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△a的关系中,令△a=0,可得到裂纹起裂时的临界（COD）,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JId的计算中,考虑了材料的动态应力一应变行为,使测得的JId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。     

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。     

裂纹梁的弹塑性动态断裂

本文利用弹塑性线弹簧模型建立了一种裂纹梁的弹塑性动态断裂分析的新方法 ,它可以对线弹性变形阶段、弹塑性变形阶段、裂纹稳定扩展阶段和裂纹不稳定扩展阶段的裂纹梁动态断裂问题建立易于求解的常微分方程组 ,并对受均布动载作用的裂纹简支梁给出了数值结果     

复合材料圆筒中的应力波和破坏

当移动压力的速度接近一临界值时,应力波响应能够导致复合圆筒中的压力前缘位置瞬时产生很高的应变幅值和频率。作用时间很短的高强度应力波不会立即引起结构的失效,但是它能够加快复合圆筒中微缺陷的扩展,并缩短结构的疲劳寿命。对于结构各向异性、多重材料和以减重为目的设计的复合材料圆筒,共振引起的破坏尤其致命,因为多重材料层合结构界面处的剪切和拉伸强度较低,高温下材料属性下降,且加载速率对复合材料属性具有更大影响。所做的动态分析极大地克服了以往对于复合身管和管道系统设计、尤其减重设计时所作静态分析中的缺点,更符合现实应用场景。     

冲击载荷作用下的结构设计方法

从最基本的动力学方程出发,通过一维简化研究了某承受特定冲击载荷的支架的动力学响应问题.通过理论公式与有限元方法相结合提出了在冲击载荷下的支架动强度评估方法,可以方便地用于支架在特定冲击载荷作用下的动强度估算,并推广应用到类似的结构设计当中.     

爆炸载荷作用下夹层玻璃动态响应的数值模拟

为研究爆炸载荷作用下夹层玻璃的动态响应，利用有限元软件LS-DYNA对爆炸载荷作用下夹层玻璃的动态响应进行了数值模拟。通过改变外层玻璃与内层玻璃的厚度，系统地研究不同组合下夹层玻璃的动态响应规律，描述爆炸产物与结构相互作用过程，分析夹层玻璃不同部分的能量吸收效率，观察夹层玻璃的裂纹扩展过程。结果表明：玻璃厚度的改变对结构动态响应有明显影响，随着爆炸距离增加，影响程度逐渐减小；爆炸产物先于空气冲击波对玻璃的冲击有损伤破坏作用；结构外层玻璃的能量吸收效率最大，聚乙烯醇缩丁醛胶层次之，内层玻璃吸收效率最小；爆炸载荷下夹层玻璃的裂纹以环向裂纹为主，径向裂纹相对较少。     

动载荷下弹塑性结构塑性位移的上界

本文讨论了理想弹塑性材料在动载荷下的塑性位移的限界问题，给出了塑性位移的上界估计式。同时又把结果推广到线性强化材料的情形。此外，本文还以一个简单弹簧－质量系统为例对结果进行了校核。     

爆炸载荷下紫铜断裂机理的实验研究

通过对内部爆炸载荷下紫铜壳体动态断裂断口形貌的SEM观测,发现紫铜在高应变率下出现脆性化,得出了紫铜在高应变率下的动态断裂机理.为高速冲击下金属材料动态性能研究提供了依据.     

冲击载荷下锰铜计的动态屈服强度

埋入材料中的应力计在动态载荷下的响应是动态测试领域中一个重要的课题。箔式锰铜应力计在动态载荷下的屈服强度能够通过分析其标定曲线得到，这一分析方法利用了ReSenbergZ和Partom Y推导的锰铜电阻变化的基本关系式，适用于应力计在加载中处于塑性增强的阶段。本文通过平板撞击实验得到了箔式锰铜计在1．5～9．0GPa范围下的动态屈服强度，与国外数据比较，结果较为吻合。     

冲击载荷作用下岩石动态力学性能的数值分析

为研究不同冲击载荷和不同性质岩石的动态力学性能,通过与实验结果的对比分析,验证了数值仿真冲击载荷下应力波在岩石介质中传播特性的可行性,利用显式非线性动力分析有限元程序LS-DYNA,数值模拟了SHPB冲击岩石试件的过程,得到了不同冲击速度下人造岩石的应力-应变曲线,获得了相同冲击速度下几种不同性质岩石的应力-应变关系,结果表明,人造岩石的动态力学特性与应变率有很大关系,岩石的动态力学特性与岩性密切相关.     

核武器爆炸冲击波（平面SH波）作用下岩石坑道结构的动载分析

利用Fourier变换和复变函数方法求解稳态平面波对地下结构物的动力响应问题，分析了在核武器爆炸冲击波作用下深埋坑道结构的动力响应问题。冲击波以剪切波形式（即SH波）入射，并用Fourier变换方法将其转换至频域，不同形状的坑道的导纳函数，由复变函数和保角映射的方法求得。在完成这些工作后，进一步合成了时域中的坑道响应，最后给出了岩石坑道结构及其附近各点的应力时程分析曲线。     

阻尼介质对短壳在高载作用下的塑性动力响应的影响

应用矩量了域法分析了阻尼介质对短壳在高载作用下的塑性动力响应的影响，给出了每个运动阶段的解析解。     

非均匀轴向冲击载荷作用圆柱壳的弹塑性动力屈曲

本文对非均匀轴向冲击载荷作用下圆柱壳的弹塑性动力屈曲问题进行了研究.基于Hamilton变分原理导出圆柱壳的非轴对称运动方程,本构关系采用增量理论,借助增量数值算法求解动力方程组.讨论了非均匀轴向冲击圆柱壳的变形模态和临界屈曲载荷,并且分别与均匀轴向冲击和静力偏载的情形进行了比较.     

两种材料的动态断裂韧度 K_(Id) 的实验测定

给出了两种材料的动态断裂韧度ＫＩｄ随应力强度因子速率Ｋ变化的规律；并对其在不同回火温度下，不同含量的磷和硼对ＫＩｄ的影响进行了揭示。     

几种兵器材料的动态断裂韧度试验研究

在电液伺服材料试验机和专门定做的加长摆杆的测力冲击试验机上,测试了几种典型的兵器用钢的动态断裂韧度,在此基础上研究制定出国内首次公布的部颁标准“金属材料平面应变动态断裂韧度ＫＩｄ 试验方法     

8090AlLi合金动态断裂韧度的研究

用Hopkinson杆应力波加载装置研究了加载速率对8090AlLi合金断裂韧度的影响。结果表明,合金的断裂韧度随应力强度因子率的增加而增加。扫描电镜分析发现,准静态下的断裂为沿晶和准解理混合断口;随着应力强度因子的增加,断裂从准解理断裂过渡到准解理和显微空穴聚集的韧窝断裂的混合断口。高应力强度因子率下断裂韧度的提高与其变形机制和晶界无沉淀区(PFZ)的变化有关。     

动载荷作用下延性材料的孔洞增长和成核

对材料中微孔洞增长和成核的研究是从细观上分析金属层裂现象的重要手段.与以往分析只考虑塑性变形不同的是本文采用JC经验本构模型,分析了在动载荷作用下孔洞变形(弹性变形、弹塑性变形以及塑性变形)情况下的孔洞增长,给出了其数值计算的方程,同时分析了缓慢加载时外载荷与孔洞增长之间的关系,以及材料失效时外载荷与孔洞初始几何尺寸之间的关系,最后分析了材料中的成核现象.     

船用945钢的动态力学性能研究

利用 Hopkinson型试验装置和示波冲击实验 ,对船用 945钢的动态力学性能进行了研究。实验结果表明 ,船用 945钢是率敏感材料 ,其动态力学性能明显不同于准静态条件下的力学性能 ,动态载荷作用下 ,材料的动态屈服点升高 ,动态断裂韧性和动态塑性下降。     

边界积分方程法在航炮零件动态断裂强度分析中的应用

本文应用边界积分方程法,对某航炮上的关键零件反跳锁进行了动态断裂强度分析。与反跳锁材料25CrNiWA的动态断裂实验数据相结合,应用复合型断裂判据估算出反跳锁所包含的稳定裂纹失稳扩展的长度范围,提出了修改更换反跳锁断裂件裂纹长度限的建议。