焊接力学性能不均匀性对材料延性断裂影响的研究

采用缺口拉伸试样，研究了高匹配焊接接头的力学性能不均匀性对焊缝及母材金属的断裂应变、断裂时的应力三轴性及临界空穴扩张比的影响。研究结果表明：焊接力学不均匀性，对材料的延性断裂行为有强烈的影响。对于母材金属，离焊缝愈近，其断裂应变愈大，而断裂时的应力三轴性愈小。临界空穴扩张比增大。     

考虑韧性撕裂的延性断裂评定方法研究

对考虑韧性撕裂的延性断裂评定方法进行了分析研究，重点研究了Ｒ６第３版的高级评定方法，对其第二种分析方法的评定准则提出了改进意见，指出从稳定性考虑，规定用失效评定线与评定点轨迹线间的最代交角要求来替代Ｒ６中的Ｆｇ＾Ｌ／Ｆ０＾Ｌ≥１．２的准则更适宜直观，对少量撕裂扩展的扩展量Δａｇ规定了更为具体的定义，还对防止撕裂失稳的高级工程评定方法，即韧性撕裂全过程的精细评定方法的评定作了具体规定。     

三轴应力场中空穴扩张临界值与材料的微观断裂延性

选用一种球化碳钢的轴对称光滑和不同缺口拉伸试样研究了材料在三轴应力场中的宏、微观断裂延性。基于不同应力三轴性水平下空穴扩张与聚合的特性,给出了一个新的材料微观断裂延性表达式。结合空穴扩张的临界尺寸与断口韧窝几何的三维测量结果,证明了在不同的三轴应力水平下,材料微观断裂延性与实测宏观断裂延性之间均有着良好的一致性。从而揭示了材料断裂延性随应力三轴性水平升高而下降的微观机理。     

第二相粒子大小对材料延性断裂过程的影响

本文采用单轴拉伸及定量金相分析方法研究了具有不同第二相粒子的球化低碳钢在塑性变形、断裂过程中微空洞的形成及长大过程。研究表明随着粒子尺寸的增加将有利于微空洞的形核及长大,提出了微空洞的长大是通过空洞尖端区的塑性流变而进行的。理论分析表明空洞的纵向长大速率G_L与第二相粒子间的平均自由程(λ_c)的平方根呈线性关系,并得到试验的证实。     

应力比对脆性材料断裂影响及应变断裂准则验证

应用材料破坏分析软件MFPA2D(material failure process analysis),模拟了平面应力下双向应力比不断变化条件下脆性材料的不同破坏失稳过程,并以玻璃为例,重点研究了其在复杂应力状态下不同双向应力比对脆性材料裂纹扩展和断裂的影响. 研究结果表明,裂纹失稳扩展时的应力强度因子值随着双向应力比的升高而升高. 该结果证明双向应力确实对脆性材料的断裂韧性有影响. 理论分析得出的应变失效准则与数值模拟研究结果及试验结果的比较研究表明,应变失效准则作为脆性材料在双向应力下的断裂准则是可行的.     

延性裂纹稳定扩展判据的研究

本文应用一种修正的Dugdale窄带屈服模型对四组延性裂纹稳定扩展试验进行了分析。提出并运用一种实验——数值计算混合方法确定了大范围屈服情况下裂纹顶端附近的应力场,以此裂纹顶端应力场做为依据,按修正Dugdale窄带屈服模型处理裂纹顶端附近边界条件,用有限元方法分析了试件,计算出延性裂纹稳定扩展的判据J积分。定义了一个新的延性裂纹稳定扩展判据:裂纹嘴张开角(Crack Month Openning Angle CMOA)。     

脆性材料延性域加工研究进展

从脆性材料延性域加工机理和技术两个方面综述了当前的研究状况,主要内容包括：脆性一延性转变机理、临界加工尺度分析模型及影响因素、MD仿真技术的应用以及脆性材料延性域加工技术的研究进展．目前研究表明,在一定的加工条件下,脆性材料可以通过塑性变形的方式被去除,得到无微裂纹的高质量表面．最后,对未来的研究重点提出一些看法．     

应变疲劳对20G钢材延性断裂韧度JIC的影响

初步探讨了应变循环加载对20G钢材的延性断裂韧度JIC的影响,对各种情况20G材料延性断裂韧度JIC测试数据进行了比较,结果表明,应变循环加载对钢材的延性断裂韧度JIC的影响很明显,钢材单调拉伸0.3%应变后,材料的延性断裂韧度JIC均比未经单调拉伸0.3%应变时降低了11%.控制±0.3%全应变的循环加载500周后,延性断裂韧度JIC比未经单调拉伸0.3%应变时钢的延性断裂韧度JIC降低了35%,这种变化与Rice提出的循环加载变形功与J积分之间的函数关系比较符合.     

一种延性材料的统计损伤演化模型

通过对微孔洞成核,成长过程的合理简化,建立了微孔洞演化的控制方程,得到了延性材料微孔洞数密度及损伤演伤方程的解析式。据此讨论了孔洞成核和成长对损伤演化的作用,为连续损伤理论的唯象描述提供了有参考价值的分析。提出了统计损伤与连续损伤理论相结合的损伤演化模型的锥形。     

平面断裂动力学问题的奇异积分方程解法

使用边界积分方程理论，将瞬态平面断裂动力学问题归结结为求解一组Ｌａｐｌａｃｅ变换域上的混合型积分方程。联合使用奇异积分方程及边界元算法，再经Ｌａｐｌａｃｅ数值反演，对若干典型例子作了计算，得到了它们的动态应力强度因子。     

多层次固体断裂非平衡统计理论框架

从分析实际固体材料的微观细观缺陷结构出发，在断裂非平衡统计理论基础上，给出了微观细观宏观多层次结合的固体断裂非平衡统计理论的框架图，描述了各层次在断裂过程中的相互联系，讨论了微裂纹，晶界和晶格原子结构及有关电子云分布等在断裂过程中的作用。     

Numerical Simulation and Dynamic Fracture Criteria of Thin Cylindrical Shells under Inner Explosive Loading

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｉｎｃｅｔｈｅ1940ｓ,ｍａｎｙｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓｈａｖｅｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｂｌａｓｔｉｎｇｆｒａｃｔｕｒｅｏｆｍｅｔａｌｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｓｈｅｌｌｓｓｕｂｊｅｃｔｔｏｔｒａｎｓｉｅｎｔｌｏａｄｓｉｎａｗｉｄｅｒａｎｇｅｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ.Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｍｏｄｅｌｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｏｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｒｕｐｔｕｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏ…     

高温下钨断裂及氢影响钨断裂的分子动力学模拟

用分子动力学模拟在1000K温度下单晶钨在单轴应变的情形下断裂和氢对钨断裂的影响。结果表明:{100}面的辟裂比{110}面要容易。{100}面的辟裂与裂纹尖端的取向有关,模拟结果与低温下的实验结果符合得比较好。{110}面<111>方向的断裂不是辟裂方式。切应变的模拟结果也与实验相符。氢的加入对裂纹尖端影响比较大,能显著降低应力。     

用焦散线法研究拱形试件的动态断裂

本文由运动裂纹尖端附近的应力场解,给出了动态焦散线方程和确定裂纹尖端位置、应力强度因子的计算公式.研究带边裂纹拱形三点弯曲试件在枪击动载荷下的动态断裂问题,得到系列动态焦散线照片并给出动态应力强度因子与裂纹扩展速度特性曲线以及裂纹不同扩展速度时的断口形貌特征.     

混凝土材料动态球形空腔膨胀的数值模拟

为了验证固体中的空腔膨胀理论,基于混凝土三段式本构模型,用有限元方法对混凝土材料动态球形空腔膨胀进行了数值模拟.数值模拟结果表明,当空腔膨胀压力超过一定阈值后,空腔边界将以该压力对应的恒定速度膨胀,符合空腔膨胀理论中膨胀压力与边界膨胀速度的函数关系.进一步分析表明膨胀压力阈值与混凝土强度呈线性关系.混凝土中空腔边界到弹性波阵面之间的径向应力场分布与理论计算相符,证实了数值模拟的可靠性,揭示了空腔膨胀的物理过程.     

动光弹断裂中确定应力强度因子的方法

在动态光弹断裂问题的研究中,实验与数值计算相结合的混合法(Hybrid Method)曾被多次用于求解动态应力强度因子。这是近几年来由于实验技术及计算机应用高度发展而产生的一种解决问题的新方法。本文就动态断裂中一个关键性问题——高速扩展中裂纹顶端应力场的渐近解,进行了介绍及分析,有些地方进行了推导。并证明了所采用的高斯—牛顿方法中的方程组有唯一解。从而展示了动光弹断裂中求解应力强度因子的理论基础。     

铜钼奥贝球铁疲劳断裂初探

分析了低合金化铜钼奥贝球铁弯曲疲劳源，其主要分布在试样边缘，由夹杂物和显微孔洞引起．疲劳裂纹扩展符合F-R模型，瞬时断裂区表现为准解理断裂．     

冲击载荷下混凝土破坏过程数值模拟

用二维梁-颗粒模型BPM2D(Beam-Particle Model in Two dimensions)模拟了混凝土动态破坏过程.梁-颗粒模型BPM2D是在离散元法基础上,结合有限元法开发的二维数值计算模型. 在模型中用三种类型梁单元形成混凝土数值试样.每种类型梁单元的力学性质均按韦伯(Weibull) 分布随机赋值以模拟混凝土细观结构的非均匀性,同时梁单元的强度随应变率不同而变化.利用此模型分析了混凝土板在弹体冲击条件下的破坏过程,并给出不同弹体初始速度条件下混凝土内部应力波传播过程.通过将计算结果与实验数据相比较,表明梁-颗粒模型可有效应用于计算和模拟脆性材料动态破坏问题.     

603钢动态剪切性能及失效分析研究

采用基于霍普金森杆的新型加载技术对603钢的动态剪切性能进行了测试研究,并分析了其失效的微观机理.在超过10⁴ s^-1的应变率下获得了材料的剪应力-剪应变曲线,并结合实验观测确定了材料的失效参数.结果显示,材料的流动应力存在明显的应变率强化效应;而且随着应变率的升高,失效应力略有上升,而失效应变逐渐降低.ABAQUS/Explicit有限元分析软件所得剪应力-剪应变曲线与实验结果吻合较好.通过断口分析可知,材料的失效总体表现为韧性断裂,同时受到绝热剪切作用的影响;在高应变率下,材料的绝热剪切现象更加明显.