制综述

致密储层在体积压裂过程中由裂缝导致的漏失对压裂液能效利用和套管变形均有影响,不同类型裂缝的漏失所具有的特点差异显著,目前仍没有针对性的控制措施。本文首先明确了体积压裂裂缝(简称体积裂缝)的分类及性质,在总结体积裂缝漏失类型及特点的基础上,调研了各类漏失的应对方法及优缺点,分析了解决上述漏失问题的控制技术和封堵材料,并指出了体积裂缝漏失的发展方向。结果表明：体积裂缝漏失可分为水-岩相互作用导致的拉伸裂缝漏失、小井距体积压裂造成的裂缝串通漏失、天然裂缝/断层沟通导致的漏失三类;压裂中添加粉砂和压裂液体系离子调节能缓解拉伸裂缝导致的漏失,压裂参数优化与暂堵结合能使得裂缝转向,降低小井距裂缝串通漏失的频率,优化压裂选段或提前封堵天然裂缝/断层能降低压裂液在天然裂缝/断层中的漏失;压裂参数精细化、发展裂缝转向或能够形成自适应封堵的新型材料是未来发展的趋势。结论认为：在地质工程一体化框架下,针对体积裂缝的漏失类型采取对应的控制措施,以压裂参数优选协同自适应封堵材料的思路控制体积压裂裂缝漏失,为提高压裂液能效和预防套管变形提供技术支持。     

传统断裂强度理论存在的问题与几种材料的断裂规律

考察了几种金属材料在不同复杂应力场下的断裂形式及物理的变化规律。针对复杂应力场下传统断裂强度理论应用上存在的几个问题，讨论了应力场中危险点的位置与危险点上断裂的影响因素，对材料的不同断裂形式的断裂条件提出了新认识。     

可吸收材料在治疗四肢非负重骨骨折中的效果评价

目的探讨可吸收材料在治疗四肢非负重骨骨折中的临床应用价值。方法选取2009年3月-2010年1月间在我院骨科接受手术治疗的四肢骨骨折患者103例,按照病情需要及人院顺序将103例患者分为两组,一组接受金属材料内固定治疗（51例）,另一组使用可吸收材料进行固定治疗（52例）,随访6-20月,比较两组患者的术后x射线片、骨性愈合情况及变态反应发生情况。结果103例患者全部获得良好的骨性愈合,并且术后的X射线片及关节功能恢复情况显示两组治疗的效果基本一致,两组差异不显著（P〉0．05）;可吸收材料治疗组无变态反应发生,金属材料治疗组有6例发生变态反应,并且比较两组患者的骨折愈合时间,差异显著（P〈0．05）。结论可吸收材料可以取代金属材料治疗四肢非负重骨骨折,可吸收材料可以被人体吸收,有较好的生物相容性,避免了由金属引起的组织刺激,手术操作简单,避免了二次手术去除固定材料的痛苦,大大降低了术后感染及并发症的发生,并一定程度上减少的手术费用,值得临床推广使用。     

界面软质层在C／Al复合材料中行为的试验研究

界面软质层在Ｃ／Ａｌ复合材料中行为的试验研究王浩伟，贺鹏飞，吴人洁，张国定（复合材料研究所）关键词金属基复合材料，界面，软质层，断裂，纤维中图法分类号ＴＢ３３１界面是复合材料极其重要的组成部分，纤维增强金属基复合材料（ＦＲＭ）的界面对其力学性能尤其是...     

工程结构裂纹监测技术

针对工程结构裂纹的产生和扩展原因,介绍了不同材料的裂纹监测技术,指出了基于传统方法的裂纹监测技术的缺陷和不足。在此基础上,着重分析了基于电子散斑干涉技术的结构裂纹监测技术的原理和应用。该技术用CCD相机将被测物体上的图像记录下来,并传输到计算机图像分析系统中进行存储和分析,经过图像处理和模式识别可以清楚地得到裂纹的图像,从而获得裂纹的各个参数;该技术可以实现对脆性材料和准脆性材料微小裂纹及裂纹尖端附近应力的监测。     

各向异性应力边界条件下不同方向裂缝的变形特征

裂缝随地应力的变形规律对油气藏的高效开发具有重要的指导意义,目前中外对裂缝应力敏感变形特征的研究多集中在各向同性应力且方向与宏观压力梯度方向平行条件下的裂缝变形特征.但对各向异性应力不同方向裂缝的应力敏感特征研究较少.为此,建立各向异性应力条件下不同方向裂缝的变形计算模型,并研究流体压力、弹性参数、几何参数等对裂缝变形的影响及整个渗流介质渗透率张量的变化规律,最后通过物理模拟实验验证该模型的准确性.研究结果表明:裂缝性渗流介质加载各向异性应力时,与最大主应力方向夹角越小的裂缝渗透率越大;两组裂缝不对称分布时,随流体压力增大,裂缝系统渗透率主值变大,主值方向逐渐偏向应力敏感性强的那组裂缝,当两组裂缝正交分布时,只有主值大小会发生变化,最大主值方向始终平行于弹性模量较小的那组裂缝.     

双剪统一强度理论下复合裂纹的研究

应用双剪统一强度理论,研究了复杂应力下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型复合断裂问题,给出了包含反映材料拉压性能差异的参数α及反映中间主应力效应的参数b的双剪统一强度断裂因子,通过改变拉压性能差异系数和中间主应力作用效应系数,退化得到不同屈服准则和不同材料下的断裂因子。当取不同的参数时,该统一解退化为双剪应力屈服准则解、MohrCoulomb解、Tresca和Mises解。结果表明,该双剪统一强度断裂因子可以适应于各种不同材料和不同受力情况,能充分发挥材料潜力,有重要的工程应用价值。     

蜂窝状软粘土蠕变微观分析

为预测软粘土的蠕变变形特征,建立蜂窝状软粘土微结构蠕变失稳力学模型.借助材料力学中对蜂窝结构的研究成果,从微观结构稳定性的角度研究影响软土变形和蠕变的主要几何-力学因素,分析软粘土微结构的变形失稳.研究表明:微结构的变形失稳与其受力状态、几何形状与尺寸等因素密切相关;当竖向应力一定时,随着围压的增大,蠕变屈曲破坏时间变长;当微结构受到扰动时,其蠕变失稳状态也会发生变化,围压的增加会使得微结构的蠕变失稳受到抑制.