混凝土材料破坏过程的二维离散元模拟

采用数值方法研究混凝土材料的破坏过程.用颗粒流程序PFC2D对混凝土试件单轴压缩破坏全过程进行模拟.采用PFC2D颗粒流程序中接触本构模型,并选择平行粘结模型用以模拟混凝土材料的强度特征.分析了数值试验中的应力一应变曲线以及体积应变的变化规律,讨论了应力.应变曲线下降段以及两倍峰值应变时试件的破坏特征,详细分析了颗粒尺寸、颗粒数目等细观参数对模拟结果的影响,从而为确定数值模型合理的颗粒数目和尺寸提供依据.同时把数值模拟结果与试验结果进行对比分析.结果表明,基于离散元法的混凝土材料破坏模拟具有显著的优点,可以真实地模拟裂纹的生成、扩展以及破坏的全过程.     

循环荷载作用下粗粒料变形特性的试验研究

本文采用大型三轴试验机对粗粒料进行了不同应力条件下的动三轴循环加载试验,系统地研究了粗粒料在循环加载条件下的变形特性,并探讨了振次、围压、固结应力比和同步径向振动等因素对粗粒料变形特性的影响.试验结果表明,粗粒料的变形可分为往复变形和残余变形两部分,其中往复变形并不等同于传统意义上的弹性变形;固结应力比的增大使得粗粒料的往复轴应变和往复体应变减小,残余轴应变的增长速率随着固结应力比的增大而增大,而残余体应变的增长速率随着固结应力比的增大而减小;同步径向动应力比的增大,抑制了往复轴应变和残余轴应变的发展,而有利于往复体应变和残余体应变的发展.     

混凝土冲击劈拉实验与细观离散元数值仿真

本文进行了混凝土霍普金森压杆冲击劈拉实验,实验结果反映了混凝土动态抗拉强度的应变率效应,实验观察到高应变率下混凝土的动态劈拉破坏模式。采用本文作者提出的基于背景网格的混凝土细观力学预处理方法,建立了混凝土颗粒离散元细观力学模型,对实验进行了细观数值仿真模拟;无论是在动强度提高规律还是动态破坏模式方面,细观数值仿真与实验结果均符合得较好,验证了该模型研究高应变率条件下混凝土材料动态力学性能的合理性与有效性;通过对不同应变率条件下数值仿真模型能量消耗的分析,说明在高应变率条件下,更加分散的裂纹形态与能量需求的增加是导致混凝土动强度提高的主要机理,加深了对混凝土材料动力特性的认识。     

塑性混凝土常规三轴性能与强度计算模型

通过立方体试件的常规三轴试验,研究塑性混凝土在固定围压和固定围压比值两种条件下的常规三轴性能。结果表明:常规三轴应力下的塑性混凝土第一主应力-应变关系曲线可分为初始反弯段、直线段、曲线段和直线平台段,其中的初始段有明显弹性特征,直线段之后塑性变形较大。对于同一配合比的塑性混凝土,随围压或围压比值的增加,塑性混凝土的极限强度、上升段斜率、峰值应变、极限应变均有增大的趋势;塑性混凝土常规三轴强度是其立方体抗压强度的3~7倍;在固定围压比值下的塑性混凝土黏聚力比固定围压下有所增加,内摩擦角有所减小。通过对本文和收集到的共144组试验数据的分析,利用双剪统一强度理论和摩尔库伦准则,建立了常规三轴应力作用下塑性混凝土统一强度计算模型。     

基于大型三轴试验的胶凝堆石料力学特性试验研究

胶凝堆石料作为一种新型筑坝材料,在坝工建设中具有广阔的应用前景,其材料性能介于堆石体材料和混凝土材料之间。通过开展胶凝堆石料的大型三轴试验,得到了不同龄期、不同围压下的应力-应变关系曲线,进而分析了龄期和围压对三轴受压破坏强度、体积变形以及龄期对抗剪强度的影响规律,并通过试验数据回归分析,得出胶凝堆石料破坏强度与围压和龄期、抗剪强度与龄期之间满足相关关系,为胶凝堆石料本构模型的建立和胶凝堆石坝的设计提供参考依据。     

镍基高温合金GH4145/SQ的高温低周疲劳行为

主要研究了镍基合金 GH41 45 /SQ在 5 3 8℃高温下的低周疲劳行为与微细观机制。应变控制对称拉压疲劳试验结果表明 ,在循环形变过程中合金主要表现为初始疲劳硬化、随后疲劳软化及最终失稳断裂三个阶段 ,疲劳硬化 /软化速率与作用应变幅密切相关。合金的循环应力—应变曲线和应变—寿命曲线呈现出一定的双线性特征 ;对不同疲劳阶段的金相组织结构检查则揭示出 ,循环塑性应变作用将显著改变合金中沉淀颗粒的几何形状、尺寸和分布状态 ,并将改变位错与颗粒之间的交互作用行为 ,这一机制对合金的循环硬化和软化起促进作用 ;对不同应变幅下疲劳断口的扫描电镜 (SEM)观察则进一步表明了疲劳断口微观形貌特征与作用应变幅相依 ,随着控制应变幅减小 ,疲劳断口呈现从韧断特征向脆断特征转变     

冻融循环后砂岩卸荷过程应变能转化特征研究

为了探究寒区隧道围岩在开挖卸荷状态下的力学性质，研究经历不同冻融循环次数的砂岩在三轴卸围压过程中的应变能转化特征。结果表明：（1）随冻融循环次数增加，卸荷屈服过程中峰值强度明显降低，塑性变形过程中出现明显平台阶段；（2）应变能转化过程可分为四个阶段，在峰前卸荷过程中，轴压吸收的应变能主要转化为弹性应变能储存，而冻融循环产生的损伤则加剧了以上过程；（3）峰后应力跌落过程中，存储的弹性应变能迅速释放，耗散能迅速增加，环向回弹变形做负功消耗的应变能迅速增大；（4）破坏表现出张剪破坏特征，随冻融循环次数的增加，张裂纹数量增加，颗粒破碎更为明显。本研究对进一步揭示冻结岩石卸荷损伤破坏规律有着重要的意义。     

颗粒形状对岩土颗粒材料传力特性的影响机制

颗粒材料广泛存在于堆石坝、路基等工程中,颗粒形状是影响其力学特性的主要因素之一,值得深入研究。本文采用连续离散耦合方法（Combined Finite and Discrete Element Method,FDEM）进行椭球颗粒集合体的三轴数值剪切试验。为进行颗粒材料的传力特性分析,本文基于密度聚类算法对颗粒接触区域的节点力进行聚合,识别了颗粒间的接触信息,分析了颗粒形状对宏细观力学响应的影响。在宏观力学响应上,随着形状逐渐偏离球形,颗粒体系的偏应力明显增大,且伴随着更强烈的剪胀行为。在细观力学响应上,颗粒形状改变会明显增多颗粒体系的接触数目;在加载后期,超强接触力和极弱接触力比例增大,接触力大小分布不均匀性增强;组构各向异性程度增大,其中接触法向与枝向量各向异性增幅最为显著。     

基于细观损伤力学试验的大理岩单轴压缩统计损伤模型

通过对取自四川锦屏大理岩试样进行基于扫描电镜的细观损伤力学全程数字化跟踪试验,并对试验结果进行统计分析,得到在单轴压缩过程中微裂纹间距服从变参数的广义极限分布这一结论。基于此,根据宏、细观损伤力学理论描述损伤的特征,在内变量不可逆热力学理论框架下,应用能量耗散原理建立包含宏细观两个尺度损伤信息的统计损伤模型。最后,应用此模型模拟得到大理岩单轴压缩的应力-应变关系及三个损伤变量的发展过程。研究结果表明,模型应力应变曲线处于试验应力应变曲线包络线内,并且包含细观损伤信息的损伤变量D比由宏观物理力学参数角度定义的损伤变量KD、GD对损伤更为敏感,且三个损伤变量的发展具有明显的阶段性。     

镇安抽水蓄能电站弃渣坝材料大型三轴试验研究

根据镇安抽水蓄能电站弃渣坝地质条件和现场实际工况,通过对不同干密度土料开展土工试验,分析了坝体材料各力学参数特性.试验结果表明:随着围压增大,该坝弃渣料的峰值应力相应增大;在低应力情况下,弃渣料的体积缩小,在围压较高时,体积变化增大;弃渣料先出现剪缩,随后变为剪胀,剪胀随着侧压力的增大出现缩小现象,应力-应变关系曲线呈...     

NiCuZn铁氧体材料的应用与开发

近年来NiCuZn铁氧体材料在电子和通信领域的应用越来越广泛,对材料性能也提出了更高的要求.针对应用和市场需求,近年来我们对不同类型的NiCuZn铁氧体材料开展了系统研究.主要采用氧化物法研制了高磁导率NiCuZn铁氧体(NCN-H系列)、高Q值NiCuZn抗EMI材料(NCN-Q系列),采用Sol-Gel法制备了高磁导率纳米NiCuZn铁氧体材料.部分材料性能达到甚至超过了国外同类材料水平.本文概括介绍了所研制的这几类材料的性能.     

复合介孔炭电化学材料研究进展

介孔炭复合材料具有高的电导率和比表面积以及均匀的纳米孔和等级孔径分布,这都有利于电子的运送、电容量的提高和离子的分散。概述了介孔炭与金属、金属化合物、非金属、金属-非金属及其它材料的复合,以及它们在电化学方面的应用。     

锂离子电池纳米负极材料的研究进展

纳米材料可望大幅度提离锂离子电池的比能量。综述了近年来锂离子电池纳米负极材料的研究进展,包括碳、硅、锡基纳米材料以及某些金属合金纳米材料;介绍了各种纳米材料的储锂机理以及作为锂离子电池负极材料的优缺点。     

锂离子电池正极材料的研究进展

介绍了中国科学院物理研究所固体离子学实验室最近对商品LiCoO2进行表面纳米包覆层处理后电化学性质得到显著改善以及LiMn2O4掺Cr后改善了高温性能的实验结果.同时评述了近年来国际上在锂离子电池正极材料研究中的最新成就,包括Mn基层状正极材料和磷酸盐正极材料.     

一维纳米材料在锂离子蓄电池中的应用进展

评述了目前纳米管、纳米棒、纳米线、纳米带等一维纳米材料的制备及其在锂离子蓄电池正、负极材料中的应用。将一维结构的纳米材料应用于锂离子蓄电池材料,可以更好地发挥纳米材料的优异特性,提高电池的电化学性能,因此将成为今后锂离子蓄电池材料研究领域中的热点。     

锂离子电池电极材料的研究进展

综述了锂离子电池电极材料的研究进展,介绍了正极材料和负极材料.指出今后电极材料的研究与开发重点将朝着高比容量、高充放电效率、高循环性能以及低成本方向发展.     

微电机用异型断面Ag-Cu-Cd丝材的工艺研究

本文探讨了加工工艺对微电机换向器用Ag-Cu-Cd异型断型面丝材的成型性和表面质量的影响。旨在获得最佳的生产工艺制度。     

苏联无废料导磁体小型异步电动机概况

降低材料消耗量是电机制造业的研究课题之一,苏联在研究无废料少废料导磁体的异步电动机方面,卓有成效。文中简述苏联带形无废料导磁体异步电动机的结构方案,对卷绕式螺旋形导磁体应力、磁路和磁吸力及卷绕后钢特性的变化等也作了扼要的介绍。     

锂硫电池正极材料研究进展

锂硫电池是一类极具发展前景的高容量储能体系,将是下一代电动汽车以及混合电动汽车的化学能源。通过十余年的研究和开发,虽然对其电化学过程中复杂反应机理还没有完整系统的理论描述,但是围绕锂硫电池的研究取得了很多成果。回顾了过去十余年在锂硫电池正极材料领域取得的研究成果,介绍了锂硫电池正极材料的研究现状,分析了该体系的缺陷和存在的问题,并展望了今后锂硫电池的研究方向。     

生物质炭材料在双电层电容器中的应用

双电层电容器电极材料一般由炭材料组成,随着化石能源的日益枯竭和环境污染的逐步恶化,传统炭材料的生产和应用受到了挑战。采用绿色环保的生物质作为碳源,制备双电层电容器电极材料已成为研究热点之一。介绍了近几年来生物质炭材料的制备及其在双电层电容器中的应用进展,综述了生物质前驱体和制备方法对双电层电容器电化学性能的影响。