高温下岩石损伤本构模型研究

利用连续损伤理论和统计强度理论,根据岩石微元强度服从Weibull随机分布的特点,定义了弹性模量为岩石热损伤变量,推导了岩石的热损伤演化方程,引入岩石应力—应变曲线特征参量,同时考虑了岩石全过程应力—应变曲线的峰值条件和几何条件,建立了温度效应下岩石的损伤统计本构方程,并通过试验进行验证。试验结果表明:随着轴向应变的增加,岩石损伤经历演化、稳定扩展、损伤加速,直至破坏四个阶段;随着温度的增加,岩石的初始热损伤不断加剧,600℃是花岗岩热损伤的阀值点;损伤本构理论曲线与试验曲线较吻合,所建立的本构模型在岩石峰值前后的拟合明显高于传统方法,但也存在一定的偏差,可能由于在方程建立及参数的确定过程中,进行的假设和忽略对方程的精度产生了影响,本文的研究对建立高温三轴状态下的岩石损伤本构模型具有一定的参考价值。     

激波作用下岩石损伤试验及评价方法

通过水中爆炸激波对试样的损伤试验来模拟激波对地层岩石的破坏作用.试验中观测了爆炸后试样内部裂纹形貌的分布,利用自制传感器测到了试样内部的激波压力,优化筛选出了损伤度模型.通过对试样弹性波速进行处理和分析,给出了试样的动态损伤阈值求解方法.结果表明,激波在试样中的传播符合指数衰减规律,相对损伤度、无量纲波速的平方、无量纲拉应力它们两两之间呈线性关系.     

预蠕变损伤对高温疲劳宏观裂纹扩展的影响

针对ＳＵＳ３０４不锈钢光滑试棒预先导入１０７３ Ｋ·ｃｐ－ｔｙｐｅ条件下的预蠕变疲劳损伤，然后开小切口进行时间依存性 ９２３ Ｋ·ｃｐ－ｔｙｐｅ，１０７３ Ｋ·ｃｐ－ｔｙｐｅ及循环数依存性９２３ Ｋ·ｐｐ－ｔｙｐｅ的宏观裂纹扩展试验，考察了试棒内部因预蠕变疲劳而产生的大量的粒界微小裂纹对高温疲劳宏观裂纹扩展的影响．结果如下： １．预损伤加速了９２３ Ｋ·ｃｐ－ｔｙｐｅ下的蠕变裂纹扩展，对于同一蠕变Ｊ积分范围△Ｊｃ，损伤值越大，裂纹扩展速度ｄｌ／ｄＮ也越大．这种加速起因于主裂纹与微小裂纹的合体． ２．１０７３ Ｋ·ｃｐ－ｔｙｐｅ下的预损伤材料和处女材料的ｄｌ／ｄＮ在同一△Ｊｃ。下相等．即，损伤材料的裂纹扩展速度的上限值由１０７３ Ｋ·ｃｐ－ｔｙｐｅ下的处女材料的ｄｌ／ｄＮ－△Ｊｃ关系给出． ３．在９２３ Ｋ·ｐｐ－ｔｙｐｅ条件下，对于同一疲劳Ｊ积分范围△Ｊｆ，预损伤材料的ｄｌ／ｄＮ要比处女材料快１０倍左右．一般ｐｐ－ｔｙｐｅ的破坏形式为粒内破坏．预损伤材料的场合，因为试棒内部分布有大量的微小粒界裂纹，主裂纹便沿这些破坏阻抗最小的微小裂纹边合体边扩展，主要在粒界上扩展．即微小粒界裂纹是裂纹扩展阻抗减小的主因．     

带裂纹圆柱岩石试样的权函数解

采用Ｗｕ氏权函数与Ｂ样条函数相结合的方法，计算了带裂纹圆柱岩石试样在一对裂纹面内沿柱体母线作用下的应力强度因子．计算结果与文献值的比较表明，本方法不但简便，而且具有较高的精度．     

基于IDEFO方法的金相试样制备系统模型研究

金相试样制备是金相分析研究中重要的组成环节,要经过多道工序,且制备人员的操作经验和水平决定了试样的制备质量.采用IDEFO方法描述整个金相试样制备过程,建立金相试样制备系统的功能模型,能清晰描述各工序的功能及相互联系,为加工实践提供了指导,可以使制备人员快速掌握正确的制备方法,有效控制金相试样的质量,得到合格的试样.     

预裂爆破在破碎岩石中的应用

本文结合爆破理论，介绍了宝兰二线在破碎岩层条件下，采取不偶合装药结构，对大直径中深孔爆破及小直径浅孔爆破进行了预裂爆破，取得了令人满意的效果。     

不定型高温耐磨衬里材料的制备及应用

不定型高温耐磨衬里材料主要是针对火电、冶金、化工等行业物料输送、通风、除尘等系统设备进行内衬保护和修复而设计的。该产品采用三元复合胶结料，以刚玉为骨、粉料，并引入一定的纤维材料和少量的超微粉料及其它添加剂，使产品在相当宽的温度范围内具有很高的抗折强度和耐压强度．热震稳定性和耐磨性能优异。     

全同聚丙烯SEM分析试样的制备及观察

用高锰酸钾溶液蚀刻方法制备全同聚丙烯(iPP)的SEM分析试样,观察iPP试样的球晶形貌,结果表明,经高锰酸钾溶液浸泡1h左右的iPP试样,SEM观察下可以获得细节清晰的球晶形貌,α-iPP球晶具有子母晶片结构,母晶片间的非晶组织被蚀刻后呈放射状腐蚀条纹,子、母晶片间的非晶部分被高锰酸钾溶液蚀刻后留下格子状的腐蚀坑.     

岩石损伤本构模型及稳定性分析中的应用

从损伤力学出发,考虑Mohr-Coulomb准则的损伤门槛以及Hoek-Brown强度准则的残余应力,基于岩石强度的Weibull分布假设,提出一种新的岩石损伤本构模型。结果表明此岩石损伤模型能较好地反映岩石应力-应变全曲线;通过损伤模型对岩体强度与变形规律的分析,计算出CDP模型参数,用ABAQUS进行数值模拟。从能量的角度研究结构的破坏过程,用最大弹性变形能来判别结构破坏。结果认为岩体的强度破坏实质上是稳定性问题,属于极值点失稳;并结合塑性区贯通验证合理性,对于研究岩石、混凝土损伤及稳定性有一定的参考价值。     

微观试样透射电镜薄膜的制备

透射电子显微镜是现代物理测试最重要的仪器之一。但是,应用透射电镜对物体进行研究时,必须把试样制成电子束可以穿透的薄膜。 目前,国内外已有比较成熟的技术可以把相对宏观的试样制成透射电镜可以研究的薄膜,但是还没有一种成熟的方法可以把微米尺寸的微观试样制成透射电镜薄膜。现在流行的超薄切片技术在一定范围内已得到应用。但超薄切片法严重地损伤试样的原有组织,对较硬和较脆的试样也不适用。     

岩石变形破坏全过程的概率损伤方法研究

从岩石内部裂隙、空洞和界面等缺陷的随机性分布特征出发,基于反映岩石内部缺陷的微元强度服从随机分布的概念,并基于Drucker-Prager岩石破坏准则,提出了岩石微元强度的表示方法.利用岩石微元强度服从Weibull与正态分布的特性,分别建立了反映岩石变形破坏全过程的损伤概率本构模型,试验结果表明所提出的两种模型均具有明显的合理性与优越性.图1,参10.     

碳酸二甲酯的应用及制备方法

本文简单介绍了碳酸二甲酯的性质结构及在工业中的应用,并将其主要生产工艺作了详细的介绍,并提出我国生产碳酸二甲酯的重要意义。     

基于对数正态分布的岩石损伤统计分析方法研究

以Mohr强度理论为基础,利用岩石微元强度服从对数正态随机分布的特点,得到了三轴压缩条件下的岩石损伤统计本构模型,并根据试验曲线采用最小二乘法确定出模型参数.与试验结果比较,该模型可以很好地模拟岩石破裂过程的全应力应变关系,真实反映了岩石软化特性、岩石强度随围压变化等特性.在此基础上,讨论了对数正态参数F0,S0对岩石应力应变全过程曲线的影响.结果表明,参数F0值的变化对岩石的强度有影响;参数S0值的变化对岩石的脆性有影响.     

高温对岩石力学性能及微观硬度影响

为分析高温后骨料对混凝土性能的影响,研究不同目标高温后石灰岩和辉绿岩外观、质量损失、压碎指标及微观硬度值,得到石灰岩和辉绿岩温变规律。试验结果表明,温度超过500℃后石灰石质量会急剧减小,而辉绿岩质量基本保持一致;两种岩石的压碎指标在临界温度后都急剧减小,其中石灰岩的临界温度为400 ℃,辉绿岩的临界温度为500 ℃。在显微硬度方面,石灰石的硬度先增大后减小,辉绿岩的硬度先增大后减小而后又增大,其硬度规律呈现N型。由此可见,硬度和压碎指标与温度变化并无太大联系。但在200-400 ℃之间,石灰岩和辉绿岩的力学性能都有增大趋势。     

基于IDEF0方法的金相试样制备系统模型研究

金相试样制备是金相分析研究中重要的组成环节,要经过多道工序,且制备人员的操作经验和水平决定了试样的制备质量。采用IDEF0方法描述整个金相试样制备过程,建立金相试样制备系统的功能模型,能清晰描述各工序的功能及相互联系,为加工实践提供了指导,可以使制备人员快速掌握正确的制备方法,有效控制金相试样的质量,得到合格的试样。     

基于Mohr-Coulomb准则的岩石损伤统计分析方法研究

从探讨基于Mohr-Coulomb准则的新的岩石微元强度表示方法及其服从Weibull随机分布的特点出发,基于岩石三轴应力应变试验曲线,建立了反映岩石破裂全过程的损伤软化统计本构模型．在此基础上,重点研究了Weibull分布参数对岩石损伤软化统计本构模型的影响,并结合岩石三轴应力应变试验曲线的特征,对岩石损伤软化统计本构模型进行了合理修正．与试验结果及前人研究结果比较,该模型形式简单,能更好地反映工程实际,具有广阔的应用前景。     

非标准金属拉伸试样及夹具的设计与制备

金属的拉伸性能既是评定金属材料的重要指标,又是机械制造和工程设计、选材的主要依据.该研究利用CAD软件设计和数控电火花线切割车床制备了适合金属材料工程专业课程实验教学、毕业设计实验和科研项目实验用的非标准拉伸夹具和试样,以解决标准试样加工制备困难和成本高的问题.所设计的非标准拉伸试样外形尺寸参考了标准拉伸试样,有效避免了试样由于局部应力集中发生破坏导致实验结果不准确的情况发生.制备得到的非标准拉伸试样夹具强度达到了实验设计要求,夹具在使用过程中没有发生屈服和变形,并且夹具和试样之间的配合精度达到了我国金属拉伸试验的标准.使用本研究制备的夹具和试样所测得的不锈钢样品性能与标准样品具有可比性,夹具和试样在教学和研究实验中具有实用性.     

岩石三点弯曲圆梁试样的突变分析

分析了岩石、混凝土和陶瓷等一类材料的3点弯曲圆梁在断裂测试中可能出现的“回跳”失稳行为，即一种突变现象，对这种试样提出了一个不同于3点弯曲矩形截面梁的失稳条件。     

超微试样超簿片的制备

本发明属于一种现代物理测试制样的新技术,是采用电镀的方法镶嵌超微试样,然后进行两面磨处理,制成的试样既薄又不损坏超微物体的组织结构,适合于微米数量级且脆性大的样品制备。其制成的样品薄片可以小于2000A,进行透射电镜试验时图象清晰,为利用现代物理测试仪对超微物体的微观分析研究提供了方便。     

岩石冲击损伤演化规律数值流形方法模拟

采用应力波衰减损伤模型对仅适用于模拟基于线性本构关系和恒定载荷作用下物体变形规律的数值 流形程序进行了扩展;利用扩展后的程序对岩石长杆在冲击载荷作用下的损伤演化规律进行了模拟,得出了不 同位置点处的损伤演化曲线和材料总体的损伤演化曲线。模拟结果表明,损伤的增加主要集中在冲击载荷作用 的初始阶段,随着时间的推移,应力波强度衰减,损伤将不再明显增加。