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1.
将扫描电镜与原位加载台结合,对材料的损伤破坏过程从细、微观角度进行实时观测,有助于深入研究影响材料力学性能的主要因素。综述了近年来原位加载扫描电镜技术及其相关的新技术在材料细观损伤力学研究中的应用,并对该技术在材料力学性能研究中的发展方向进行了展望。  相似文献   
2.
砂土直剪试验离散元数值模拟与细观变形机理研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
基于离散元法进行砂土直剪试验模拟与剪切宏细观响应研究。采用试样分条带法研究砂土剪切过程中的变形发育情况;记录应力-位移关系,分析砂土剪切应力、应变特性与剪胀特性。通过分析接触力链、接触组构分布、配位数及滑动接触百分比等细观行为演化研究颗粒细观接触状态演变;基于局部孔隙率变化分析颗粒细观分布状态演变;采用颗粒累积转动量和速度场分析颗粒细观运动状态及剪切带发育的细观机制;对离散元软件PFC2D进行二次开发,实现主应力的可视化。研究表明:应变局部化集中于颗粒转动、接触滑动、体胀明显的剪切带内,剪切带内外颗粒不同的运动状态导致细观参量的变化,剪切带厚度为(10~15)d_(50);力链网络、接触组构和主应力场本质上是一致的,三者主方向在剪切过程中发生了近似一致的偏转。  相似文献   
3.
煤岩固–气耦合细观力学试验装置的研制   总被引:1,自引:1,他引:0  
 为从细观力学的角度出发研究含瓦斯煤岩变形破坏规律,研制一种煤岩固–气耦合细观力学试验装置,并对装置密封、透明视镜等关键技术难点进行深入分析。该试验装置主要由加载系统、充瓦斯系统、细观观测系统和声发射监测系统4个部分组成。与现有的细观试验装置相比,该装置具有以下特点:可提供单轴、平面应变、三轴(s2 = s3)三种受力状态;试验测试方法多样化,可进行试验过程中的实时显微图像观测和应力–应变、声发射信号的采集;具有良好的气密性和耐爆性,创造具有瓦斯的试验环境,使煤与瓦斯突出机制的试验研究更加接近矿山实际;装置的结构简单,成本低,系统可靠性高。利用该装置进行瓦斯压力为1.0 MPa、围压为1.0 MPa(s2 = s3)下的煤岩细观力学试验,得到煤样受力破坏全过程的表观图像和声发射特征,以此分析试件破坏前后局部区域张拉裂纹的形成和扩展情况。初步的试验结果表明,该试验装置为固–气耦合条件下的相关试验研究提供新的测试手段,具有较大实用价值。  相似文献   
4.
纳米晶、亚微米微晶2009铝合金塑性形变试样上各点的应变量是不相同的,并且呈波动性变化,随着外加载荷的增加而波动的幅度增加,表明在拉伸过程中,其应力传播和剪切变形传播在三维方向都具有波动特性。形成峰值与材料缺陷造成应力集中有关,实验结果表明纳米晶、亚微米微晶2009铝合金材料的塑性变形的流动行为的波动特性和非均匀特性,证明了介观力学提出的观点。即材料进入塑性变形后,晶粒群将进入平移-转动涡流,将材料的初始结构层次(包括晶粒、晶界、晶群以及试样整体)全部纳入变形范畴。  相似文献   
5.
基于颗粒流方法自然崩落法数值模拟研究   总被引:10,自引:3,他引:7  
  相似文献   
6.
混凝土破裂过程三维数值模拟及CT验证   总被引:10,自引:1,他引:9  
将混凝土简化成由骨料、水泥砂浆及其二者之间的界面层所组成的三相复合材料,建立了混凝土骨料随机分布三维模型,用界面单元多次细分技术进行有限元网格划分,基于弹性损伤本构关系采用双折线损伤演化模型描述混凝土细观各相弹性损伤退化,用弹性模量的折减程度来反映混凝土试件在加载过程中的损伤程度。对混凝土圆柱体试件进行了数值模拟计算,并从混凝土破坏过程图和荷载-位移曲线图两方面比较了数值模拟的破坏过程与CT试验结果,发现试件破坏时裂纹的萌生、扩展过程与CT观测到的过程具有相似性,说明用本文建立的三维数值模型模拟混凝土材料的损伤破坏过程是基本可行的。  相似文献   
7.
A meso‐mechanical model for the numerical analysis of concrete specimens in 3D has been recently proposed. In this approach, concrete is represented as a composite material with the larger aggregates embedded in a mortar‐plus‐aggregates matrix. Both continuum‐type components are considered linear elastic, while the possibilities of failure are provided with the systematic use of zero‐thickness interface elements equipped with a cohesive fracture constitutive law. These elements are inserted along all potential crack planes in the mesh a priori of the analysis. In this paper, the basic features of the model are summarized, and then results of calculations are presented, which include uniaxial tension and compression loading of 14‐aggregate cubical specimen along X, Y and Z axes. The results confirm the consistency of the approach with physical phenomena and well‐known features of concrete behaviour, and show low scatter when different loading directions are considered. Those cases can also be considered as different specimens subjected to the same type of loading.  相似文献   
8.
利用新型广义自洽模型推导混杂纤维复合材料有效模量的预测公式。模型假定各相纤维的共焦点椭圆柱体细观单元嵌在同一宏观上均匀化的复合材料中。通过解析函数的保角变换与罗朗级数展开,获得了相应问题的解。根据复合材料平均应力与应变关系,获得了混杂纤维复合材料横向剪切模量和体积模量的预测公式。该模型能够考虑纤维截面影响,所得理论值与实验结果吻合较好。  相似文献   
9.
建立反映混凝土实际骨料级配、含量及其形态的随机骨料模型是进行混凝土细观力学数值模拟分析的前提和基础.球形骨料模型和基于瓦拉文公式生成的圆形骨料模型基本上能够接近卵石、砾石等球状或浑圆状的骨料,但与一般碎石骨料的形态差异较大.本文分别采用随机圆形骨料、球骨料与多边形、多面体骨料模型,通过对全级配大坝混凝土试件弯拉破坏过程的细观数值模拟,对比分析了不同骨料模型形态对计算结果的影响,探讨了用球形骨料或圆形骨料简化实际碎石骨料的有效性.  相似文献   
10.
基于离散单元法的混凝土细观力学模型研究进展   总被引:3,自引:0,他引:3  
介绍了离散单元法用于混凝土细观结构数值模拟的优越性及其基本原理;总结了目前基于离散单元法的刚体-弹簧元模型、扩展的离散单元法、颗粒-界面元模型、梁-颗粒模型等常用模型的原理、研究现状、成果,以及各自的优缺点;对数值模型建立中应考虑的关键问题,如破坏准则、本构关系以及材料参数的确定方法等作了归纳分析.指出目前离散单元法用于混凝土数值模拟的研究主要以二维模型、简单受力状态、定性分析为主,而在复杂受力状态、定量分析、随机性分析以及相应实用软件的开发等方面仍有待进一步研究.  相似文献   
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