木材断裂韧性KIC测定方法的研究

采用单边切口试件进行三点弯曲试验,以测定木材断裂韧性K_(IC)值;同时探讨了试件厚度对K_(IC)的影响。结果表明:(1)本文采用的实验方法是可行的;(2)试件厚度对K_(IC)值无显著影响,但以薄试件为好。     

组织和成分因素对低碳结构钢解理断裂应力及断裂韧性的影响

本文揭示了板条组织的解理断裂应力在整个试验温度范围内是不依赖于温度而变化的。表明组织类型对解理断裂有重要影响:马氏体组织具有极高的解理断裂应力以及在同样试验温度下低的断裂韧性,铁素体截然相反,贝氏体位于其间。此外碳含量有其附加影响。切口试样测得的解理断裂应力明显高于光滑试样。     

交变加载的断裂韧性

对用三点弯曲疲劳实验得到的调质40Cr钢的疲劳寿命与应力强度因子幅之间的实验曲线进行了理论分析。给出了交变加载(疲劳)断裂韧性指标K_(IF)和断裂的疲劳次数(疲劳寿命)N_f的表达式。     

初始损伤影响钢的低温解理断裂韧性的细观力学分析

通过长条形孔洞附近的局部应力应变分布的细观有限元模拟计算,对初始损伤影响钢的低温解理断裂韧性的原因进行了研究.计算结果表明,预加载时引入的长条形孔洞缺陷在后续低温加载时,其前端产生了局部高应力应变集中,促使了解理裂纹的形核(pε≥pεc)和扩展(yσy≥fσ),使解理发生在较低的载荷下,引起了韧性的降低.随预载荷比P0/Pgy的增加,材料中的损伤量和损伤孔洞的尺寸增大,引起的局部高应力应变集中程度增大,可促使解理发生在更低的载荷下.这就是随着预载荷比P0/Pgy的增加,材料的缺口解理断裂韧性Pf/Pgy降低的细观力学原因.     

拘束应力对15MnMoVNRE钢焊接HAZ的相变和断裂韧性的影响

采用焊接热模拟和断裂韧性COD技术,研究了拘束应力对15MnMoVNRE钢焊接热影响区(HAZ)的相交及COD的影响。结果表明,拘束应力促进了相变的进行并使断裂韧性提高。     

复合材料单向板断裂韧性的光弹性实验研究

结合金属材料三点弯曲试验方法,采用光弹贴片法实测纤维增强复合材料的断裂韧性。简要推导光弹条纹参数与裂尖应力强度因子的关系,并以玻璃纤维增强环氧单向板为实例探讨复合材料断裂韧性测试方法。实验表明,利用光弹图像可以实时观测试件裂纹扩展过程,并可结合P-V曲线判断开裂点,进而得到材料的断裂韧性。     

岩石动态断裂韧性测试的失稳判据研究

根据应力强度因子和断裂韧性的定义,研究并分析了应力强度因子的影响因素;表明试件的几何尺寸和物质材料的应力强度水平对应力强度因子起着决定性因素。辨明了起裂韧性、断裂韧性和止裂韧性的区别与联系;针对断裂K准则,提出了动态断裂韧性测试中的失稳判据,即dσ/dt=0,得到了试件所受的最大载荷对应于裂纹的失稳判据;并通过SHPB冲击装置,对这个失稳判据进行了验证。发现在8.0×10~4到35×10~4MPa·m~(1/2)s~(-1)的加载速率范围内,试验所用玄武岩的动态断裂韧性随着加载速率的增大而增大的规律。     

基于局部法由示波冲击试验对断裂韧性的预测

研究了基于局部法由冲击试验对三点弯曲试样断裂韧性的预测。通过对X65管线钢韧脆转变温度下的示坡冲击及三点弯曲试验，得到示波冲击试验每个试样的能量-时间、载荷-时间、载荷点位移一时间的关系曲线和三点弯曲试验每个试样的断裂韧性值。利用有限元方法分析了示波冲击及三点弯曲试样裂纹尖端的应力场，通过自编程序求出示波冲击试样和三点弯曲试样的材料局部断裂参量，验证了临界成布尔应力符合局部法理论中的双参数成布尔分布，且证明了对本研究的两类试样，临界成布尔应力与试样尺寸和加载形式无关。基于局部法在脆性断裂条件下成功地实现了由示波冲击结果来预测三点弯曲试样的断裂韧性，不仅验证了局部法理论对X65管线钢的适用性，而且证明基于局部法可以通过冲击吸收功来预测和评价材料的断裂韧性。     

Al—Cu—Fe—B准晶材料断裂韧性的评估

采用(Vickers)压痕试验法来测试评估准晶Al59Cu25.5Fe12.5B3的断裂韧性.根据维氏压痕的断面轮廓、径向裂纹尺寸和相关的计算表达式,测试了显微硬度Hv和裂纹萌生的临界载荷值,评估了该准晶材料的杨氏弹性模量E和断裂韧性.结果表明该准晶材料的杨氏模量为108.5GPa,断裂韧性约1.34MPa*m-1/2.对于维氏压头而言,裂纹萌生的临界载荷值在250mN～500mN的范围.此外,运用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)观察了裂纹萌生和裂纹扩展的表面形貌.     

水力压裂的能量平衡与断裂韧度

通过对常用水力压裂模型中忽略岩石断裂韧度效应这一现象的讨论,给出了全面考虑水力压裂中各种影响因素的能量平衡方程,并由此建立了通过水力压裂实验直接确定岩石视在K_(1c)值的方法。最后通过对影响岩石视在断裂韧度因素的讨论,论证了水力压裂法确定的岩石视在K_(1c)值大大地大于标准3点弯曲实验值的必然性。     

岩石断裂韧度测试技术研究

提出了在Instron电液伺服控制试验机上进行岩石断裂韧度测试的一种新的测试技术和方法．对控制中的应变通道作了有效的扩展改进，从而可成功地同时获得试样上3个点的位移信号（2个加载点位移LPDⅠ，LPDⅡ以及裂纹嘴张开位移CMOD），文中所提出的V型切口三点弯曲、短棒拉伸测试装置以及多功能岩石加工机成功地解决了岩石断裂试样制备中的难题．试验表明，本文提出的测试技术和研制的加工测试装置不但具有很高的精度，而且也非常方便、经济和有效．特别适用于岩石、混凝土和陶瓷材料的断裂韧度测试和研究．     

高铬白口铸铁抗磨粒磨损耐磨性与断裂韧性的研究

本文研究了两种基体组织状态及碳化物体积分数对高铬白口铸铁抗磨粒磨损耐磨性、断裂韧性K_(IC)、K_(Id)及亚临界裂纹扩展速率da/dN的影响。结果表明:高铬白口铸铁耐磨性与磨损系统有关;而其断裂韧性及亚临界裂纹扩展速率与基体组织状态、碳化物体积分数及其形态与分布有关。综合研究结果,从高铬白口铸铁耐磨性与断裂韧性最优化角度考虑,如果用软磨料,宜选用马氏体基体;采用硬磨料,则宜选用奥氏体基体。     

三点弯曲法测试微波烧结氧化锆陶瓷的断裂韧性值KIC^＊

本文采用三点弯曲法测量了微波烧结氧化锆陶瓷的断裂韧性，并与压痕法的测量做了比较．同时也比较了微波烧结与常规烧结陶瓷材料的性能．     

双扭方法测定岩石断裂韧度的研究

作者对采用双扭方法测定岩石断裂韧度K_(10)进行了研究,结果表明,此法不仅可行而且可以避免其它方法在测裂纹长度、预裂方式及塑性修正等方面的复杂考虑和繁琐计算,是一种很有发展前途的测定方法。     

Nicalon SiC/7740复合材料及其断裂韧性的研究

本研究采用泥浆浸渗技术和热压成形工艺成功地制得了Nicalon SiC束纤维强化7740玻璃复合材料。在热压温度1200℃,压力6.7MPa,持压1h,用氮作保护气体的条件下,材料抗弯强度达780MPa,K_(1c)达25MPam~(1/2)(取p_Q=p_(max))。还研究了纤维体积含量V_f与K_(1C)的关系。实验表明:随着V_f的增加,K_(1C)增加,当V_f达到40％左右时,K_(1C)达到最大值,尔后随V_f增加而降低。本文对复合材料热压致密化机制和V_f对K_(1C)的影响进行了讨论。     

断裂韧性测试程序的开发

根据国家标准在MTS疲劳机上开发了断裂韧性测试的卸载柔度法试验程序，该程序将试验过程和数据采集、结果处理于一体，大大方便了试验的进行。通过试验验证满足标准要求。     

岩石断裂韧度的非线性修正

本文对Liebowitz非线性能量法进行了修正和改进,而且将作者的方法与由ISRM获得的岩石材料的非线性断裂韧度值以及其它方法进行了比较。结果表明,作者的方法和ISRM工作组的建议方法以及由Work方法所得值是基本相近的。     

钢筋混凝土构件的断裂韧度

本文对带裂纹的钢筋混凝土构件进行了断裂力学分析,并通过试验和有限元计算得到了含裂纹钢筋混凝土构件中KIc的尺寸效应和s/w(跨高比)值对KIc值的影响等问题进行了研究.在测试中还成功地应用了声发射测试技术监测裂纹的临界扩展点.     

La对Al-Li合金时效组织和断裂韧性的影响

通过电镜观察和断裂韧性测量,研究了稀土元素La对Al-Li-Cu-Mg-Zr合金微观组织和断裂韧性的影响。实验结果表明,在Al-Li合金中存在Fe,Si,Na等元素在晶界的偏聚,添加少量La可减少这些杂质在晶界的偏聚。同时,La的加入抑制δ′相的生长,减少S′相的析出,延缓时效过程,并且减少晶界无析出带宽度。因此,添加少量La提高了Al-Li合金的断裂韧性。