陶瓷三点弯曲切口梁断裂实验与承载力分析

为探讨带切口陶瓷试件的最大承载力计算方法,采用实验机对7种不同切口尺寸的粗瓷矩形截面梁试件和4种切口尺寸的细瓷试件进行了三点弯曲加载实验,得到了各个试件的载荷一加载点位移关系曲线,并由实验最大载荷值和预制裂纹尺寸计算了其应力强度因子。通过黏聚裂纹模型和双K断裂准则计算弯曲切口梁的承载力,再由恒定应力强度因子计算该结构的承载力,并分别与实验载荷作比较。结果表明,由黏聚裂纹理论和双K断裂准则得到的计算值与实验结果符合较好。     

混凝土断裂特性的实验研究

由楔入劈拉和三点弯曲梁断裂实验模型,测定了带预制裂缝混凝土试件的变形随加载而变化的规律,得到了反映混凝土断裂特性的数据曲线. 采用电测法对楔入劈拉试件的断裂过程进行了测定;用电子散斑干涉法（electric speckle pattern interferometry）测定了三点弯曲梁的裂纹端部的面内位移,为深入研究混凝土断裂特性提供了有效的实验分析方法.     

基于热阻网络模型的铜基微通道热沉设计优化

研究表明微通道的截面形状、尺寸以及数量显著影响流体在通道中的传热性能。基于热阻网络模型和计算流体力学(CFD,computational fluid dynamics)模拟,对适用于流动沸腾散热的铜基微通道设计进行了热性能分析。根据实验和模拟计算结果,在确保微通道内热边界层发展区满足恒定壁温条件下,8个平行的尺寸为200μm高,800μm宽,10 mm长的铜基微通道阵列即可满足一般的流动沸腾应用所需要的对流散热量(如6 kW/m~2)。该微通道热沉设计可以在30 min内达到稳定,也可以在相对较短的时间内将目标系统维持在稳定的合理工作温度。此外,实验结果表明在微通道入口处的流体冲击流动可以提高微通道壁面与工作流体之间的对流换热系数,并且在很大程度上降低了壁温。     

钢纤维混凝土抗裂性能测试

在混凝土材料中添加乱向分布的短纤维，能够改变其材料的力学性能，增强混凝土结构的变形能力．采用单轴拉伸、三点弯曲和楔入劈拉三种实验模型分别进行纤维混凝土及素混凝土材料的抗裂性能试验，对比分析两种材料的试验结果，发现在混凝土中掺入一定量的钢纤维，对混凝土结构最大承载能力的提高作用有限，却能够非常明显地增加其材料的断裂韧性和断裂能，加入钢纤维后混凝土材料的变形能力也会大大提高．     

带缺陷金属薄板的拉伸强度

对金属薄板含缺口和无缺口的试样进行了拉伸实验,由实验数据分别计算了薄板有效截面的均匀化应力,薄板缺口处裂纹端部的应力强度因子,并用有限元法对薄板的韧带上应力分布进行了数值模拟,分析了缺口对薄板应力集中的影响.     

岩石中小尺寸试件断裂试验及参数计算

通过三点弯曲梁和紧凑拉伸断裂实验模型,测定带有预制裂缝岩石试件的变形及破坏随外载荷变化的规律,得到反映岩石断裂特性的数据曲线.对比两种岩石材料和两种尺寸的紧凑拉伸试件的实验,分析了材料的质地及结构的几何尺寸对断裂参数的影响.     

倒置平面基底上液膜流动的演化特性研究

薄膜流动作为工程中常用的传热/传质手段，广泛应用于换热器和聚合物成形等设备中。该文重点分析了倒置基底上的薄膜流动问题，从Navier-Stokes方程出发，利用润滑近似理论建立自由液面的运动控制方程，推导其变分形式；在开源有限元程序Freefem++中建立了有限元模型，并开展了二维数值模拟和三维数值模拟。通过数值模拟发现，倒置角度越大，流动形态演化的越快，当倒置角度较小时，流动呈现一种稳定的行波态，倒置角度较大时，液膜会在短期内演化为强衰减形态和孤立波并存的形式，经过足够长的时间后，液膜会完全演化成多个孤立波的形式。该文的工作可以方便地拓展到类似问题的研究中，为薄膜流动的数值模拟提供了一种新的思路。