分形维数和弹性模量衰减表征2D-C/SiC的拉伸蠕变损伤

真空条件对2D—C／SiC复合材料在1300℃和1500℃进行了高温拉伸蠕变试验，蠕变进行到0、0．5h、2h、10h、25h、50h中断试验，用SEM观察表面形貌，用盒维数法计算试样表面裂纹的分形维数；同时测量试样的弹性模量。结果表明，由于2D—C／SiC特有的蠕变损伤形式，所形成的损伤尺度都较短，其分形维数介于0～1之间。用分形维数和弹性模量衰减都可表征2D—C／SiC的蠕变损伤，两种损伤参量所描述的蠕变损伤总的发展趋势基本一致，即蠕变开始阶段损伤发展较快，随后进入缓慢发展的第二阶段。在第二阶段中，分形维数表征的损伤持续单调增加；而用弹性模量衰减表征的损伤在该阶段出现先下降随后升高的现象。以基体裂纹为主要损伤形式的条件下。分形维数主要反映蠕变试样局部的损伤，而弹性模量衰减反映的是蠕变试样整体的损伤。     

高聚物银纹化的研究进展

结合最新的研究进展,对银纹引发、生长与断裂,银纹细观结构以及裂纹在银纹中的扩展等问题作了较全面的介绍和分析,对这一领域未来的研究方向和重点进行了展望。     

高聚物银纹断裂的研究现状

银纹化是高聚物的一种非线性变形方式,对高聚物的增韧设计十分重要。考虑银纹细观结构特征的银纹生长和断裂规律是研究银纹增韧机制的核心内容。结合国内外最新的研究进展,对承载高聚物中的银纹断裂及其与裂纹扩展的相互作用等问题作了较全面的总结和分析,并对今后的研究重点和趋势作了简要展望。     

改性聚丙烯材料裂尖银纹损伤研究

本文考虑了改性聚丙烯(PP)材料的线粘弹特性,基于银纹是聚合物材料的一种非线性变形方式,对改性PP材料裂尖应力银纹损伤进行实验研究。采用云纹实验方法,得到了改性PP材料裂尖延长线上由于银纹损伤引起的应变的分布,对裂纹尖端扩展进行了扫描电镜(SEM)观察实验,将两组实验进行对照分析,通过定性分析提出了不同于其他学者提出的考虑裂尖银纹损伤的裂纹扩展规律。     

超级分形管分形维数的上限与下限

超级分形管在结构和几何上都具有很强的自相似性,因此,通过选择一个特殊的覆盖单元——一个管就可以基于数格子法计算它的分形维数,推导出基于各级的拓扑结构分别为Zigzag和armchair的超级分形管的分形维数公式。虽然只有有限级的超级分形管在工程是可用的,但其结果为设计新型的超级分形天线、超级分形格栅以及分形电路中的电子器件提供了思路和启发。     

分形公差理论及其分形维数的计算方法

 从产品性能公差设计的角度探讨分形公差理论的建模、分析、设计等有关方法, 着重研究分形维数的计算理论和工程方法。     

一类二元分形函数及其维数

基于一元不可微函数,本文首先构造了一类二元分形函数,然后研究了这类函数图象的分形维数。给出了这类函数图的box维数、packing维数以及Hausdorff维数的若干结果。     

材料断口分形维数分析

本文分析了应用分形维数描述材料断口轮廓形貌几何特征的局限性。结果指出，分形维数对于材料断口粗糙度的变化是不敏感的，该参数与材料断口轮廓几何形态和断裂韧性之间不存在确定性的关系。     

考虑损伤的蠕变问题的变形场与损伤场

本文研究了考虑损伤的蠕变介质的变形场与损伤场的解。求得了下列三个问题的新解:(1)考虑损伤的指数律蠕变材料在小损伤条件下的变形场与损伤场;(2)幂律蠕变材料在大损伤条件下的裂纹尖端场;(3)全耦合蠕变损伤的圆柱扭转问题的变形场与损伤场,这三个新解均可用解析的形式表达。     

高抗冲聚苯乙烯银纹化渐进损伤三维模拟

针对高抗冲聚苯乙烯,本文建立了细观单胞结构三维模型,引入周期性边界条件,采用非线性有限元法,研究了在单向拉伸载荷下银纹化损伤过程。采用最大主应力准则作为银纹化损伤判据,通过受损单元积分点刚度矩阵的折减实现材料力学性能的退化,运用材料的应力-应变曲线预测了其力学性能。数值结果与相关文献模拟结果吻合,表明本文损伤预测三维模型的合理有效性。     

用单轴拉伸实验研究HIPS的银纹增韧现象

高抗冲聚苯乙烯 (HIPS)是通过颗粒填充进行改性以提高其力学性能的工程塑料 ,通过单轴拉伸实验对其银纹损伤及增韧现象做初步探讨 ,发现银纹增韧机理是橡胶增韧中主导因素 ,分析得到受拉HIPS的弹塑性损伤本构方程的一般形式 .     

一种GH4169镍基合金的组织结构与蠕变性能

通过对一种等温锻造GH4169镍基合金进行直接时效处理,蠕变性能测试及组织形貌观察,研究了该合金的组织结构与蠕变行为。结果表明,GH4169合金的组织结构由γ基体,γ′相、γ″相和δ相组成,且各相之间保持共格界面。测定出合金在660℃/700MPa条件下的蠕变寿命为123h。合金在680℃/700MPa的蠕变寿命为39h,在实验温度和应力范围内,计算出直接时效合金的蠕变激活能为588.0kJ/mol。合金在蠕变期间的变形机制是位错滑移和孪晶变形,其中,沿晶界析出的粒状碳化物,可抑制晶界滑移,是使合金具有较好蠕变抗力的主要原因。随蠕变进行,开动的滑移系中位错运动至晶界受阻,并塞积于该区域引起应力集中,当应力集中值大于晶界的结合强度时,可促使其在与应力轴垂直的晶界处发生裂纹的萌生与扩展,直至断裂,是合金在蠕变期间的断裂机制。     

基于Norton-Bailey模型的P92钢初期蠕变过程分析

以Norton-Bailey时间硬化模型和Kachanov损伤模型为基础,提出一种能够全面描述蠕变全寿命期蠕变变形发展的本构模型。与Norton-Bailey模型相比,该模型可以更准确地反映蠕变第一阶段的变形累积,以Kachanov损伤演化方程描述蠕变第三阶段的变化;推导模型第一阶段和第三阶段的参数确定方法;根据实验数据,确定P92钢的模型参数。将该模型嵌入到在ANSYS接口程序中,并用于高温合金钢P92的蠕变寿命计算,结果表明模型与实验数据基本吻合。     

On the Prediction of Creep Damage by Bending of Thin-Walled Structures

Analysis of thin-walled structures operating at elevated temperaturesneeds a consideration of time-dependent creep-damage behaviour. Within theframework of the creep theory and the CDM the irreversible deformations ofthe structural elements can be described by constitutive equations withinternal state variables. The paper deals with an application ofphysically based creep-damage constitutive model with two damageparameters, proposed by Hayhurst, to the stress analysis of thin-walledplates and shallow shells. The governing equations of the shell theory areformulated by the consideration of geometrical nonlinearities associatedwith time-dependent finite deflections. Numerical examples show aninfluence of the finite deflections on the life-time predictions in platesas well as illustrate a dependence of damage evolution on the stress statemode. The results for creep damage evolution in plates are compared withresults based on the classical Kachanov–Rabotnov creep-damageconstitutive model.     

Udimet500镍基高温合金长期蠕变行为

系统分析 U dim et5 0 0合金经由 80 0℃和 90 0℃不同应力条件下的蠕变行为规律 ,并结合显微组织分析以揭示合金的蠕变变形行为。结果显示 ,合金很快达到稳态蠕变阶段 ,随后马上进入蠕变第三阶段 ,即蠕变过程主要由加速蠕变控制。组织分析表明 ,高温蠕变过程中γ′强化相粗化 ,晶界相的析出及加宽 ,σ相的析出可能是导致蠕变加速的主要原因     

Creep and creep-rupture strength of gas turbine components in view of nonuniform temperature distribution

The conventional model of Kachanov-Rabotnov-Hayhurst continuum fracture mechanics is extended to cover the case of variable temperature and strain hardening. The creep and damage rates are assumed to depend on temperature. The resulting model for nonisothermal creep and damageability is implemented in a finite-element code of the general-purpose software package ABAQUS. The mathematical model is tested on an axisymmetric problem for a gas turbine body. __________ Translated from Problemy Prochnosti, No. 5, pp. 37–44, September–October, 2008.     

一种含4.2%Re单晶镍基合金的蠕变行为与组织演化规律

通过蠕变曲线测定及组织形貌观察,研究了一种含4.2%Re镍基单晶合金的蠕变行为和组织演化规律。结果表明:单晶合金在试验的温度和应力范围内,对施加应力和温度有明显的敏感性,并测算出合金在稳态蠕变期间的激活能和应力指数。在蠕变初期,合金中γ′相沿垂直于应力轴方向形成N-型筏状结构,蠕变断裂后在远离断口区域形成的筏状γ′相逐渐转变成扭曲形态,在近断口区域的筏状组织转变成与施加应力轴方向呈近45°角度倾斜。合金在稳态蠕变期间的变形机制是位错攀移越过γ′相,位错的攀移通过割阶沿位错线运动而逐步实现;而在蠕变后期,合金的变形机制是位错剪切筏状γ′相。     

基于分形的结构损伤检测方法

将分形维数用于结构损伤检测。研究结果表明,结构不同状态下的振动信号的分形维数有明显的不同,可以将分形维数作为结构损伤检测的特征量,为结构的损伤检测技术提供了一个新的分析方法。     

Creep Failure Analysis of Bars Sustaining Constant Tensile Loads

Life time and failure modes are predicted for metallic barssustaining tensile creep. Experimental results show that a ductile or a`brittle' mode of fracture occurs depending respectively on whether thenominal applied stress is large or small. The analysis is based on amodeling of void nucleation and growth in which damage evolution iscontrolled by two mechanisms of plastic flow in the matrix material.Fracture is supposed to occur when the porosity attains a critical valuewhich depends on the mode of fracture considered. Experimental resultsare explained and described in terms of the proposed model.