岩石冲击损伤特性实验研究

利用一级轻气炮对石灰岩进行冲击损伤实验,并对回收试样进行超声波测试,在此基础上建立了损伤度与碰撞速度、峰值压力及插入损伤的拟合关系。结果表明,插入损伤能很好地反映岩石的损伤程度。     

利用频率指纹检测复合材料层合结构的脱层损伤

在复合材料固化之前,将一定尺寸的聚酰亚胺薄膜插入复合材料结构中模拟复合材料的脱层损伤。采用自由振动方法测定含有损伤和无损伤复合材料悬臂梁的前三阶固有频率,应用频率指纹对复合材料脱层损伤进行识别。识别结果表明,利用结构的频率数据可以构造出一些仅与损伤位置有关,而与结构损伤程度无关的频率指纹。利用这样一些频率指纹可以进行结构损伤的定位。该方法简单可行,为复合材料结构损伤的无损检测提供了一条有效途径。     

基于固有频率改变率的复合材料层合结构损伤定位研究

本研究是在复合材料固化之前,将一定尺寸的聚酰亚胺薄膜插入复合材料结构中来模拟复合材料的脱层损伤.用自由振动的方法测定了含有损伤和无损伤复合材料悬臂梁的前三阶固有频率;结合有限元分析方法,对复合材料脱层损伤位置进行了识别.损伤位置的识别结果与实际结果基本一致.此方法对于解决复合材料结构损伤问题简单有效.     

有关爆破损伤变量定义中存在的问题及探讨

首先对损伤力学的发展历程作了简单回顾，同时对其发展过程中对损伤变量定义的各种方法进行了概括和总结。通过研究发现在一些爆破损伤模型中对损伤变量的定义存在着根本性的错误。为了能够更好地进行应用损伤理论来研究问题，对爆破损伤变量合理的定义方法进行了探讨。     

利用模态试验参数识别结构损伤的神经网络法

利用结构位移模态试验和应变模态试验参数和神经网络方法对结构损伤定位和定量辨识问题进行了研究。为获得对结构损伤更加敏感的结构损伤识别指标,在分析现有识别指标的基础上,提出了用于神经网络方法的六种基于结构模态试验参数的损伤识别指标,并对它们进行了实例识别和比较研究。它们均能对结构的损伤进行预报,其中应变类型的损伤识别指标对结构损伤的敏感度比位移类型的损伤识别指标高。     

基于代理模型的复合材料加筋壁板分层损伤定量监测方法

通过建立损伤指数与分层损伤参数间的定量关系,对复合材料加筋壁板分层损伤进行准确定量监测,提出了一种基于代理模型的分层损伤定量监测方法。该方法包括代理模型的建立和逆求解两个过程,通过插值拟合方法建立表征分层损伤参数与损伤指数间定量关系的多项式代理模型;采用损伤概率成像算法获得相对距离和损伤指数,将其代入代理模型中,得到所对应的分层损伤面积;实现对分层损伤进行定量评估的目的。通过一个复合材料加筋壁板分层损伤的定量监测实验,对所提方法的有效性进行了验证。结果表明:基于代理模型的复合材料分层损伤定量监测方法可以实现对分层损伤位置的准确定位,定位误差低于6%;且可实现对分层面积的准确定量评估,定量误差不超过5%。      

基于神经网络的损伤构件及损伤程度识别

确定损伤构件及其损伤程度是分阶段损伤识别的最后一步,同时又是进一步制定结构安全运行决策的前提和基础。研究了在确定了结构损伤区域的条件下,应用反向传播(BP)神经网络同时实现对具体损伤构件及其损伤程度识别的方法。探讨了针对上述神经网络训练数据的构造和训练策略。应用提出的方法对汲水门斜拉桥桥面结构进行了损伤识别仿真模拟。基于模态参数对损伤的灵敏度分析,选取了12个自振频率和损伤区域附近的6个振型分量作为构造网络输入的基本数据。网络的输出向量同时指示了损伤构件及其损伤程度。就模拟的10种损伤情况,当损伤程度达到60%以上时,有9种实现了正确的构件识别,半数以上给出了可以接受的损伤程度描述。     

炭纤维增强树脂基复合材料层合板低速冲击性能实验研究

对 3种炭纤维增强树脂基复合材料( T300/ N Y9200Z、T300/ Q Y8911和 T700S/ 5228)层合板进行了落锤冲击实验 , 并对冲击后试样进行了冲击后压缩性能测试。通过对凹坑深度2单位厚度冲击能量( d 2e)曲线 , 损伤面积2凹坑深度( S2d)曲线和冲击后压缩破坏应变2凹坑深度(ε 2d)曲线的对比分析 , 讨论了这 3 种复合材料层合板的低速冲击性能(即损伤阻抗和损伤容限) 。利用热揭层技术对拐点前后的复合材料损伤状态进行了观察 , 对损伤机制进行了讨论。实验结果表明 , 在 3种材料的 d 2e曲线 , S2d曲线和ε 2d曲线上均存在对应的拐点 , 该拐点同时也是不同损伤形式的转变点。凹坑深度在小于拐点时 , 损伤形式以基体裂纹和分层损伤为主 , 凹坑深度大于拐点时 , 分层损伤基本不再扩展 , 损伤的发展主要以纤维断裂的扩展为主。     

12Cr1MoV钢低周疲劳损伤研究

为了预测锅炉、压力容器的整体寿命,用连续介质损伤力学理论研究了工程材料的低周疲劳损伤演变过程.采用循环应力幅定义损伤变量D,根据有效应力概念,建立了低周疲劳各向同性连续损伤模型,并通过控制应变的疲劳试验,用该模型对锅炉常用材料12Cr1MoV钢试件进行了疲劳损伤的测量.研究表明,当循环进行到80%寿命时,损伤进入局部化阶段,宏观裂纹开始形成,较好地验证了损伤演变模型;所建立的模型形式简单,参数少,易测量,具有明确的物理意义,对锅炉的寿命估算有参考价值.     

基于TEAMS的ATS战场损伤定位研究

损伤定位是战场抢修的前提,如何高效、快速、准确地进行损伤定位是确保战场抢修有效实施的关键.为此,本文采用TEAMS(Testability Engineering And Maintenance System)对某型自动测试系统进行战场损伤定位研究,建立了ATS(Automatic Test System)层次化模型,并得到了ATS的基本功能项目;对ATS进行测试性分析,得出ATS的损伤树;利用损伤树对ATS进行损伤定位.研究表明,与传统损伤定位方法相比,TEAMS能够减少损伤定位时间,提高了损伤诊断效率.     

SiC和B4C防弹插板抗多发弹打击损伤特性研

使用87式5.8 mm钢芯弹分别对SiC和B₄C复合防弹插板进行实弹靶试试验, 通过对鉴证靶凹陷深度、防弹插板背凸体积和X射线数字直接成像检测系统(DR)对防弹插板弹击损伤情况进行分析, 同时结合陶瓷材料显微结构和力学性能分析对防弹插板抗多发弹打击损伤特性进行了研究。结果表明, SiC和B₄C防弹插板都能有效防御3发5.8 mm钢芯弹的连续打击, 具有较好的抗多发弹打击性能;B₄C防弹插板与SiC防弹插板受弹击后鉴证靶凹陷深度相当, 其背凸体积较SiC防弹插板降低超过35%, 陶瓷锥底面平均直径增加30%以上, 吸收了更多的弹丸冲击动能, 这与B₄C陶瓷具有较高的硬度有关。     

复合装甲中吸波层对材料防弹性能的影响

冲击波对复合装甲的破坏程度和方式受到一些因素的影响。采用吸波层来减弱冲击波对材料本身的破坏程度,初步研究了冲击波破坏装甲的形式和机理,并从防止冲击波振荡叠加的角度提出一些提高复合装甲防弹性能的措施。试验结果表明,使用吸波层使复合装甲的防弹性能有了明显的提高。     

Optimization Analysis on the Effects of Slip Insert Design on Drill Pipe Damage

New oil and gas reservoir discoveries in deep conditions have become common. Constructing wells in these deep environments has challenged the petroleum industry to develop new technologies for reaching extended depths while focusing on limitations of the pipes due to excessive damage from slips. This paper addresses a serious problem pertinent to the design of slip insert. Firstly, a series of numerical simulation models are established to analyze the effects of slip insert design on drill pipe damage under a pipe weight of 200 tons, where the drill pipe is 5 in. which is subjected to the American Petroleum Institute. Secondly, the models are conducted to find the optimized parameters of the slip insert by comparing the maximum stress of different combinations. Finally, laboratory experiment is carried out to verify the simulation results. For the drill pipe and slip system selected, an optimized slip insert with a front-rake angle of 75°, a back-rake angle of 30°, a chamfer of 0.2 mm, and a tooth height of 2 mm is obtained. This research provides a method for designing the slip insert.     

疲劳/蠕变复合作用下聚苯乙烯的交互损伤研究

探讨了在疲劳／蠕变复合作用下聚苯乙烯的损伤交互作用，结果表明，在疲劳／蠕变复合作用下聚苯乙烯存在疲劳和蠕变的交互损伤，其断裂寿命比纯疲劳或纯蠕变的断裂寿命低；断裂机制是疲劳循环载荷松动和活化了分子链或链段，从而促进蠕变运动和断裂，并且，疲劳／蠕变的交互损伤程度与温度密切相关。     

用夏比冲击试验评估低周疲劳损伤程度

损伤力学给予我们评估材料的损伤程度及预测剩余寿命以有力的理论依据和手段。但是 ,评估材料损伤程度的损伤参量的确定却是比较困难的。人们对疲劳过程中材料的微观组织结构变化已进行了大量的表象的研究 ,但是这些变化与材料损伤程度之间的关系却是不很明确的 ,特别是由驻留滑移带转化为微观裂纹这一阶段。作者采用不同程度的低周疲劳后再进行冲击试验的方法 ,可以从冲击试验的载荷 挠度曲线及扫描电镜断口照片上清晰地看到随着低周疲劳损伤程度的增加 ,沿晶断裂及二次裂纹的百分数增加 ,并且由此导致了撕裂功的增加。所以 ,对于低周疲劳损伤程度的评估 ,可以用冲击韧性试验再配合以扫描电镜断口分析的方法来获得。     

碰撞冲击荷载作用下钢筋混凝土柱的损伤评估及防护技术

以刚性球撞击钢筋混凝土柱为例,研究了碰撞冲击荷载作用下钢筋混凝土柱的损伤程度评估以及防护技术。在钢筋混凝土柱粘结滑移模型基础之上,提出了一种基于竖向剩余承载力的损伤评估准则,用来判定碰撞冲击荷载下钢筋混凝土柱损伤破坏程度;并定量分析了刚性球质量、初速度与结构柱损伤度的关系。针对复合截面防护的情形,对碰撞冲击荷载作用下钢筋混凝土柱防护前后的动态响应及损伤进行了分析,并对比了外粘钢板及外敷泡沫铝两种防护措施的防护效果。结果表明:刚性球质量及速度在较小范围内时,损伤度的增长速率高于质量及速度的增长速率,且以质量和速度同时增加时损伤度增长最快;当刚性球质量及速度达到一定数值后,损伤度的增长速率一般会低于刚性球质量及速度的增长速率。外粘钢板、外敷泡沫铝两种复合截面防护方法均能有效降低碰撞冲击下钢筋混凝土柱的动态响应及损伤程度,且均能使钢筋混凝土柱的整体破坏模式由弯剪破坏向弯曲破坏转变。     

SRHSHPC框架结构地震损伤试验研究

基于一榀型钢高强高性能混凝土(SRHSHPC)框架结构试件拟静力试验,观测了SRHSHPC 框架结构在低周反复荷载作用下的裂缝开展和破坏模式,得到了框架结构的荷载位移曲线和骨架曲线,通过对试验现象的分析,揭示了SRHSHPC框架结构中梁、柱构件损伤与结构单层破坏之间的关系,引入节点位置权重系数,建立了结构单层地震损伤模型;通过对结构单层损伤与整体结构破坏之间的关系进行分析,建立了SRHSHPC框架结构地震损伤模型。计算结果与试验结果的对比表明:该文所建立的地震损伤模型能够较好地描述SRHSHPC框架结构的地震损伤演化过程与损伤程度,并反映构件损伤、局部结构损伤以及整体结构损伤三者之间迁移演化规律。     

碱矿渣高性能混凝土冻融耐久性与损伤模型研究

采用矿渣、Na2SiO3和NaOH复合激发剂制备了高性能碱矿渣混凝土(Alakali-slag Concrete,ASC),通过冻融循环试验、扫描电镜和能谱分析测试,研究了ASC的冻融耐久性、微观结构、性能机理、冻融后内部损伤变量的变化规律及损伤模型。结果表明:ASC抗冻等级在F300以上,具有优异的抗冻融耐久性;ASC的水化产物主要为低Ca/Si比的C-S-H(Ⅰ)、碱性铝硅酸盐和沸石型矿物等,没有Ca(OH)2和过渡带,结构的密实性和均匀性好,抗压强度高达90MPa,因此ASC具有优异的抗冻性;以相对动弹模量为损伤变量建立了ASC冻融损伤模型,发现动弹模量衰减模型的拟合精度优于冻融累积损伤模型,幂函数模型比指数函数模型有更好的拟合精度和相关性,模型能够较好地反映ASC的冻融损伤规律和损伤程度。     

不同晶面的HgCdTe晶片的损伤研究

使用装有超微显微度测试仪的扫描电子显微镜，对不同取向的ＨｇＣｄＴｅ晶片施加负荷，负荷压力从２克－０．０５克。由于晶体具有各向异性，在相同压力下，不同取向的ＨｇＣｄＴｅ晶片中引起的损伤有明显差异，实验得到了损伤区域的大小与昌面的关系是「１１１」〉「１２１」〉「３５１」。同时讨论了损伤层的结构。