SIPOS-Si界面应力研究

本文用激光光学方法测量半绝缘多晶硅(SIPOS)一硅的界面应力,以研究SIPOS-Si界面结构及界面应力的物理机理。对于氧含量在10～35％的SIPOS薄膜的SIPOS-Si界面应力,我们发现界面应力与氧含量有明显的关系,一般说随氧含量的增加而减小,并且由张应力变为压应力。此外,界面应力还与薄膜的淀积工艺有关;如:温度、淀积速率等。将样品进行高温退火,由于界面应力的热效应将使界面应力显著减少,并转变为压应力。这是高温热处理使SIPOS薄膜再结构的结果。     

界面端应力奇异性及界面应力分布规律研究

均质体裂纹尖端应力奇异性,界面裂纹尖端应力奇异性和界面端应力奇异性是3种最受关注的应力奇异性,其中以界面端应力奇异性最复杂.界面端应力奇异性随双材料Dundurs常数α和β(材料因素)以及楔形角a和b(几何因素)而变,包括有3种情况:即无奇异性,非常数奇异性和非常数振荡奇异性.双材料界面端应力奇异性的复杂性是建立界面端脱黏判据的困难所在.研究界面端脱黏判据,除了要了解界面端应力奇异性指数外,还必须知道界面端附近的界面应力分布情况.采用Bogy的双材料半平面受集中力问题的梅林变换解,计算界面端附近的界面应力,研究其分布规律,为建立非常数应力奇异性的界面端脱黏判据提供理论参考.根据详尽的计算结果,可得到界面应力分布有以下几点规律:在ρ=1附近,界面剪应力存在一个极大值;在ρ=0.5附近,界面正应力存在一个极大值;随着界面端应力奇异性指数λs数值的变化,界面端点邻域δ的尺度发生从毫米、微米到纳米量级的变化,这是界面端应力奇异性独特的性质.界面端应力奇异性如何影响界面端的脱黏及其判据,与界面端点邻域δ的尺度从毫米、微米到纳米量级的变化,有着怎样的关系,是一个非常值得关注的新问题.这个问题的焦点是界面端界面脱黏发生点的位置,是发生在界面端点邻域δ内,还是在界面剪应力和界面正应力的二个极值点之间.根据双材料半平面受集中力问题的界面应力分布规律,对界面端界面脱黏发生点的位置,作了初步的讨论.     

应力波界面效应试验

利用动光弹法模拟研究在冲击作用下界面上的应力波传播过程,利用应力波理论分析了界面上应力波的作用机理,证实了界面上存在着能量累积和阻滞能量传递的效应。并结合弹性波动理论和应力—光学定律导出了波动方程与条纹级数之间的关系式。     

具有小柔度界面的短纤维复合材料界面应力

基于具有小柔度线弹簧层界面的复合材料的Ｍｏｒｉ－Ｔａｎａｋａ方法和相应的椭球夹杂问题的应力场分析解，讨论了轴对称载荷与温度残余应力下具有小柔度弹簧层界面的复合材料的界面应力分布，揭示了含非理想界面复合材料各微结构参量对界面应力的影响．     

热处理应力应用的研究

本文介绍了利用热处理应力的研究结果。对P18、M2等十五种材料共五百余个试样进行了试验,结果表明:绝大多数钢的抗压强度提高40～129kg/mm~2,有的钢已达到硬质合金的水平,表面压应力值在-22.5～-92kg/mm~2之间。用该方法处理的工作压头的使用寿命在高温1000℃以上,高压1000～1050kg/mm~2的条件下,比经常规热处理的压头寿命提高3～10倍。     

硬壳层软土地基中界面附加应力研究

本文通过八组室内模型试验，揭示了硬壳层软土地基中界面附加应力的分布规律、界面附加应力与硬壳层厚度、荷载的关系。在此基础上，推导出了硬壳层软土地基界面附加应力的计算公式。图２，表３，参４。     

双材料界面裂纹奇异性及应力强度因子

研究了正交异性双材料半无限界面裂纹问题。通过引入含有复奇异指数的新应力函数,利用复变函数方法将界面裂纹问题转化为求解一类广义重调和方程的边值问题,推出正交异性双材料界面裂纹尖端应力具有四种奇异性。并建立了四种奇异性下给定载荷条件时界面裂纹尖端应力强度因子的计算公式。通过算例验证了四种奇异性的存在性。     

截锥面形界面裂纹尖端附近应力奇异性分析

扩展到界面的环裂纹偏离垂直界面的位置,就形成截锥面形界面裂纹,主尖端应力奇异性指数大小不仅依赖于两相材料常数α和β,同时也依赖于锥角的大小。据此利用渐近展开和分离变量相结合的方法对裂尖奇异性指数的变化进行了分析,结果表明,随着锥角和α,β的变化,会出现振荡奇异,当锥角为零,截锥面裂纹变为圆柱形界面裂纹。     

粘结滑移问题的界面应力元模型

基于不连续介质变形体的界面应力元法,通过在不同介质界面处设置粘结滑移元件,以界面两侧块体元材料的本构特性反映界面点对的正应力和法向相对位移之间的关系,以两种材料结合面的粘结滑移特性表征界面点对的剪应力和切向相对位移之间的关系,建立了粘结滑移问题的新的界面应力元数值计算模型,并编制了相应的计算机程序．数值算例表明,计算模型可较好地仿真复合材料界面的粘结滑移现象,能很好地揭示复合材料结构的工作性态．     

预应力FRP加固RC梁端部界面应力有限元分析

已有的计算预应力碳纤维加固混凝土梁界面应力公式都是基于弹性理论得到的,忽略了端部的应力奇异现象.采用ANSYS软件,对预应力碳纤维加固混凝土梁进行有限元分析.利用升温法对碳纤维片材施加初始预应力,重点研究了端部粘结界面应力分布以及初始预应力对界面应力值的影响.研究结果表明,初始预应力对界面应力最大值有较大影响.     

两相材料倾斜裂纹的界面应力场

采用Muskhelishvili复变函数的方法,将两相材料倾斜裂纹问题归结以裂纹表面位错密度函数和未知量的Cauchy型奇异积分方程的求解。通过Cauchy型奇异积分的主部分析,得到倾斜裂纹接触界面时性态指数的特征方程,给出的数值结果可对奇异积分方程进行数值求解。根据两相材料倾斜裂纹在界面上产生的应力场与位错密度函数的关系,得到界面常规应力场及奇性应力场表达式。最后对两相材料的界面应力场进行了数值求解和分析,数值结果令人满意。     

SIPOS／Si结构的界面特性

采用红外吸收光谱分析了ＳＩＰＯＳ薄膜中Ｓｉ—Ｏ键的结构，对比了热退火、快速灯光退火对ＳＩＰＯＳ中Ｓｉ—Ｏ键结构的影响，并结合ＳＩＰＯＳ／Ｓｉ结构的Ｃ－Ｖ，Ｉ－Ｖ测试结果，对其界面特性进行了分析．     

双材料参数对界面端应力场分布规律的影响

利用反平面平板搭接界面端应力奇异性指数和应力场的理论公式,通过不同材料参数的组合和不同角度的变化,研究了正交异性双材料以及一种各向同性和一种正交异性双材料两种不同的结合材料反平面界面端应力奇异性和应力分布,得到了两种不同结合材料的应力分布规律和反平面平板搭接界面端断裂判据的初步理论。结果表明,随着Γ和θ的变化,不同结合材料界面端应力会呈现出不同的规律,这些规律可以作为在双材料界面端裂纹断裂准则或其它工程应用方面的依据。     

相异双材料界面裂纹尖端应力场

文章对各向同性和各向异性双材料界面裂纹的相关问题进行讨论,给出了力学模型.通过构造应力函数,借助复变函数断裂复变方法,求解一类偏微分方程组的边值问题,研究了Ⅰ型界面裂纹尖端的应力场.     

一种特殊情况的非弹性主方向界面裂纹应力场

利用转轴变换公式,讨论了双材料非弹性主方向界面裂纹问题。在特征方程组的判别式Δ1′>0和Δ2′>0时,得到一种特殊情况的非弹性主方向界面裂纹应力场的理论公式,给出了双材料参数对界面裂纹应力场分布的影响规律,其结论对双材料结构改进有一定的参考价值。     

平面应变条件下锚固类结构第二交结面黏结应力分布

为从理论上获得锚固类结构内锚固段注浆体第二交结面上的黏结应力分布规律,首先建立平面应变条件下锚固类结构拉拔理论模型,然后假设交结面上的应力函数Φi=fi(w)×gi(z),通过引入应力平衡方程和边界条件得到交结面黏结应力与中间变量ga(z)和τ2(z)/τ1(z)有关,最后基于假定两个交结面上的黏结应力比τ2(z)/τ1(z)以及最小能量原理推导出锚索、注浆体和周边介质之间的黏结应力.     

功能梯度材料的基体与颗粒界面热应力研究

研究金属－陶瓷功能梯主材料的基体与颗粒的界面热应力。方法给出功能制备的有限元计算优化设计方案,针对所制备的梯度材料的结构特点,采用双层嵌套模型研究基体与颗粒的界面热应力与两相材料体积分数的变化关系。     

Dynamic Investigation of Interface Stress on Below-Knee Residual Limb in a Prosthetic Socket

The dynamic effects of inertial loads on the interface stresses between a residual limb and the trans-tibial prosthetic socket were investigated. A 3-D nonlinear finite element model, based on the actual geometry of the residual limb, including internal bones and socket liner, was developed to study the mechanical interaction between the socket and the residual limb during walking. To simulate the friction/slip boundary conditions between the skin and liner, automated surface-to-surface contact was used. The results show that interface pressure and shear stress have a similar double-peaked waveform shape in the stance phase. The average difference in interface stresses between the cases with and without consideration of inertial forces is 8.4% in the stance phase and 20.1% in the swing phase. The results suggest that the dynamic effects of inertial loads on interface stress distribution during walking must be considered in prosthetic socket design.