考虑裂尖损伤的粘弹性裂纹扩展规律

本文根据作者1在对聚合物断裂破坏过程的实验观测基础上，应用连续损伤力学的基本观点和方法所建立的裂纹尖端破坏模型，研究了考虑裂尖损伤的粘弹性裂纹扩展规律，讨论了以损伤演化和裂纹扩展行为构成的聚合物材料破坏的全过程，并在理论分析的基础上，具体计算了某种聚合物在恒定载荷作用下的裂纹扩展行为，预期的理论结果与实验值吻合的较好．     

时间相依性断裂和损伤

本文研究了时间相依性断裂。分析了裂纹尖端损伤分布。从断裂力学和连续介质损伤力学角度出发讨论了蠕变断裂问题以及表征蠕变裂纹生长率参量的适用范围。在一定限定条件下导出了蠕变裂纹生长率的表达式。     

疲劳断裂问题的损伤力学分析

本文用连续损伤力学研究疲劳断裂问题,在裂纹沿裂纹面扩展的条件下,给出了基本型裂纹体和复合型裂纹体的求解方法。最后给出了一个计算实例。     

海洋平台结构系统中的裂纹损伤柱壳研究

本文通过利用弹塑性列分解析的增量运算,使得位移及载荷的增量显式表达得以实现,从而为海洋平台结构系统中的裂纹损伤柱壳整体研究奠定了坚实的理论基础。     

Al/SiCp复合材料铣削加工损伤形貌与分析

利用硬质合金涂层刀具开展了SiC颗粒(体积含量15%、平均粒径14 μm)增强铝基复合材料(简称Al/SiCp复合材料)的铣削加工试验, 并采用扫描电镜(SEM)对加工表面损伤与刀具刃口形貌进行显微观察与分析, 利用表面轮廓仪对加工表面粗糙度进行测量.经分析发现,当切削深度与进给量较小时,加工表面完整性较好,随着切削深度与进给量的增加,加工表面出现了周期性的裂纹损伤,并从金属切削原理与复合材料位错理论对加工损伤机理进行了探讨.     

PC／BMPE合金的裂纹扩展行为

用扫描电镜(SEM)研究了聚碳酸酯/双峰聚乙烯(PC/BMPE)合金断裂面的形貌,其断裂面可以分为裂纹引发区和裂纹扩展区.裂纹扩展区形成了大量的纤维,且这些纤维具有很大的塑性形变,而裂纹引发区几乎没有纤维形成,这是裂纹在缺陷处引发时存在气穴现象的缘故.冲击作用所产生的应力导致了裂纹尖端微空穴和聚合物纤维连结的形成,这个过程包括表面牵拉和纤维拉伸,裂纹形成时存在纤维的微颈细化过程,并用微颈细化理论建立了其微颈细化的理论模型.     

多机制损伤测量

本文基于连续介质损伤力学方法,通过引入伴随变量,讨论了损伤测量参量的选取对多机制损伤的测量以及建立损伤演化方程的影响。并从理论上证明了、实验上验证了采用单参量测量多机制损伤只能精确到同格损伤状态程度。由此指出了目前在连续介质损伤力学中广泛使用的损伤测量方法的局限性。     

衍射时差法在锅炉安全性能检测中的应用

某火力发电厂，锅炉运行时间15000h．近期因蒸汽管道的一条焊缝裂纹引起泄漏，被迫停炉进行修理。经检验判定，造成被迫停炉的丰蒸汽管道的焊缝裂纹为蠕变损伤裂纹，裂纹出现在热影响区，为内部裂纹扩。     

衍射时差法在锅炉安全性能检测中的应用

<正>某火力发电厂,锅炉运行时间15000h,近期因主蒸汽管道的一条焊缝裂纹引起泄漏,被迫停炉进行修理。经检验判定,造成被迫停炉的主蒸汽管道的焊缝裂纹为蠕变损伤裂纹,裂纹出现在热影响区,为内部裂纹扩展到表面导致泄露,造成了被迫停炉。为防止此类事故的发生,用户在大修期间计划将主蒸汽管     

PMMA银纹损伤实验研究

利用含缺陷流变性物体的材料破坏理论,采用显微技术对高聚物蠕变条件下的银纹损伤引发和演化进行了实时在线的实验研究.通过对损伤变量的定量观测,得到了聚甲基丙烯酸甲酯银纹损伤随时间和应力水平演化的规律,并给出了损伤演化模型.     

疲劳裂纹扩展过载延迟效应微观机理的研究

应用自制的扫描电镜加载台,对60Si_2Mn弹簧钢过载后疲劳裂纹扩展的延迟效应进行了扫描电镜的直接观察.分析和讨论了延迟效应的微观机理.结果表明,拉伸过载引起的裂尖钝化及裂纹扩展方向的偏转都会导致延迟效应。     

裂纹扩展过程中裂尖塑性流变区温度场的理论和实验研究

本文根据流变断裂学理论,结合非平衡态热力学,对裂纹扩展过程中裂尖塑性流变区由于内耗热而形成的温度场,进行了理论和实验研究。在理论上分析了材料内部的不可逆变化及熵产生、熵流等内耗机制,得到内耗热源函数,指出裂尖温度场的成因,从而进一步得到控制温度场分布和变化的热传导方程。在讨论内耗对裂纹扩展的影响时,我们推出耗散型能量守恒方程的微分和积分形式以及裂纹扩展的耗散型控制方程。在实验研究中,我们测定了裂尖区的温度场,从而验证了本文的理论,指出经典断裂力学的不足。     

裂纹扩展条件及其温度场研究

通过研究裂纹扩展的热效应，提出了包含热效应的本构关系及裂纹扩展条件，建立了裂尖温度场模型，确定了温度分布函数，并进行了相应的实验，理论与实验结果吻合较好．     

红外热像仪用于裂尖温度场的测量

本文介绍了红外热像仪测试扩展裂纹尖端温度场的原理、方法，主要设备及结果，为断裂力学的理论和实验研究提供了新的有效的手段．     

带缺陷流变性材料裂尖断裂过程区的热力学性和电磁性

带缺陷流变性材料破坏过程中显现出热致磁效应的实验结果表明：在材料破坏的过程中，由于内部温度梯度的存在，导致裂尖断裂过程区具有热致磁效应．可见，热传导方程应包括电磁场的贡献．这种情况意味着断裂过程区内的磁感应场变化，不是由磁通量守恒律的局部化剩余产生，而是本构关系的直接结果，它显示为非局部效应，并参与能量耗散，因此，材料的破坏过程不是纯粹的力学过程．本文应用线性算子谱论建立了条带型断裂过程区的流变场方程并讨论了其热力学关系．最后，以对于Galilei不变式是协变的Lorentz不变式方程分析了裂尖断裂过程区的电磁场特性．本文的成果将有利于金属基复合材料、导电聚合物、定向纳米材料等新型材料的设计和制造以及有关结构物的失效分析．     

功能梯度材料的裂纹分析及有限元计算

非均匀介质力学的早期研究最先始于密度及力学性质随深度变化的弹性波问题.此后,非均匀介质力学的研究便云集了广泛的研究者.本文,分析和计算了功能梯度材料的裂纹尖端场及应力强度因子.比较了均匀材料与非均匀材料裂纹尖端场,指出:材料梯度不影响裂纹尖端的奇异性阶次和角分布函数,但影响应力强度因子(SIF)值.作为断裂力学的重要参数,应力强度因子是材料梯度,外载荷及构件几何形状的函数.文中,假设材料的弹性摸量按具有不同系数的指数变化,使用有限元方法获得了裂纹尖端位移,然后使用外推法得到了功能梯度材料张开型断裂的应力强度因子.     

关于裂纹尖端应力应变奇异性的讨论(英文)

经典的弹性和弹塑性断裂力学解都认为裂纹尖端应力应变存在奇异性,而这在物理上是不真实。怎样来解释断裂力学解和物理事实的不一致?本文利用从能量原理导出的与积分路径无关的积分公式进行了讨论,提出了笔者的观点。文中认为应该辩证地考虑这个问题。如果我们用连续介质模型来描述裂纹尖端应力应变场,存在奇异性是可以理解的,但我们必须记住。这在物理上是不真实的,它是由于我们不适当地采用连续介质模型来描述裂纹尖端情况而引起的。事实上,断裂问题涉及到材料的分离,它与微观过程有关,连续介质模型在这里失去了理论前提。文中探讨了裂纹新表面的形成过程及表面能的物理含义。