损伤混凝土毛细吸水性能试验研究和水分分布预测分析

混凝土内部微裂缝的产生或贯通,加快了水及侵蚀性介质侵入混凝土内部的速度,是引起混凝土性能劣化和结构耐久性不足的重要原因.开展了混凝土试件的轴心受拉、受压试验,采用持载、反复加载方式,对混凝土试块分别加载至极限荷载的70%、80%、90%后卸载.为了实现吸水过程的连续性,利用改进后的吸水装置开展损伤混凝土的累积吸水量测试试验.与未加载试件的吸水结果对比分析表明,荷载水平是影响混凝土毛细吸水速率的重要因素.对不同荷载水平的累积吸水曲线i-t1/2,采用线性拟合方法可得到混凝土的初始吸水率(S1)和后期吸水率(S2).根据吸水率试验结果,结合非饱和毛细吸水理论模型,引入Bolzmann变量,建立了损伤混凝土内相对含水量分布的预测分析方法,为开展混凝土内有害介质(如氯离子或者硫酸根离子等)的传输分析提供了工具.     

三维多晶体材料微结构的力学响应计算

材料微结构细观力学响应的数值计算对于识别"材料结构弱点",评估微裂纹的启裂、扩展,预测微结构材料损伤后的材料性能,推演"微结构虚拟失效"行为具有重要的意义.利用自主开发的材料微观组织结构仿真软件ProDesign构造出三维多晶体材料微结构的代表性体积单元,通过C语言程序设计、Python脚本语言混合编程的方式,实现对商业有限元软件ABAQUS前处理的二次开发,从而有效地实现三维多晶体材料微结构的细观应力响应计算.     

Molecular dynamics simulation of microcrack healing in aluminium

The molecular dynamics method is used to simulate microcrack healing during heating or under compressive stress. A center microcrack in an Al crystal could be sealed under a critical compressive stress or by heating it over a critical temperature. During microcrack healing, dislocation and vacancy are generated and moved, and sometimes twin appears. The critical temperature necessary for microcrack healing depends upon the orientation of the crack plane. For example, the critical temperature of the crack along the ( 111 ) plane is the lowest. When there are pre-existing dislocations around the microcrack, the critical temperature necessary for microcrack healing will decrease. The energy condition for crack healing is б2π a ( 1-v2 ) / E + UT/ A ≥ 2 γ + γp, where б is the applied compressive stress, a the length of the crack, γ the Poisson' s ratio, E the Young' s modulus, UT heat energy driving crack healing, A the area of the crack, γ the surface energy, and γp the plastic deformation work. Pre-existing dislocations can reduce γp.     

微裂纹取向对金属断裂过程的影响

用非平衡统计方法研究了微裂纹随机取向对金属断裂过程中统计特性的影响．结果发现，微裂纹取向的随机性使金属的许多性质发生了变化．例如：可靠性增大、寿命变长及平均断裂强度增大等．     

车轮钢形变断裂过程的原位研究及氢影响

在扫描电镜下对CL60车轮钢单边缺口薄试样(厚度≤0.5mm)进行了原位拉伸实验,并研究了氢的影响.在金相显微镜下观察了带预裂纹的厚度为30mm的楔形张开加载试样开裂过程.结果表明,对薄试样拉伸变形时,不论是否有氢,先共析铁素体优先发生塑性变形,微裂纹沿先共析铁素体与珠光体团的边界形核、扩展;在有氢的情况下,微裂纹更容易通过夹杂物的剥落或夹杂物与基体界面的分离而萌生;薄试样拉伸主要是韧窝断口;对厚试样,裂纹主要通过珠光体中渗碳体片层开裂而扩展,断口也因此主要呈解理特征.     

微波在陶瓷加工中的应用与进展

简要介绍了微波与材料之间相互作用的基本原理及其特点。综述了近年来微波在陶瓷材料的制备、加工及修复等方面的最新研究成果。着重探讨了微波烧结的机理研究 ,以及微波加热过程中的非热效应、微波在陶瓷材料的烧结、纳米材料的合成及其后期处理、陶瓷涂层技术、微裂纹愈合的可行性研究等方面的应用前景及相关知识 ,结合目前国内外微波技术的发展现状 ,提出该项技术今后发展的一些初步构想     

颗粒增强复合材料随机分布模型的数值模拟

利用三维有限元方法,通过建立颗粒随机分布胞体数值分析模型,对颗粒复合材料做模拟计算.在单向拉伸荷载作用下,讨论模型中von Mises应力的分布规律以及弹性模量的数值模拟.与实验结果相比较,发现颗粒随机分布胞体模型弹性模量与实际情况符合较好,颗粒内高应力区域与金相显微镜下的颗粒微裂纹吻合较好.     

氢致开裂的TEM原位拉伸观察与研究

通过对颈充氢３１０不风薄膜在透射电镜（ＴＥＭ）下的原位拉伸观察，并和不含氢试样的结果相比较，研究了氢在韧－脆转变中的作用及氢致脆断机理，结果表明，氢使奥氏体不锈钢由韧变脆的根本原因是氢降低了微裂纹形核时的临界应力强度因子，从而抑制ＤＦＺ中纳米级微裂纹向空洞的转化。     

温度对大理岩力学性质影响的细观研究

对不同温度下的大理岩进行单轴压缩试验,结果表明,经过高温后大理岩单轴抗压强度和弹性模量都大幅度降低,阈值温度在100℃左右.采用扫描电镜对各温度下大理岩断口进行扫描并对SEM图像进行了分析,对得到的不同温度下微裂隙的长度、方位角、间距等参数进行了统计分析,得到了细观结构几何参数在不同温度下的分布概型:长度在温度20~300℃时服从对数正态分布,450~600℃时服从Weibull分布;方位角在不同温度下服从正态分布;间距在温度20~300℃时服从对数正态分布,450~600℃时服从指数分布.