Dynamic fracture behavior of rock under impact load using the caustics method

We studied the dynamic fracture mechanical behavior of rock under different impact rates. The fracture experiment was a three-point bending beam subjected to different impact loads monitored using the reflected caustics method. The mechanical parameters for fracture of the three-point bending beam specimen under impact load are analyzed. The mechanism of crack propagation is discussed. Experimental results show that the dynamic stress intensity factor increases before crack initiation. When the dynamic stress intensity factor reaches its maximum value the crack starts to develop. After crack initiation the dynamic stress intensity factor decreases rapidly and oscillates. As the impact rate increases the cracks initiate earlier, the maximum value of crack growth velocity becomes smaller and the values of dynamic stress intensity factor also vary less during crack propagation. The results provide a theoretical basis for the study of rock dynamic fracture.     

循环冲击荷载下轴压对花岗岩动力学特性的影响

为研究循环冲击荷载下轴压对花岗岩动态力学特性的影响,利用改进的动静组合式SHPB装置对5种轴压σA(0,30,60,90和120 MPa)下的花岗岩试样进行等幅循环冲击.结果表明:在相同的循环冲击荷载下,试样的总循环冲击次数随轴压的增加呈现先增加后减小的趋势,在σA=60 MPa时达到最大.5种轴压下的试样都表现为典型...     

用于动态断裂试验的高温炉设计及温度场模拟

根据在分离式霍布金森压杆上进行岩石的高温动态断裂试验的要求设计了一个高温炉,并通过ANSYS程序对高温炉温度场进行模拟,得到了高温炉的温度场分布图。此外,还对包括试件和压杆（入射杆与透射杆）在内的试验系统温度场进行了模拟,比较了试件与压杆接触加热和分离加热两种计算结果。结果表明,采用压杆与试件分离加热方式可使试件获得均匀温度场。     

动载荷作用下的弹塑性微弯裂纹张开位移

主要研究了动载荷作用下的弹塑性弯曲延伸裂纹尖端的张开位移问题.综合考虑了动态作用应力、塑性区域边界上动态正应力与动态剪应力,利用二阶摄动方法与卡氏定理计算了弯曲裂纹尖端的动态张开位移.比较了弯曲延伸裂纹与直线裂纹动态断裂特性的连续性与统一性.论证了弹塑性动态断裂特性与线弹性动态断裂特性的连续性与统一性.开拓了一个计算弯曲延伸裂纹动态张开位移的理论模型的崭新领域.     

船用907A钢动态断裂韧性测试研究

利用示波冲击试验,对船用９０７Ａ钢动态断裂韧性的测试方法进行了研究,采用小角度冲击标定法对裂纹动态起裂点进行了标定,并研究了裂纹几何等因素对幼态断韧性的影响。     

动态断裂韧性测试方法的有效性分析

借助于船用９４５钢的动态断裂试验，对利用示波冲击波测定材料动态断裂韧性方法的有效性进行了分析，结果表明，在加载速率Ｋ≈１０＾５ＭＰａ√ｍ／ｓ的条件下，中低强度钢仍发生弹塑性断裂，     

乏燃料容器撞击对减振层结构水平动力响应研究

乏燃料容器在卸料厂房内运输过程中有可能脱钩坠落撞击厂房结构，国际上核电厂建设工程安全标准中均需考虑到乏燃料容器万一脱钩坠落时，应保证厂房结构及其他核设施的安全，使相邻贮存水池结构的水平动力加速度必须控制在0．8g内．本文在秦山核电站燃料厂房乏燃料容器撞击下减振层试验研究的基础上，采用有限元数值方法对试验结构建立了计算模型进行研究分析．研究中把乏燃料容器对结构的撞击作用转化为一个与撞击接触时间有关的等腰三角形冲量荷载，对减振层结构在不同布置情况下分别进行了试验和计算分析，通过对结果的比较，得到结构底板水平动力加速度最大值与撞击接触时间的二次方成反比的关系和计算结构动力响应的计算撞击接触时间，进一步提出了如何模拟计算在冲击荷载作用下通过减振层消振作用后结构底板水平动力加速度响应的方法，为以后类似问题的分析提供了一整套比较实用的研究思路．     

废水处理环境影响负荷的生命周期评价

废水处理过程产生废气、废渣等二次污染的问题已经引起了越来越多的关注.为了表征该过程的环境影响,做出科学的管理决策,以哈尔滨某制药废水处理工艺为例,采用生命周期评价(LCA)方法,定量研究了废水处理全过程的环境影响负荷.在影响评价阶段,运用改进的层次分析法(AHP)确定评价指标的权重.加权评价的结果表明:该废水处理过程对不可再生资源的消耗影响最大,随后依次是填埋空间的消耗、潜在健康影响、全球变暖潜能值、水体富营养化、酸化潜值、气溶胶潜值、光化学烟雾潜值.最后根据评价结果提出减少资源消耗和污染物排放等改善措施,使废水处理发挥更大的环境效益.     

Fracture toughness and fracture behavior of SA508-III steel at different temperatures

The fracture toughness of SA508-III steel was studied in the temperature range from room temperature to 320°C using the J-integral method. The fracture behavior of the steel was also investigated. It w...     

冻融环境下PVA纤维水泥基复合材料断裂性能

针对冻融循环次数对PVA纤维水泥基复合材料断裂性能的影响问题,提出了基于快冻法的三点弯曲试验方法,研究了冻融循环次数对PVA纤维水泥基复合材料的起裂韧度、失稳韧度及断裂能的影响,并对冻融循环后的试件质量及表面现象进行了分析.结果表明:在冻融循环250次后,试件的质量增加1.92%,起裂韧度、失稳韧度、断裂能分别降低了37.2%、51.1%及48.4%;随着冻融循环次数的增加,试件的质量呈现增长趋势,试件表面破坏情况愈发严重,试件的起裂韧度、失稳韧度及断裂能均呈现下降趋势.     

冲击载荷作用下钢纤维增强混凝土的数值模拟

为了验证混凝土试件的侧限效应和钢纤维的增强和增韧效应,该文采用实验得出的应力应变曲线,通过ANSYS/LS-DYNA软件对SHPB混凝土冲击压缩实验的数值模拟,定性地再现了实验过程.     

Impact fatigue behavior of ZrN/Zr-N/Zr coatings on H13 steel by CFUBMSIP

ZrN/Zr-N/Zr coatings were deposited on H13 steel by close field unbalanced magnetron sputtering ion plating （CFUBMSIP） technique. The effect of two main parameters such as OEM and bias voltage for the CFUBMSIP process on the microstructure, mechanical properties and impact fatigue behavior of the coatings was investigated. The results indicate that with OEM increasing from 55% to 65% the surface particles size of the coatings increases while it remains almost similar when the bias voltage changes from 60 to 75 V. An aggregation of the particles occurs on the coatings surface, with further increasing the OEM and bias voltage to 75% and 90 V, respectively. The coatings show a columnar grain structure and are mainly composed of two phases of ZrN and Zr. The coating hardness decreases with OEM value increasing and both the coating hardness and modulus go up with bias voltage. The coating deposited under OEM of 65% and bias voltage of 75 V shows the best impact fatigue property.     

Wear behavior of bainite ductile cast iron under impact load

The dry impact wear behavior of bainite ductile cast iron was evaluated under three different impact loads for 30000 cycles. The strain-hardening effects beneath the contact surfaces were analyzed according to the surfaces＇ micro-hardness profiles. Scanning electron microscopy （SEM） and X-ray diffraction （XRD） were used to observe the wom surfaces. The results indicated that the material with the highest hardness was the one continuously cooled at 20℃, which exhibited the lowest wear rate under each set of test conditions. The hardness of the worn surface and the thickness of the hardened layer increased with the increases in impact load and in the number of test cycles. The better wear performance of the sample cooled at 20℃ is attributed to its finer microstructure and superior mechanical properties. All the samples underwent the transformation induced plasticity （TRIP） phenomenon after impact wear, as revealed by the fact that small amounts of retained austenite were detected by XRD.     

受火侵袭简支钢梁的冲击动力响应

利用有限差分离散控制方程进行数值分析,研究了火侵袭时简支钢梁在阶跃载荷作用下的弹塑性动力响应。通过对不同应变率下和不同温度下的挠度曲线的分析,阐明了塑性应变率和温度对冲击载荷作用下梁挠度的影响,还给出了极限温度与载荷和应变率的定量关系。研究表明,塑性位移随应变率的增大而逐渐减小,却随温度的升高而逐渐增大。     

一种新型桩基动测激振设备的研制

论述桩基承载力检测的新激振设备的设计，制作和安装，根据试验和对实际工程中桩基础的应用结果，表明该激振设备工作性能良好，使用方便，测试结果可靠。     

电润湿效应下液滴动态接触行为分析

为研究电润湿条件下液滴动态接触行为的动态变化机制,采用动态接触角理论,建立电润湿下液滴的数值模型,并对液滴动态接触行为进行分析,系统地研究体积和壁面条件对液滴动态行为的影响。结果表明：当液滴体积从2μL增加到6μL时,液滴接触半径的最大振幅从0.16 mm增加到0.23 mm,当液滴初始角度从100°增加到115°时,振幅从0.13 mm增加到0.18 mm;同时,滑移长度从0.5μm增加到2μm时,振幅最大值从0.21 mm增大到0.29 mm。液滴体积越大、壁面的阻力越小和疏水性越强,液滴具有更高的动能以及更大的振荡幅度。此外,液滴初始动能越大,液滴的振荡更加剧烈。通过揭示液滴在电润湿过程中的动态接触行为机制,为通过电润湿效应改善微通道传热特性的研究提供理论依据。     

冲击载荷下材料动态断裂参数的有限元计算

材料在冲击载荷下的行为不同于静态载荷作用下的行为。然而,由于动态断裂问题的复杂性,即使象三点弯曲试样,也还没有获得裂纹尖端动态应力强度因子的解析表达式。为了满足理论分析和实验工作的需要,采用LS-DYNA有限元软件,对三点弯曲试样在冲击载荷作用下(包括正弦、线性和不规则载荷历程)的动态过程进行了有限元分析,获得了裂纹尖端的动态应力应变场和裂纹尖端区域节点力和位移与时间的关系曲线。基于虚拟裂纹闭合技术(VCCT),提出了在冲击载荷作用下裂纹结构能量释放率和动态应力强度因子的计算方法,得到了不同冲击载荷下三点弯曲试样的能量释放率GI和动态应力强度因子KId与时间的关系曲线。结果表明:该方法得到的有限元计算结果与实验吻合较好,且具有较高精度,文中提出的方法可用于动态断裂参数的计算。     

Dynamic reliability analysis of supercavity vehicle with stochastic parameters under impact loads

With dynamic reliability problems of stochastic parametcrs,supercavity vehicle is subject to impact loads.The supercavity vehicle is modeled by using eight-node super-parametric shell elements.The tail...     

冲击载荷下复合材料层板断裂韧性的实验研究

利用Hopkinson杆加载装置,对带有单边切口的CFRP、GFRP层板试件进行冲击拉伸加载实验。根据一维应力波理论求得作用于试件上的载荷P(t)和试件加载点的位移δ(t)。根据试样中应力随时间的变化历史σ(t),再结合断裂韧性测试原理,建立动态应力强度因子KI(t)响应曲线。利用柔度变化率方法确定起裂时间,分别得到在2种加载速率下CFRP、GFRP层板的动态断裂韧性。