环形预制裂纹小冲杆试样评价脆性材料断裂韧性的研究

针对石油化工、核电等行业服役设备的材料脆化和性能劣化导致设备失效的问题,提出了一种评价在役设备材料性能的新方法。用环形缺口预制裂纹试样进行脆性材料的小冲杆试验,结合有限元模拟获得的回路J积分曲线,最终得到材料的断裂韧性值,J积分为46.18kJ/m2,并与标准CT试样试验得到的断裂韧性值进行比较,2种结果基本一致。环形预制裂纹小冲杆试样可以评价材料的断裂韧性。     

基于统计断裂理论的脆性材料弯曲强度的理论研究

基于统计断裂理论,推导出了脆性材料在三点弯曲、四点弯曲情况下的期望强度和破坏概率的计算公式.研究分析了在以上各种受力状态下材料强度的大小关系.得到的结论为:(1)弯曲应力状态下材料的期望强度大于均拉应力状态下材料的期望强度;(2)三点弯曲应力状态下的期望强度大于四点弯曲应力状态下材料的期望强度;(3)在四点弯曲状态下,载荷的两作用点的距离越大,材料的期望强度就越小,或者在最大弯曲应力相同情况下,载荷的两作用点的距离越大,材料的破坏概率越大.这些均对工程实际具有重要的指导意义.     

透明脆性材料预制裂纹压缩破坏机制试验研究

自然界中的岩体含有大量的原生裂纹,这些裂纹在外载作用下扩展和相互贯通最终导致岩体失稳破坏。由于真实岩石为不透明材料,观察研究其原生裂纹的扩展演化机制十分困难。最新研制了一种新型材料;该材料透明度高,且具有很好的脆性和单轴压缩剪涨性,可以作为模拟岩石的相似材料,在该材料内部及表面预制裂纹,观察分析预制裂纹不同赋存方式对材料破坏机制的影响。试验中清晰观察到次生裂纹萌生扩展各个阶段的形状及预制裂纹不同的赋存方式对材料破坏模式的影响,以及表面预制裂纹赋存深度与试件强度和次生裂纹裂最终扩展宽度的关系。试验所得的成果对于研究真实岩体的破坏机制具有重要的参考价值。     

焊接接头强度不等组配试样的三点弯曲试验

利用模拟焊接接头试样三点弯曲试验的方式,就焊接接头强度组配对其断裂性能的影响进行了研究,结果发现：焊接接头强度组配的不同对其断裂韧性和裂纹扩展驱动力都有不同程度的影响．     

脆性材料抗拉强度测试方法的研究

本文用弹性力学理论对沿直径受压的脆性材料圆盘进行应力分析，得出应力计算理论公式。从而对脆性材料抗拉强度的测定提出了一种新的方法，即通过对圆盘沿直径对心受压试验可测出其抗拉强度。     

三点弯曲试样裂纹撕裂扩展的研究

采用三点弯曲试样,根据撕裂模量理论对裂纹撕裂扩展的稳定性进行了理论及试验研究,得出了适用于对三点弯曲试样施加撕裂模量 T_(app)的计算,该式涉及材料硬化参数、系统柔度及试样几何尺寸等诸方面因素;通过调整系统柔度得到了明显的裂纹稳定扩展和撕裂失稳扩展两种现象,实验结果与撕裂模量理论分析结果相符。     

脆性材料剪切过程的数值仿真与试验验证

乏燃料组件剪切是乏燃料后处理的关键步骤,但由于其具有较高的放射性,科研试验中常采用由不锈钢和脆性材料组成的模拟组件来替代。针对脆性材料采用Drucker-Prager模型与Shear Damage模型相结合建立剪切本构模型,并选取脆性材料的典型代表砂浆进行剪切试验验证,通过对砂浆基体块进行加载速度为5,20,30,40,50 mm/s的剪切试验,验证了数值模型的正确性。并研究了其弹塑性变形、裂纹萌生、裂纹扩展和断裂分离的全过程,以及过程中受力变形情况。研究结果显示剪切力随速度的增加在一定范围内波动,剪切力随间隙的增大呈现先增大后减小的趋势。     

三点弯曲试样弹塑性有限元分析

采用K.J.Bathe《自动动态增量非线性分析有限元程序》(ADINA)对三弯曲试样进行弹塑性有限元计算,分析了裂纹尖端附近应力应变场的特征,着重分析了转动因子γ与裂纹尖端张开位移δ、无量纲载荷P/P_1、无量纲裂纹嘴张开位移V/V_I以及裂纹嘴张开位移V与加载点位移(?)之间的关系,并提出了在COD试验中采用非常值转动因子γ的建议。     

脆性弯曲断裂试验中的稳定加载条件

通过对含裂纹试样与加载机构共同作用系统的分析,得到了试验机的稳定加载条件为试验机-试样系统的能量输入率T>0。此T判据的等价条件为试验机的刚度K_n和含裂纹试样荷载-挠度(F-Δ)曲线的斜率K_s满足不等式K_m+K_s>0。T判据可以推广到含裂纹体结构物系统的稳定性分析。结果表明,其稳定性不仅取决于含裂纹构件的刚度性质,而且也取决于与构件相连的结构物的刚度性质。     

脆性材料复合裂纹断裂判据研究

研究了混凝土等拉压强度不等的脆性材料在平面应力和平面应变情况下裂纹附近的塑性区的范围，并给出了相应的表达式；运用在一定外力作用下物体内等效应力作为断裂判据，推测含复合裂纹的脆性材料的裂纹扩展时的临界条件相扩展方向，计算了试件在6个不同裂纹角时断裂角的大小，其结果与最大周向正应力理论判据、最小应变能密度理论判据及实验结果比较，说明用最小等效应力作为含复合裂纹的脆性材料的裂纹断裂判据是可行的．     

预制裂纹脆性材料断裂机理的研究

本文在XPK—6型矿相显微镜下,对单一裂纹,双裂纹和三裂纹试件的断裂过程进行了比较详细的观察分析。试验结果表明:不同数量,间距和排列方式的裂纹,对试件的断裂过程有不同的影响,三裂纹试件的裂纹开裂传播和扩展过程与双裂纹试件基本相同。     

土体试样蠕变过程的试验研究

采用三轴试验蠕变仪进行土的蠕变过程特性研究,采用循环加载的方式使土样的室内蠕变试验时间缩短,对土样蠕变过程中轴向应变与时间的关系、排水体积与时间的关系、孔压随时间的关系进行了分析讨论.为进行蠕变试验的教学提供了一个很好的素材.     

脆性材料SHPB试验中实现近似恒应变率加载必要性的研究

基于分离式霍普金森压杆(SHPB)试验的数值模拟,对脆性材料SHPB试验中是否需要实现近似恒应变率加载的必要性进行了研究。结果表明在脆性材料的SHPB试验中,即使整形入射应力波在反射应力波中产生了一个近似平台,脆性材料试样中仍旧存在显著的由惯性产生的径向围压,说明在SHPB试验中实现了由反射应力波中的近似平台所表征的近似恒应变率加载也不能表示SHPB试样中的应变率为近似恒定。因此,在脆性材料SHPB试验中应用波形整形技术并不能改变转折应变率表征SHPB试样中应力状态转变的特性。无论是否采用了波形整形技术,应用脆性材料SHPB试验结果时都应考虑惯性引起的径向围压的影响。     

脆性材料单压时断裂机理与强度尺寸效应的试验研究

通过两种试验方案,研究了脆性材料HT200在压缩过程中的启裂点、断裂方向以及强度的尺寸效应。结果表明,脆性材料HT200单轴压缩时,启裂点位于应力三维度最大值处即试件中部,断裂方向为最大剪应力方向;不同尺寸的试件,其单轴抗压强度不同的主要原因是端面约束影响范围的大小不同所造成的。     

生产脆性高温超导材料的新技术

据英国《新科学家》周刊1997年3月29日报道，新西兰和美国的科学家共同研制了一种用铅高温超导陶瓷材料导线制成的电磁铁。超导体因没有电阻，可以通过大电流而无损耗，因此最适合作电磁铁一类的元件。但一般的超导体只在接近绝对零度时才能工作，想要将它们冷却到这样的低温．代价是很昂贵的。而新西兰和美国开发的这种超导电磁铁在100K的较高温度下就能工作，因此能用更便宜的致冷设备。科高温超导陶瓷非常脆，它是怎样制成导线的呢？其实方法并不复杂。美国麻省韦斯特伯勒堡超导体公司采用的技术是：把脆性的秘陶瓷粉末装进一根银管内，…     

脆性材料结构模型试验技术

前言水工建筑物由于其结构特征、几何形状、边界条件等均极为复杂,常需借助于结构模型试验来验证和弥补目前理论计算方法的不足,甚至试验成果常作为设计施工的依据。结构模型试验是一门新兴的技术,我院开展时间较短,仅在近十年来对白山、陈村、安     

金属拱型波纹屋顶材料等效弯曲常数试验

按照正交各向异性薄板理论对金属拱型波纹屋顶结构进行了合理的简化,以对原材料T形板、U形板进行的弯曲试验为基础,分析位移随荷载变化的曲线,得到了T形和U形两种截面型式板材腹板和底板的材料等效弯曲弹性模量,并与平板的弯曲弹性模量值进行了比较分析.     

脆性基体复合材料层板弯曲破坏的数值模拟

讨论了复合材料层板的弯曲破坏问题，纤维层是正交异性弹性体，而基体为脆性损伤材料。提出了一种脆性损伤模型，虽是各向同性连续损伤模型，但利用等效损伤应变的定义，可以区分拉、压和剪切对损伤的不同响应，用有限元法数值模拟了如下现象，一旦基体出理临界伤，弯曲载荷则从最大值急速下解，同时基体的临界损伤区很快扩展，并且发生局部纤维断裂，从而使复合材料层板几乎失去了承弯能力，整体呈脆性特性。为便于了解破坏过程，给     

脆性材料强度条件的探讨

分析第一、二强度理论在实际应用中的一些不足，讨论并给出了一个修正的脆性断裂强度条件，且通过铸铁破坏试验的实验结果及其误差分析作了验证。     

脆性材料断裂试验刚性加载架的工作原理及其应用

对混凝土断裂试验全过程的力学关系进行分析，确定了脆性材料断裂稳定破坏的试验条件和试验机的刚度条件。介绍了自行设计、制造刚性加载架，并前后完成混凝土，岩石小、中、大标准尺寸的系列化断裂试验，使脆性材料的断裂行为特别是应变软化特性得以明显显示的情况。