岩石亚临界裂纹扩展及其应用研究

 亚临界裂纹扩展是岩体工程破坏时间效应的原因之一。应力腐蚀机制能很好地说明亚临界裂纹的扩展,其中适合岩石材料的应力腐蚀理论是Charles理论。利用双扭试件可获得岩石亚临界裂纹扩展Charles理论的相关参数。将传统断裂力学中拉伸应力和压剪应力下的裂纹扩展模型与Charles理论相结合,推导出与时间相关的裂纹扩展模型。采用双扭试件测得了中条山有色金属集团某矿矿岩的亚临界裂纹扩展参数。将此参数应用于拉伸应力下与时间相关的裂纹扩展模型,预测矿岩崩落时间,结果表明：该模型能较好地预测矿体的崩落;同时,也可为其他岩体工程的施工开挖提供指导。压剪应力下与时间相关的裂纹扩展模型的应用及复杂状态下多裂纹相互影响的扩展模型,有待进一步研究。     

恒应力速率下陶瓷材料的亚临界裂纹扩展模型

从断裂力学出发,利用阻力曲线（Ｒ曲线）,建立了恒应力速率条件下陶瓷材料亚临界裂纹扩展模型．利用计算机数值计算,获得材料在动态载荷条件下,裂纹扩展速率Ｖ与应力强度因子Ｋ的关系（Ｖ－Ｋ曲线）,并分析了动态疲劳现象的本质．此模型的中心思想在于将亚临界裂纹扩展分为相互独立的２个过程,即：裂纹瞬时局域失稳扩展和应力腐蚀．利用此模型,对Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的动态疲劳特性作出的理论预测与实验结果趋势一致．     

冶金机械轴件失效分析

传统计算方法和检验方法都与轴中的缺陷无关,因而不能正确地反映轴的强度和使用寿命。此类轴件的断裂多数是因内在裂纹扩展而致。因此,损伤容限计算是一种较新的结构设计理论,对裂纹亚临界扩展阶段的研究来计算裂纹从初始长度发展到临界长度(此时工件将发生断裂)的寿命,确定带缺陷工件的承载能力     

岩石裂纹亚临界扩展实验与压剪流变断裂模型

采用双扭试件的常位移松弛法对金川三矿区的大理岩、二辉橄榄岩和混合岩进行双扭试验,获得其裂纹扩展速率v与应力强度因子KI的关系及岩石断裂韧度,确定岩石亚临界门槛值K0。结合岩石压剪断裂理论和岩石亚临界裂纹扩展试验,建立压剪岩石裂纹翼形流变断裂扩展理论模型,提出翼形裂纹最终扩展长度由瞬时扩展长度和流变扩展长度组成。采用ANSYS断裂力学模块实现翼形裂纹尖端关键点随翼形裂纹扩展的自动生成,建立翼形裂纹流变扩展的数值分析模型。研究结果表明:采用常位移松弛法所测岩石的lg KI-lg v关系有很好的线性规律,3种岩石的K0/KIC在0.6~0.9之间;通过对算例进行理论分析和数值模拟,发现翼形裂纹流变断裂理论模型与数值分析结果很吻合。提出的岩石裂纹流变断裂理论为研究岩石裂纹流变扩展细观机理及岩体工程流变破坏的宏观机制提供了一个新的研究手段。     

膨胀性软岩水腐蚀损伤断裂力学效应实验研究

采用INSTRON1342电液材料伺服试验机和Taylor Horbson Surf CLI2000形貌仪对膨胀性软岩双扭试件进行相同pH溶液(pH=7.7)、不同浸泡时间的亚临界裂纹扩展和膨胀特性的试验研究,分别得到膨胀性软岩亚临界裂纹扩展速度v与应力强度因子KI之间的关系、膨胀性软岩的断裂韧度KIC以及不同浸泡时间下的岩石试样吸水膨胀的变化,通过采用双对数坐标空间对常位移松弛法所测试的不同浸泡时间的膨胀性软岩亚临界裂纹扩展速度v与应力强度因子KI之间的关系进行研究。研究结果表明：lgKI-lgv关系具有良好的线性相关性,膨胀性软岩水腐蚀作用对岩石裂纹的断裂指标影响显著并具有时间效应,而且水腐蚀损伤对膨胀性软岩断裂力学性质有弱化作用,能加快膨胀性软岩亚临界裂纹的扩展。     

基于裂纹扩展理论的结构强度退化模型

为了描述机械结构强度退化在整个寿命周期中的变化规律,本模型引用裂纹扩展理论,计算出不同载荷作用次数下临界裂纹值和结构裂纹扩展速率,根据临界裂纹值和结构剩余强度之间的关系模型,从而得到剩余强度随载荷作用次数的变化数据,由此建立基于裂纹扩展理论的结构强度退化模型.实例分析表明:利用裂纹扩展理论反求结构强度退化模型可以从材料微观方面分析零件结构强度退化量的动态变化规律,进而为零件结构的可靠性分析提供理论依据.     

Ⅰ－Ⅱ复合型裂纹亚临界扩展研究

对两种工程材料ＬＹ１２－ＣＺ铝合金和１６Ｍｎ钢的薄板斜拉伸试件进行了裂纹扩展试验研究。提出了用当量裂纹法预测Ⅰ－Ⅱ复合型裂纹亚临界扩展寿命的方法。实验结果表明，当量裂纹法预测复合型裂纹疲劳寿命的方法简单可行。     

Ⅰ—Ⅱ复合型裂纹亚临界扩展研究

对两种工程材料ＬＹ１２－ＣＺ铝合金和１６Ｍｎ钢的薄板斜拉伸试件进行了裂纹扩展试验研究，提出了用当量裂纹法预测Ｉ－Ⅱ复合型裂纹亚临界扩展寿命的方法。实验结果表明，当量裂纹法预测复合型裂纹疲劳寿命的方法简单可行。     

高铬白口铸铁抗磨粒磨损耐磨性与断裂韧性的研究

本文研究了两种基体组织状态及碳化物体积分数对高铬白口铸铁抗磨粒磨损耐磨性、断裂韧性K_(IC)、K_(Id)及亚临界裂纹扩展速率da/dN的影响。结果表明:高铬白口铸铁耐磨性与磨损系统有关;而其断裂韧性及亚临界裂纹扩展速率与基体组织状态、碳化物体积分数及其形态与分布有关。综合研究结果,从高铬白口铸铁耐磨性与断裂韧性最优化角度考虑,如果用软磨料,宜选用马氏体基体;采用硬磨料,则宜选用奥氏体基体。     

高速列车制动盘表面裂纹的扩展特性

分析了制动盘在运行过程中的载荷特征,采用有限元法模拟制动盘在不同制动工况下的热应力分布,发现反复制动形成的拉压应力循环是裂纹扩展的主要驱动力.依据制动盘裂纹剖面的形状特征,采用三维裂纹扩展软件FRANC3D建立了裂纹扩展模型,研究了盘面裂纹的应力强度因子随裂纹长度的变化规律.结合疲劳裂纹扩展理论和裂纹扩展门槛值,估算了临界裂纹尺寸和扩展寿命,以及不同裂纹尺寸扩展到临界长度时的运营里程.研究结果可为制动盘裂纹容限的制定提供参考.     

福建经济增长与劳动生产率及就业相关性分析

以1978—2008年福建省经济、社会发展的数据为依据,运用协整及格兰杰因果关系检验等方法,对福建省经济增长与就业增长、劳动生产率之间的相关性进行了实证分析。结果表明:福建省经济增长与就业增长之间存在着非一致性,而劳动生产率与经济增长之间存在着正相关的关系,劳动产出率的提高对促进福建省经济增长的贡献最大,这说明劳动生产率增长是决定经济增长的重要因素。因此,为了促进福建省经济的持续增长,有必要进一步加大技术进步,推进产业结构优化升级。     

一种测定植物相对生长量的方法

介绍了一种新的植物生长指标及其测定方法,并以盐处理两种耐盐性不同的植物所得到的结果为例说明了这种生长指标的优点和局限性。结果显示:相对生长量和相对生长速率类似,所得数据都具有较好的重复性、都更易检测出处理效应和负增长趋势;但相对生长量更易计算、取值更合理。相对生长量和相对生长速率的局限性在于只能用于水培植物材料或者大样本材料。     

局部区域粒子源凝聚集团粒子密度的分布

在局部区域粒子源聚集生长模型的基础上,通过对凝聚集团的生长平面进行区域划分,研究了局部区域粒子源凝聚集团在生长平面内各区域的粒子密度分布情况。结果显示:凝聚集团大多数粒子均聚集于生长平面的中心区域,越远离区域中心,粒子数越来越少;另外,越接近种粒子区域,集团的粒子在生长平面内的面密度值越大,且其最大值出现在种粒子所在的区域,而不是生长平面的中心。该结果可能有助于找到凝聚集团生长的种粒子,从而判断粒子的来源,了解凝聚物生长的历史环境。     

半平面上随机Dirichlet级数的增长性

研究右半平面上的有限级随机Dirichlet级数的增长性,得到了类似于有限级Dirichlet级数所表示的增长性的结果.     

中国西部地区的通货膨胀与经济增长关系实证分析

文章分析了西部各地区的经济增长和通货膨胀间的关系.研究发现西部地区经济增长与通货膨胀间就表现出三类关系,一类是经济增长与通货膨胀间呈现出的负相关关系,一类是经济增长与通货膨胀间呈现的正相关关系,而四川、宁夏、新疆等地的经济增长与通货膨胀间几乎不存在相关关系.造成此种差异的原因在于各地区经济金融发展存在明显的地区差异所致.因此,我国的宏观经济调控政策必须要考虑地区特点,对不同地区实行分类指导.     

显微组织对近α钛合金BT-20疲劳裂纹扩展的影响

通过显微镜及电子背散射衍射试验对近α钛合金BT-20的篮网、双态和魏氏组织微观结构及晶粒尺寸进行测定,并采用拉伸与疲劳裂纹扩展试验进行力学性能以及裂纹扩展研究,讨论微观组织对裂纹扩展速率、路径和断口形貌的影响.结果表明,双态组织的强度和延伸率最好,魏氏组织最差;双态组织的断口为解理断裂,裂纹碰到大尺寸初生α晶粒时发生穿晶失效,形态呈直线状,从而具有较高的扩展速率;篮网和魏氏组织的断口形式为沿相界断裂,裂纹扩展路径在通过α晶粒集束边界时改变方向,路径呈曲线状,扩展速率相对较低,从而具有较好的耐裂纹性能.     

基于双尺度自动机的玉米拓扑结构模型研究

植物的拓扑结构模型研究是虚拟植物生长中的重要研究内容。基于植物生长机理构建的植物拓扑结构模型,更适合模拟真实植物的生长过程。本文通过对玉米形态结构特征的分析,应用植物发育过程的概率模型,建立了一种基于双尺度自动机的玉米拓扑结构。该模型结构简单,形象直观,符合玉米的生理生长规律,即体现了玉米的动画生长过程,又实现了其真实感显示过程。     

河南省能源消费与经济增长的实证分析

利用协整分析以及格兰杰(Granger)因果关系检验法,对河南省1980—2006年国内生产总值和能源消费总量的关系进行实证分析.结果表明,河南省能源消费与经济增长存在着长期均衡关系,并且存在从经济增长到能源消费的单向Granger因果关系.     

东海宽体舌鳎年龄与生长的研究

本文研究了东海宽体舌鳎的鳞片形态、年轮特征及其生长规律。结果表明：宽体舌鳎直至５龄生长尚未停止，但２龄前生长最快，以后生长速度逐渐降低，并且在各年龄阶段全长、体高、体厚的生长是不同步的，由此导致了各年龄阶段鱼体型的变化，高龄鱼比低龄鱼更肥胖、宽厚。     

线状凝聚核聚集生长的模拟与实验研究

在传统二维DLA模型的基础上提出一个线状凝聚核聚集生长模型,利用该模型对线状凝聚核聚集生长过程进行计算机模拟,同时利用电解沉积金属锌的方法进行相应的电化学沉积实验研究,最后通过计算凝聚物的分形维数对模拟和实验结果进行验证。模拟结果显示,线状凝聚物的生长区域主要位于凝聚核尖端位置的邻近区域,凝聚核每一尖端部分引起的生长类似于一个点凝聚核的生长情况;相应实验得到的电沉积物的整体形态与模拟结果十分类似。凝聚核的形状不但影响凝聚物树枝的分布结构与形态,还影响凝聚物的分形维数。