弹脆性损伤理论与破坏过程的计算机模拟

本文提出了一种增量形式的受损弹脆性材料的本构关系,此关系考虑了材料与损伤两者的各向异性.而且,导出了损伤模量、有效弹性模量以及动态弹性模量等张量表达式.根据本文提出的理论和方法,给出了考虑局部损伤的结构有限元方法,并应用于模拟复合材料板的损伤一破坏过程.最后,受拉伸的带中心圆孔的玻璃纤维布/环氧树脂复合材料板损伤过程的计算结果用等损伤线图形显示出来.     

随机载荷作用下脆性结构的可靠性分析

本文提出了一种对受随机外载作用的脆性结构进行可靠性分析的方法。这种方法基于脆性结构的最弱连接假设及Weibull统计规律,另外假设给定尺寸的初始裂纹在单位体积内以一定的密度随机分布。在计算应力统计值、裂纹传播及强度减弱时采用了随机振动理论及断裂力学中的基本概念,并认为当任一裂纹处的应力强度达到快速裂纹扩展的临界值时,结构就被破坏。这种结构破坏类似于随机振动理论中的初超越。求解结构断裂概率时考虑了多重振动模态效应,而求解应力分布及断裂概率时能用有限元分析完成。最后以有关结构寿命评估的数值计算为例说明本文提出的方法的可行性。     

20MnSi螺纹钢筋第二类回火脆性研究

对２０ＭｎＳｉ螺纹钢筋淬火后进行不同温度回火,通过冲击试验研究２０ＭｎＳｉ螺纹钢筋第二类回火脆性产生的温度。试验确诊２０ＭｎＳｉ螺纹风筋的第二类回火脆性产生温度在５７０－５８０℃。     

韧性颗粒增韧脆性材料的桥接变形计算模型

在脆性材料中弥散加入韧性颗粒可显著提高基体材料的断裂韧性。为了计算材料断裂韧性的增量，本文提出了新的基体与颗粒界面颈缩剥离变形假设，建立了应力与位移之间的关系式。文中还给出了精确的简化计算式。     

塑料无缺口冲击试样条件的探讨

论述了塑料材料在常温下的简支梁冲击试验能够顺利进行并能得出正确数据，无缺口冲击试样应满足一的脆性条件和挠度条件，通过理论分析和试验验证，找出了这一条的定量性指标。     

基于强度尺寸效应的准脆性材料脆性指标研究

长期以来,如何评价准脆性材料的脆性一直是一重要问题。然而,现有的大多数脆性指标存在明显的局限性,即显著受试件尺度的影响,往往反映的是材料的脆性行为,而不是材料性质。基于Bazant尺寸效应律,强度与试件尺寸双对数曲线图中两条渐近线的交点或与之相关的有效断裂过程区长度可反映材料脆性。该脆性指标测定简单方便、真实可靠,能广泛应用于各种准脆性材料脆性评价。     

通过应力波速测试丁苯橡胶的瞬态模量

运用粘弹性材料的积分型本构关系和应力波理论得出了粘弹性材料瞬态模量的计算式；又以丁苯橡胶作为试验材料设计了一种简便的试验方法，测出了丁苯橡胶的瞬态模量，并与丁苯橡胶的静态弹性模量做了对比。比较表明，丁苯橡胶类粘弹材料静态模量的值远低于瞬态模量值。     

脆性材料的超精加工--脆性材料的钻石切削综述

在脆性材料的超精加工中，一个十分重要的现象是材料由脆性状态向可延展性状态的转变．为了成功地时脆性材料进行钻石切削加工以获得镜面表面，两种状态转变点的确定十分关键．本文阐述研究这一转变的实验技术，并讨论表面生成的机理．发现在脆性材料的钻石切削中，刀具磨损是一个严重后果．建议今后的研究应集中在这一领域．     

超高模量聚乙烯纤维-碳纤维混杂复合材料冲击性能的研究

本工作以平面Charpy冲击、缺口与非缺口Charpy冲击全面地研究了本实验所制备的超高模量聚乙烯(UHMPE)纤维-碳纤维混杂增强环氧复合材料的冲击性能。同时根据试样在冲击过程中的载荷-时间曲线以及试样在冲击破坏后的形貌对该类混杂复合材料的冲击破坏过程与冲击破坏模式进行了分析。结果表明,将UHMPE纤维与碳纤维相混杂,复合材料的冲击性能呈现出明显的正混杂效应。     

新型复合柱抗冲击试验研究及有限元分析

为改善结构柱抗冲击性能,提出最优截面形式,对不同截面的新型复合柱进行了抗冲击试验研究,并基于3种通用动力非线性有限元软件MSC.Marc、ABAQUS和ANSYS/LS-DYNA对撞击试验进行了数值模拟。试验结果表明新型复合柱的整体抗冲击性能较好;在相同外径和用钢量下,实心夹层钢管混凝土抗冲击性能最佳,空心夹层钢管混凝土抗冲击性能次之,内插双H型钢钢管混凝土稍差。ABAQUS建立的有限元模型和试验结果吻合最好,MSC.Marc次之,ANSYS/LS-DYNA稍差。研究结果可为新建大型铁路站房柱抗冲击选择最优截面提供依据,并为选取适合的有限元软件进行抗冲击分析提供参考。     

铁素体－奥氏体双相不锈钢的热脆性

本文通过高温压缩试验，研究了铁素体－奥氏体双相不锈钢在９５０—１２００℃范围内的力学性能．材料的热脆住对温度十分敏感．１２００℃以上热加工已无困难．利用塑性变形增大相界总面积可抑制开裂倾向．     

新旧标准中塑料弯曲模量的计算方法比较

GB／T9341－2000《塑料弯曲性能试验方法》已于2000年5月1日起取代了原有的GB9341－1988的标准。新老标准的一个很显著的差异就是塑料弯曲模量的计算方法改动很大。对新老标准中有关弯曲模量的计算方法进行了比较分析和探讨，并对如何提高数值的精确度提出了几种方法，为更好地理解和实施新标准作了一些补充。     

缝编织物复合板冲击分层破坏的显微镜观察研究

就缝编多层织物复合板受冲击后分层破坏进行了细致的显微镜观察分析,揭示了复合板截面各区域内所形成的裂缝纹形态,对进一步探索纤维复合材料的抗冲击分层破坏性能具有重要意义。     

支撑层弹性模量与涂层应力的关系

针对中空纤维非对称复合膜高压条件下性能下降问题，应用Ｈｅｎｉｓ阻力模型和弹性力学理论得出涂层的破坏主要与支撑层的弹性模量有关。当支撑层弹性模量在一定范围内时，可使涂层相当应力小于许用应力，从而使膜性能稳定。     

一个计算单向纤维增强复合材料纵向剪切模量的模型

本文给出一个计算单向纤维增强复合材料纵向剪切模量的模型。该模型考虑了纤维截面的纵横比及基质在纤维周围的分布,对所有纵横比的情况都适用。算例表明,纵向剪切模量对纤维截面的纵横比是非常敏感的。通过与实验结果及其它数值结果的对比,说明了该模型是合理的,并具有较好的精度。     

复合材料低速冲击损伤研究及等效模型的应用

复合材料低速冲击损伤的特殊性及危害性使得对航空复合材料冲击损伤的评估尤为重要。该文通过建立数值计算模型并结合实验数据解决了4个方面的应用问题:1)在ABAQUS子程序VUMAT中引入损伤模式及损伤演化,结合层间连接单元对层合板低速冲击损伤进行了模拟;2)损伤容限设计方法要求对含缺陷结构的极限强度做出正确的评估,通过ABAQUS子程序USDFLD引入损伤模式及材料折减方案,得到了含圆孔的层合板极限拉压强度;3)通过ABAQUS子程序UMAT引入损伤模式及刚度折减方案,结合层间连接单元,模拟了含预制分层的层合板压缩失效问题;4)针对共用铺层结构的工程有限元计算问题,提出了力学等效模型,将该模型应用到结构级的静力实验模拟并拓展至结构冲击模拟。