应力波载荷作用下材料断裂韧性JId测试研究

本文建立了一个测定动态弹塑性断裂韧性JId的方法。该方法利用改进的Hopkinson压杆加载Charpy冲击试样，利用压杆上应变片记录的入射应力波和反射应力波，由一维应力波理论得到试样所受的载荷和加载点位移。在建立的裂纹尖端张开位移COD和裂纹扩展量Δa的关系中，令Δa=0，可得到裂纹起裂时的临界（COD）c从而确定裂纹的动态起裂点。与其它方法相比，本文的方法不需要昂贵的仪器来测试动态断裂参数；不需将应变片贴在试样上确定起裂时间，所以该方法可在较高或较低的温度下使用；在动态弹塑性断裂韧性JId的计算中，考虑了材料的动态应力—应变行为，使测得的JId值能更好地反映材料在应力波载荷作用下的动态断裂性能。     

岩石、混凝土类材料复合裂纹断裂准则的探讨

本文对岩石与混凝土类脆性材料的强度和断裂机理进行了简要分析。在最大分离位移(MAXSD)屈服准则的基础上,建立了三维复合型裂纹的断裂准则。并与混凝土材料的三维复合裂纹和Ⅰ、Ⅱ型复合裂纹的断裂试验结果进行了比较。     

金属断裂韧性与微观参量的关系

根据三轴性应力水平对裂纹尖端塑性应变及韧窝尺寸的影响以及相关关系，导出了材料断裂韧性（ＪＩＣ）与拉伸性能、伸张区宽度（以及韧窝尺寸（直径Ｄ）之间的关系，并得到了实验的验证①．     

TiS夹杂物对D6AC超高强度钢强韧性的影响

一般钢中加Ti可使晶粒细化,从而提高钢的强韧性。但D6AC超高强度铟中可否加Ti的问题,一直存在争论。因为加Ti后,可能生成含Ti夹杂物而使韧性降低。为了改善D6AC钢的韧性,首先需要弄清这一问题。本文系统研究了含Ti夹杂物对D6AC钢强韧性的影响,并与同一钢种中,含有常见的MnS夹杂物进行比较,得出: 1.TiS夹杂物对强度和延伸率的影响不明显; 2.TiS夹杂物对面缩率、冲击韧性和断裂韧性稍有影响; 3.TiS开裂％随应变增大而增加,但在同一应变下却低于MnS; 4.TiS夹杂物使K_(1C)值降低的幅度低于MnS,因此,D6AC钢中加Ti可以改善强韧性。     

HF碾压混凝土断裂韧性的初步探讨

本文采用三点弯曲约定的试验条件,进行高粉煤灰掺量碾压混凝土的断裂韧性试验,试验研究表明,在原材料及试验条件都相同的条件下,水胶比是影响K_(1c)的重要因素。本文引用了徐华荣高级工程师对常态混凝土断裂韧性的试验成果,并与高粉煤灰掺量碾压混凝土的K_(1c)进行对比,结果表明,在抗压强度相同的条件下,高粉煤灰掺量碾压混凝土的K_(1c)比常态混凝土K_(1c)略大,并作了微观结构分析。     

圆形紧凑拉伸试件J积分测试方法研究

本文提出了用圆形紧凑拉伸试件测试弹塑性断裂力学中的J积分值,并系统地研究了圆形紧凑拉伸试件的J积分测试方法。具体内容包括:①当试件尺寸较小不能直接记录施力点位移时圆形试件的柔度标定问题;②圆形试件的极限载荷和J积分计算公式以及实验验证;③断裂韧性测试中的几个问题。     

基于MD探究FeO/Fe中晶内微孔洞对FeO破裂的影响

氧化皮中的微孔洞直接影响着氧化皮的破裂性能。利用分子动力学(MD)模拟软件Lammps对含有微孔洞的FeO/Fe多晶模型进行拉伸模拟,研究了不同微孔洞数量情况下微孔洞尺寸对多晶FeO/Fe模型拉伸断裂的影响。研究发现,微孔洞数量相同时,FeO模型的抗拉强度随孔洞尺寸的增大呈现“下降→上升→下降”的趋势,表明了在一定范围内的孔洞尺寸会提高材料的抗拉强度,然而,此时的孔洞尺寸会降低材料的断裂韧性。中心对称参数CSP显示,原子紊乱程度由高到低的区域依次为孔洞处、晶界处、FeO/Fe界面处及FeO晶粒内部。研究结果为氧化皮的破裂机理提供了新的研究思路。     

Al2O3/SiC纳米复相陶瓷断裂韧性的研究

采用平均粒径为20 nm和150 nm的SiC粉作为增强相，基体粉为亚微米的Al₂O₃粉(美国)，在1 550～1 750 ℃无压烧结，制备了Al₂O₃/SiC纳米复相陶瓷并对其显微结构和断裂韧性之间的关系进行了研究.结果表明，当采用20 nm SiC粉作为强化相，加入量为3%时，断裂韧性从3.0 MPa·m^1/2提高到6.67 MPa·m^1/2，增加122.5%，材料的相对密度达到98.7%以上.利用SEM观察其显微组织，发现组织中若干个细小的晶粒组成一个单元体，单元体内各晶粒之间结合牢固，这种微观结构有利于Al₂O₃/SiC纳米复相陶瓷韧性的提高.而细晶增韧是重要增韧机理之一.     

超高强钢23Co14Ni12Cr3强韧性的优化配合

主要考察了双时效工艺对超高强钢23Co14Ni12Cr3显微组织与力学性能的影响。在抗张强度没有明显降低的条件下，新创立的双时效比正常时效的冲击疲劳寿命与动态断裂韧性分别延长和提高了35．5％与22．6％。结果表明：双时效工艺在改善高强钢的强韧性优化配合方面是一新的突破。基于显微组织的观察结果，深入地分析了逆转变奥氏体AR稳定性提高和疲劳寿命延长的物理机制，不仅双时效的高温保温阶段所形成的AR韧性得到大幅度提高，而且在双时效的低温处理过程中，从马氏体铁素体中析出的间隙碳原子会扩散到逆转变奥氏体中，造成马氏体的脆性降低和奥氏体的稳定性进一步提高。