裂纹扩展过程裂尖温度场的实验研究

表明裂纹扩展过程中在裂尖处由于塑性流变变形而造成温度场,它形成如下的热-力耦合的循环关系:变形→能量耗散→内部耗散热→温度场→变形.实验结果证明,内部耗散热源的影响不可忽略。     

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。     

裂尖塑性流变区的实验研究（Ⅱ）

为了进一步验证我们关于流变断裂学理论的新见解,特别是作者提出的“变质量断裂模型”的正确与否,本文对裂尖塑性流变区的实验研究进行了阶段性的报告。文中提出了“光塑性实验新方法”,在国防科大和兰卅石油机械研究所的支持下,利用现代高科技成果对塑料试件随外载连续而不可逆的色度场进行了数字图象分析和红外扫描研究后,使我们能定量地给出裂尖塑性区随裂纹扩展的变化情况及对应的温度场,应力应变场和热耗散值。文中给出了部分由计算机处理后的彩色图片和计算结果。这些新的方法和实验结果表明我们在这方面的研究走在国内外前列,它不但为断裂力学研究提供了新的方法和手段,而且在弹塑性力学,有限元计算和解决工程实际问题等方面都具有广泛而重要的应用价值。     

带陷缺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磁效应，可见，热传导方程应包括电磁的贡献，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方法的过程，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     

关于裂纹尖端塑性区的实验研究（Ⅰ）

在本文中,我们认为塑料试件在加载后颜色的改变反映了试件内部结构的不可逆变化,通过单向拉伸和尖角与孔洞等的实验观察,我们唯象地证明了塑料试件裂纹尖端的白色区域反映了裂纹尖端塑性区的形状。文中给出了一些实验结果。另一方面,由于塑性变形是内部结构发生了不可逆变化,其必须伴随有热的产生,从而我们可以通过对裂纹尖端温度场的实验研究来研究裂纹尖端塑性区的形状,进而研究裂纹扩展过程中的能量关系。实验结果表明,这些新的实验手段为奠定新的断裂理论和把这些理论应用于工程实际是很有价值的,并还可望在弹塑性理论和温度场计算方面提供新的有价值的实验资料。文中的实验结果并用来验证我们提出的变质量断裂模型。     

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．     

铝合金脱粘缺陷的红外热像无损检测及图像分析

针对CFRP加固铝合金脱粘的缺陷检测,构建了红外热成像检测实验系统,对含不同类型内部脱粘缺陷的试件进行实验研究。采用瞬态热激励方法,获得了不同类型缺陷下试件表面的热像图,并对实验过程中序列热像图随时间的变化进行了观察和分析。研究结果表明,采用红外热成像技术对CFRP加固铝合金的脱粘进行检测是完全可行的,对检测到的图像进行图像分析可以直观准确地反映缺陷状况,与实际实验结果相吻合。     

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．     

混凝土温度变形抗裂性能的数值模拟分析

本文拟利用有限元数值模拟方法分析在研究混凝土温度变形抗裂性能时,径向应力分布、环向应力分布以及钢芯热膨胀系数对抗裂圆环径向应力和环向应力分布的影响,以此来判断抗裂圆环是否可以用来研究混凝土温度变形抗裂性能,同时为抗裂圆环试验装置的设计提供科学参考依据。研究结果表明,抗裂圆环可以用来研究混凝土温度变形抗裂性能。在不同温度条件下,钢芯热膨胀系数的变化对应力分布的影响是不同的,因此,在抗裂圆环设计中,要分情况考虑钢芯热膨胀系数的影响。     

超声振动切削温度场的建模及试验研究

本文针对超声振动切削温度场进行了计算和分析研究,从解析法入手,建立了关于超声切削温度场的传热学模型;并根据现场情况和试验条件,简化处理了该模型,最终求得了一个符合实际加工要求的超声切削传热学模型;根据试验条件确定了模型中的参数值,并进行了理论公式计算结果和试验结果的对比,验证了该模型的正确性。     

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．     

一种光测裂纹扩展速度和形状的新方法

为了验证作者最近关于流变断裂理论而提出的变质量断裂模型,本文提出了一种新的光测裂纹扩展速度和形状的新方法,经实际测量表明该方法有简便、精确、实用等特点,是一种较为理想的断裂力学实验新方法。     

可控硅温度控制系统的控温精度研究

研究了小滞后情况下可控硅控温系统中干扰对炉温波动的影响,导出了炉温波动的数学表达式,分析了炉温波动与系统参数间的关系,并与实验结果进行了比较,为进一步提高系统的控温精度提供了理论依据.     

量子论的结构场解释和系统结构动力学方程的建立

通过量子论的科学中心地位及困境的简析指出,克服困境的可能方向之一是揭示和深刻认识薛定谔场（波函数）的物质并补充对单粒子运动的描述。基于科学的统一性并吸收系统系统科学的思想,揭示“结构”是连通宇宙各的一个基无性物质概念并提议对薛定谔场作“结构”是解释,进而由量子变分原理导出系统结构动力学方程。这一将量子论安置地进化决定论框架的初步尝试,为人们探索科学的新综合,提供了一种参考视角。