含随机微裂纹的椭圆孔口应力分析

针对实际工程中广泛存在的孔洞边缘含有随机微裂纹的孔口应力分析问题建立了理论模型.利用微裂纹在小尺度下的局部保角性构造近似的复变函数,通过对微裂纹与宏观孔洞的尺度分离获得了不同尺度下椭圆孔口的应力场,并扩大了复变函数的应用范围.结果表明,通过近似的复变函数的构造和微裂纹与宏观孔洞的尺度分离,能够准确计算含微裂纹椭圆孔口的应力场和应力强度因子.当含随机微裂纹的椭圆孔洞所在平面承受竖向均布载荷时,椭圆长短轴的比值越大,应力强度因子的极值越大,且应力强度因子沿椭圆边缘的衰减速度越快;当椭圆长短轴的比值足够小时,微裂纹位置对应力强度因子的影响不大.     

超声滚压微锻造增材件表面力学性能

增材制造Ti-6Al-4V钛合金构件时，易出现裂纹、表面粗糙度大等缺陷.为了解决这一问题，将应用于表面强化处理的超声滚压微锻造工艺与增材制造过程相结合，通过有限元软件模拟了激光熔丝增材制造及冷却过程，并分析了超声滚压微锻造加工对增材件表面力学性能的影响.结果表明：在经过超声滚压微锻造加工后，增材件残余应力由拉应力转变为较大的压应力，有效降低了增材件产生裂纹等缺陷的风险，同时，加工后的增材件表面等效塑性应变增大，表面显微硬度提高，且超声滚压微锻造加工对滚压头接触区域影响最大.     

利用声发射研究Q235钢氧化铁皮拉伸失效过程

掌握氧化铁皮破裂机理对确定无酸除鳞工艺参数尤为关键。利用声发射和扫描电镜等技术,研究了Q235热轧带钢氧化铁皮拉伸失效过程。通过绘制声发射特征参数经历图、累积图及载荷经历图,结合氧化铁皮截面形貌观察,发现氧化铁皮拉伸失效分微裂纹萌生、微裂纹扩展、微裂纹聚结(宏观裂纹萌生)、宏观裂纹增长、宏观裂纹聚结和氧化铁皮剥落6个阶段;并计算得到不同失效阶段氧化铁皮的临界应力、应变,为确定除鳞工艺参数提供了参考。     

混凝土拉伸损伤演变的细观力学研究

根据能量耗散等价假设对二维平面应力问题，建立了单轴拉伸与双轴拉伸情况下混凝土宏观损伤变量与细观损伤参数(微裂纹密度)的关系．在双轴拉伸情况下，材料破坏时微裂纹密度为一定值，与σ1和σ2的变化无关；但破坏时的宏观损伤值随横向拉应力的增大而增大。     

基于数字图像技术的沥青混合料反射裂纹扩展行为

为了研究不同加载模式下的沥青混合料反射裂纹扩展行为,对复合小梁试件进行复合型和弯拉型破坏荷载试验以及不同应力比状态的疲劳试验,并基于数字图像相关技术(digital image correlation, DIC)观测反射裂纹萌生至扩展全过程,从裂纹宽度、裂纹扩展路径、裂纹扩展高度及疲劳反射裂纹扩展速率深入分析其扩展行为。结果表明：沥青混合料反射裂纹扩展行为经历微裂纹萌生、微裂纹发展阶段、微裂纹向宏观裂缝转变、宏观裂缝快速发展4个阶段。反射裂纹扩展由主裂纹扩展以及次裂纹扩展构成,且次裂纹扩展速率高于主裂纹。采用logistic函数对混合料疲劳反射裂纹扩展量进行拟合是可靠的。研究成果对于完善沥青路面设计及其耐久性评价具有重要意义。     

应用细观力学与扩展有限元法数值模拟钻柱损伤

钻井过程中,钻柱承受着拉扭等多种交变载荷的作用,其损伤机理一直是力学界深入研究的课题.笔者首先根据细观力学分析的基本原理,采用Abaqus软件的脚本语言Python建立细观尺度下晶粒分布模型,然后采用断裂力学算法——扩展有限元法对含有微裂纹的细观尺度下晶粒模型进行计算,分析裂纹的动态扩展过程以及相应的应力应变分布特征,最后根据细观力学中“均匀化”方法对不同时刻的应力应变进行处理,得到微裂纹扩展对钻杆材料宏观性能的影响.在宏观尺度下处于弹性阶段的钻杆材料,在细观尺度下仍会出现塑性区,且在微裂纹不扩展的情况下,弹性模量是恒定的.文章提出的思路为深入探索钻柱材料断裂机理提供了新的方法.     

超铀元素原子核β~-衰变寿命的系统研究

超铀元素结构和性质的研究对于超重核实验的合成具有重要的意义,本文简要介绍了远离β稳定线原子核β-衰变寿命的指数规律和理论计算公式.利用该公式对超铀区原子核β-衰变寿命进行了系统的理论计算和讨论.计算结果与实验数据和宏观-微观模型结果的比较表明:该指数计算公式对超铀附近原子核寿命的计算结果与实验数据符合较好,也与宏观-微观的结果符合较好.对这些同位素链上原子核的未知β-衰变寿命的进行了理论预言,可为将来的实验提供理论参考.     

描述微裂纹成核与扩展的疲劳损伤多尺度模型及其应用

利用多尺度模拟的方法建立了针对疲劳损伤累积过程中微裂纹成核与扩展阶段的疲劳损伤多尺度模型,对模型的有效性进行了实验验证,并将其应用于变幅疲劳载荷下某装甲车传动轴的疲劳寿命评估中.研究结果表明,所提模型能同时预测宏观尺度疲劳损伤与细观尺度微裂纹的成核与扩展率,利用该模型所预测的宏观疲劳损伤值与实验所测值相符.该模型既能合理地描述宏观尺度下不同应力水平的疲劳损伤演化过程,又能综合反映细观尺度下微裂纹的成核与扩展行为.利用这种多尺度疲劳损伤模型可以预测结构在疲劳微裂纹成核与扩展阶段所消耗的疲劳寿命,为各类结构疲劳损伤累积过程评估和准确进行寿命预测提供了一种新途径.     

16MnR钢中微裂纹的萌生及扩展

用宏观与微观相结合的方法,研究16MnR钢在低周疲劳下微裂纹的萌生与扩展规律。试样上分别钻有40—200μm的微孔,研究了微裂纹启裂、扩展和微缺陷尺寸对疲劳寿命的影响。结果认为,孔边裂纹启裂机理有两种方式:滑移带启裂和疏松带启裂。前者是由剪应力起主要作用,后者是正应力起主要作用。而滑移带的局部性和裂纹开叉是低周疲劳下微裂纹的两大典型现象。且微缺陷尺寸对疲劳寿命有显著影响,该影响随应力水平的增加而减小。     

丁胺卡那霉素治疗中测定尿β2微球蛋白的临床意义

本文对接受丁胺卡那霉素治疗的５０例患儿在治疗前及政治后一周测定测定血、尿β２微球蛋白并进行比较，发现尿β２微球蛋白能早期反映肾功能损害。因此，可以定时测定尿β２微球蛋白的监测肾能损害。     

CSP流程Ti微合金化高强钢的疲劳性能

采用升降法对CSP工艺生产的2mm厚Ti微合金化高强钢的疲劳性能进行研究.结果发现:高强钢的抗拉强度为830 MPa;疲劳强度为685 MPa,约为抗拉强度的0.83倍;伸长率为18.8%.绘制了高强钢的S--N曲线,并拟合出疲劳寿命与最大应力的关系.通过扫描电镜对疲劳断裂机理进行了分析.宏观疲劳断口可见明显的裂纹源区、扩展区和瞬断区形貌.疲劳裂纹起始于带钢表面微裂纹;疲劳扩展区存在微观疲劳辉纹、二次裂纹和宏观疲劳贝纹线;瞬断区出现撕裂棱,兼有韧窝存在.     

β‘—Sialon陶瓷的抗热震性

测定了无压和热压烧结两种β、－Ｓｉａｌｏｎ陶瓷的抗热震性能，计算了两者的抗热震参数，发现热压烧结β＇－Ｓｉａｌｏｎ的抗热震断裂能力优于无压烧结β＇－Ｓｉａｌｏｎ，而抗热震损伤能力却劣于后者，ＳＥＭ分析和理论推导认为，除了力学性能的影响之外，显微结构中微裂纹数量及尺寸直接影响了材料的抗热震性，无村烧结β＇－Ｓｉａｌｏｎ显微结构中微裂纹数量及尺寸均大于热压烧结β＇－Ｓｉａｌｏｎ显微结构中微裂纹数量及尺     

Z=40～43同位素链上原子核β-衰变寿命的研究

介绍了远离稳定线原子核β-衰变寿命与母核核子数之间的指数规律和理论计算公式,具体对Z=40～43同位素链上原子核的β-衰变寿命进行了计算,并将计算结果与实验数据和宏观微观模型的结果进行了比较.发现计算结果与实验数据符合较好,也与其他模型符合较好.此外还对这些同位素链上原子核的未知β-衰变寿命进行了理论预言.     

超重Z=113-116元素β~-衰变寿命的计算研究

超重元素结构和性质的研究对于超重核实验的合成具有重要的意义,而超重核素β-衰变寿命是了解超重核素结构的重要性质之一。利用我们提出的远离β稳定线原子核β-衰变寿命的指数规律理论计算公式,对超重区原子核Z=113-116同位素链上β-衰变寿命进行了系统的理论计算和讨论。计算结果与当前普遍采用的宏观-微观模型结果进行了比较,结果表明:该指数计算公式对超重附近原子核寿命的计算结果与宏观-微观模型的结果符合较好。     

混凝土裂纹扩展的非线性超声表征试验研究

混凝土内分布大量微孔隙、微裂纹等软性夹杂,精确探测微裂纹的萌生与扩展对其安全与健康评价具有极为重要的意义。二次谐波法对混凝土微损伤较为敏感,然而,对于裂纹扩展过程中的非线性超声响应规律的研究较少,且混凝土材料的非线性超声研究样本尚显不足。为此,本文首先利用扫描电子显微镜(SEM)观察未加载试样的微观形貌,验证了混凝土试样的完整性,进而设计了应力、应变和非线性参数的同步测试系统,探究了受压过程中的混凝土非线性参数β变化规律。研究结果表明,加载初期非线性参数β显著增加,随着荷载水平的增加,非线性参数β迅速下降,并在后续加载过程中波动变化。结合单轴受压混凝土的裂纹扩展规律,讨论了裂纹扩展对非线性参数β的影响规律,并与首波幅值A进行了对比,得到了非线性超声参数对混凝土微损伤的萌生及扩展更为敏感,而首波幅值A对混凝土弹性阶段后期和塑性阶段损伤规律性更强的结论。     

超弹性β-Ti合金研究进展

生物医用β—Ti合金因具有低弹性模量和超弹性的特点而备受关注。亚稳定β—Ti合金的超弹性来源于应力诱发的β→α″马氏体转变及其逆转变。以分析Ti—Nb基和Ti—Mo基两合金体系为基础,对β—Ti合金的研究现状进行了归纳总结,阐述了合金元素添加对β相马氏体转变和超弹性的影响,指出提高超弹性的关键是通过提高β相的屈服强度和调整成分获得合适的M_s点,随后介绍了超弹性β—Ti合金经不同热处理后能够获得更高的超弹性回复,最后对生物医用β—Ti合金的发展进行了展望。     

双孔洞裂隙砂岩裂纹扩展特征试验与颗粒流模拟

基于尺寸为80mm×160mm×30mm的双孔洞裂隙长方体砂岩试样单轴压缩试验结果,分析了双孔洞裂隙砂岩裂纹扩展特征,建立了双孔洞裂隙砂岩宏观应力-应变曲线与裂纹扩展过程的关系.利用颗粒流模拟程序,基于试验结果进行细观参数校准,进一步研究了裂隙倾角对双孔洞裂隙试样力学参数及裂纹扩展特征的影响.与完整砂岩试样相比,双孔洞裂隙试样力学参数显著降低,但降低程度与裂隙倾角密切相关.随着裂隙倾角的增大,双孔洞裂隙试样峰值强度先减小后增大,弹性模量呈逐渐增加的趋势,而峰值应变呈非线性变化.完整试样呈轴向劈裂脆性破坏,而双孔洞裂隙试样首先在孔洞上下边缘及裂隙的尖端附近萌生初始裂纹,裂纹的扩展与贯通导致了试样最终失稳破坏.最后探讨了双孔洞裂隙试样裂纹扩展细观机制:首先在裂隙尖端附近和孔洞边缘形成应力集中区,应力提高导致颗粒间黏结断裂,产生微裂纹;在应力集中区转移过程中不断产生新的微裂纹,微裂纹的汇集形成宏观裂纹.     

β-环糊精/碳微球复合材料的制备和表征

以可溶性淀粉为原料,经水热处理、产物的高温碳化制备碳微球;并以β-环糊精和碳微球为原料经反相乳液法制备β-环糊精/碳微球复合材料;利用红外光谱、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、X射线衍射等手段对产物的结构和性质进行了表征。结果表明:以可溶性淀粉为原料制得了粒径约5μm的单分散碳微球;同时也成功地制备了表面光滑、粒径约15μm的β-环糊精/碳微球复合材料。     

无限微热源法合成的β-SiC晶须与颗粒的分离

对无限微热源法合成的β-SiC晶须(β-SiCw)和颗粒的特性进行了分析和比较,在此基础上对各种分离方法进行了实验。结果表明,湿筛和自由沉降分级可使β-SiCw富集于0～60μm粒级的产品中,品位从10%提高到25%;采用活性炭吸附小颗粒,晶须品位达到65.70%;利用液-液萃取分离法,晶须品位可达75.90%;若将活性炭吸附和液-液萃取分离工艺进行组合,可将晶须品位提高到81.50%,综合回收率达到75.40%。     

岩石细观断裂过程的分叉与混沌特征

根据岩石在单向压缩应力状态下细观断裂过程吸微裂纹演化的试验研究结果,对各级应力状态下岩石的微裂纹数目和方向进行了统计分析,并在此基础上建立了描述微裂纹生长和演化的数学模型,采用现代非线性科学的分叉和混沌理论对岩石细观断裂过程和微裂纹演化过程的分叉与混沌进行进行了研究,其结果表明：当表征砂岩微裂纹存在活比和闭合效应的特征量取一定值时,其微裂纹的演化可用Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程来描述,因而具有分叉与混沌特