基于离散元法的脆性岩石细观蠕变失稳研究

为从细观角度探究脆性岩石的蠕变失稳过程及失稳机理,该文基于三维颗粒流程序（PFC3D）考虑岩石的时效变形损伤过程,引入岩石细观单元时效损伤的应力腐蚀模型,建立了基于离散元方法的岩石时效变形损伤破裂模型,并通过单轴压缩及单轴蠕变的室内实验和数值模拟对比验证了所建立的时效变形损伤破裂模型的合理性。数值模拟再现了岩石的初始蠕变、稳态蠕变和加速蠕变三个蠕变阶段,同时模拟结果表明,在单级加载条件下,随着应力水平提高,稳态蠕变应变率显著增大,岩石蠕变失效时间逐渐缩短,初始轴向应变、初始侧向应变和初始体应变不断增大,且细观裂纹扩展形式与单轴压缩破坏形式基本相同,都是以拉伸裂纹为主,裂纹的增长速率随着时间增加而不断增大,尤其在第三蠕变阶段裂纹增长速率迅速增大;在分级加载试验过程中,模型的轴向应变、侧向应变和体应变以及裂纹最终扩展形态与单级加载基本相同;此外将三维蠕变模拟结果与二维模拟结果进行对比,结果显示三维模型拟合程度更高。     

基于离散元法的脆性岩石细观蠕变失稳研究EI北大核心CSCD

为从细观角度探究脆性岩石的蠕变失稳过程及失稳机理,该文基于三维颗粒流程序(PFC3D)考虑岩石的时效变形损伤过程,引入岩石细观单元时效损伤的应力腐蚀模型,建立了基于离散元方法的岩石时效变形损伤破裂模型,并通过单轴压缩及单轴蠕变的室内实验和数值模拟对比验证了所建立的时效变形损伤破裂模型的合理性。数值模拟再现了岩石的初始蠕变、稳态蠕变和加速蠕变三个蠕变阶段,同时模拟结果表明,在单级加载条件下,随着应力水平提高,稳态蠕变应变率显著增大,岩石蠕变失效时间逐渐缩短,初始轴向应变、初始侧向应变和初始体应变不断增大,且细观裂纹扩展形式与单轴压缩破坏形式基本相同,都是以拉伸裂纹为主,裂纹的增长速率随着时间增加而不断增大,尤其在第三蠕变阶段裂纹增长速率迅速增大;在分级加载试验过程中,模型的轴向应变、侧向应变和体应变以及裂纹最终扩展形态与单级加载基本相同;此外将三维蠕变模拟结果与二维模拟结果进行对比,结果显示三维模型拟合程度更高。     

GH33A合金在蠕变-疲劳交互作用下的裂纹扩展特性

通过对 GH33A 合金在蠕变与疲劳复合加载条件下的系列试验,发现拉伸保时使蠕变与疲劳发生了交互作用,加快了疲劳裂纹扩展速率,加速裂纹早期进入失稳扩展,大大降低了疲劳寿命。GH33A 合金具有良好的抗蠕变裂纹扩展能力,但疲劳裂纹扩展阻力较低。由此讨论了拉伸保时对裂纹扩展的影响,并对在蠕变-疲劳交互作用下的裂纹扩展模型作了探讨。     

基于三维效应的弹塑性J积分计算

 探讨了用有限元法计算三维弹塑性|，积分的方法，并就一些计算的关键问题和技巧作了分析． 建立了实物压力容器简体上表面裂纹的计算模型，实现了该模型的}，积分计算．对比1／4点位移法表明，J积分值能较好地反映裂纹推动力，这对压力容器的安全性评估及预测具有较大的工程应用价值．     

面内损伤对埋藏分层影响的三维有限元分析

运用大型有限元软件ANSYS,基于复合材料层合板损伤理论,建立了含面内损伤和埋藏分层的复合材料层板三维有限元模型.分析了面内损伤对复合材料层板分层的影响.采用三维Hashin准则预测复合材料损伤,分层区损伤采用多种损伤模型,损伤发生后,认为材料仍连续,并修改损伤单元对应的材料参数.通过虚拟裂纹闭合技术（VCCT）计算分...     

蠕变裂纹启裂和扩展的局部损伤理论

根据局部损伤理论和相似原理，给出了蠕谱裂纹启列前的孕育上下限时间并推导了蠕变裂纹扩展率方程。在常载荷下用２．２５Ｃｒ－１Ｍｏ钢作了蠕变裂纹扩展试验，高拘束度使早期局部损伤发展迅速，实验结果与孕育时间下限接近。稳态预测值由于忽略未开裂部分材质劣化而略氏于实验结果值。有限元模拟损伤演变过程。表明稳态裂纹扩展民实验结果吻合。     

高温合金CT试样裂纹前沿应力分布及第二相影响的模拟计算

利用有限元方法分析了IN718合金CT试样裂纹区域的应力应变分布、裂纹尖端应力强度因子及第二相状态对它的影响，计算结果与实测数据基本一致，表明采用有限元方法研究含裂纹体构件的蠕变行为是一种较好的研究手段。通过计算认为，IN718合金在时效初期虽然有α-Cr相的析出而不至于促进蠕变裂纹扩展，是由于α—Cr于δ相周围γ″贫化区(微塑性区)内析出而处于微塑性区内使得裂纹尖端钝化，不利于裂纹扩展。     

非匹配焊缝裂纹高温断裂力学参量的估算

焊接接头中的蠕变裂纹扩展受材料组分不均匀和坡口形式等多个因素影响，是一个高度复杂的力学问题。本研究提出了一个能综合反映各影响因素的等效蠕变应变速率概念和计算方法，并在此基础上建立了焊缝裂纹高温断裂力学参量C^*的工程计算式。紧凑拉伸试样的有限元分析表明，本研究方法估算的结果与数值解非常接近。     

高温蠕变裂纹扩展参量Q*(t)及其应用

针对C^*参数的不足，本研究修正Q^*并得到了一个新的蠕变裂纹扩展速率(CCGR)控制参数Q^*(t)。该参数综合了温度、应力场、激活能等影响因素，很好地表征了在不同应力或温度条件下蠕变裂纹扩展的特性。该参数能完整关联整个蠕变裂纹扩展的不同阶段，并从材料蠕变断裂的机制上反映了蠕变裂纹扩展的本质。     

浅谈检验在用压力容器常见缺陷与处理

在用压力容器定期检验过程中，经常会遇到各种需要处理的缺陷，本文就一些常见缺陷的处理和注意事项进行了探讨，分别分析了宏观缺陷，表面裂纹。埋藏缺陷等，最后给出了具体的实例．     

三维机织复合材料多尺度黏弹性分析

建立了一种三维机织复合材料多尺度的黏弹性分析模型。首先构造了微观尺度纱线束胞元和细观尺度复合材料周期结构胞元两级有限元模型, 由微观尺度胞元分析得到纱线束的弹性常数, 再代入细观尺度胞元计算出复合材料的平均弹性常数。两级胞元模型均施加周期边界条件, 保证了胞元边界上位移和应力满足周期性和连续性。随后分别建立了树脂基体和浸润树脂纱线束的蠕变模型, 用实验标定树脂的蠕变参数, 代入微观尺度胞元进行蠕变计算来修正纱线束蠕变模型的参数。最后将树脂和纱线束的蠕变本构关系应用于细观尺度胞元, 得到材料宏观平均的应力-应变响应, 模拟了三维机织复合材料的蠕变实验曲线。本文模型对于该种复合材料弹性常数和蠕变性能的预测, 均与实验吻合。      

基于单元嵌入技术和弹性比拟的含裂纹混凝土三维渗流模拟方法

混凝土结构在服役过程中受到力学荷载和环境因素的影响会产生裂纹,裂纹的产生、扩展和连通会显著影响混凝土的渗透性。该文将混凝土看作由基体和裂纹夹杂二相组成的复合材料,采用单元嵌入技术,有效地解决了基于连续网格的实体裂纹模型存在的网格协调问题。考虑到弹性问题与渗流问题在数学上的相似性,通过对含裂纹混凝土位移场和应力场的弹性比拟,得到相应的渗流场。在计算过程中,分别研究了渗透系数、网格尺寸及裂纹张开度对渗流场的影响,以及该文方法对多裂纹体的适用性。计算结果表明:该文的方法与实体裂纹模型的渗流场计算结果吻合,保证了结果的正确性。同时也降低了三维裂纹建模的难度,提高了计算的效率。     

裂纹对弧齿锥齿轮扭转啮合刚度的影响分析

运用Pro/E软件建立了无裂纹和含裂纹弧齿锥齿轮完整的三维接触模型,并基于有限元分析软件ANSYS对模型进行了仿真模拟与数值计算,分析了两种运行状态下,不同接触位置上的扭转啮合刚度。仿真结果表明：裂纹使弧齿锥齿轮的扭转啮合刚度变化更加剧烈。     

单晶镍基合金高温蠕变期间的组织结构及演化

通过测定［００１］取向单晶镍基合金的蠕变曲线，结合ＳＥＭ、ＴＥＭ观察表明，合金中组织结构的变化对蠕变抗力有明显影响。蠕变Ⅰ、Ⅱ阶段，蠕变的微观机制是位错的攀移；蠕变第三阶段，位错大量切入筏状γ相中，降低了合金的蠕变抗力，发现交替滑移使筏状γ相扭曲，致使γ／γ两相界面产生空穴或微裂纹，是蠕变断裂的直接原因。     

裂纹轴的理论分析,实验研究及诊断

本文对轴在不同裂纹深度下局部柔度的变化进行了理论分析及实验验证，并通过三维有限元模型计算了不同裂纹深度下的各阶固有频率，从而为振动实验提供了理论根据。通过冲击激振实验得到了用功率谱密度诊断低速裂纹轴的重要判据。     

压缩载荷下闭合裂纹的曲线分支裂纹模型研究

目前远场压应力作用下分支裂纹扩展过程中,其应力强度因子的计算模型中,经常将曲线分支裂纹简化为直线分支裂纹处理,忽略了分支裂纹扩展路径的曲线效应。基于这个考虑,在远场压应力作用下曲线分支裂纹扩展路径数学描述的基础上,建立了曲线分支裂纹模型,该模型可以考虑分支裂纹扩展过程中的曲线效应,进而计算出了曲线分支裂纹扩展过程中应力强度因子。基于ABQUS二次开发实现了对裂纹扩展过程的数值模拟,并将数值计算得出的应力强度因子与所建立的曲线分支裂纹模型解进行对比分析,验证了该模型的可行性,同时将曲线分支裂纹模型解与原有的直线分支裂纹模型解进行了对比,表明了建立曲线分支裂纹模型的必要性。     

含圆形埋藏裂纹金属构件电磁热止裂时应变能密度分析

对带有圆形埋藏裂纹金属构件在脉冲放电瞬间的应变能密度进行了理论分析。在求解过程中,以张开型裂纹为例,应用了热传导、非定常热应力及汉克尔变换等理论知识,得出了含埋藏圆片裂纹在脉冲放电瞬间的温度场理论公式、热应力场公式和应变能密度公式。由热应力场公式和应变能密度公式可知,放电瞬间电磁热在裂纹尖端形成热压应力场,热压应力对金属构件做负功,减小了拉应力对构件的破坏程度,放电后构件的应变能密度降低了。以Cr12MoV模具钢中埋藏圆裂纹止裂为例,具体计算了脉冲放电前后不同拉应力作用下的应变能密度变化情况,为空间裂纹电磁热止裂技术的实际应用提供了理论基础。     

单晶镍基合金高温烃期间的组织结构及演化

通过测定［００１］取向单晶镍基合金的蠕变曲线，结合ＳＥＭ、ＴＥＭ观察表明，合金中组织结构的变化对蠕变抗力有明显影响。蠕变Ⅰ、Ⅱ阶段，蠕变的微观机制是位移的攀移；蠕变第三阶段，位错大量切入筏状γ＇相中，降低了合金的蠕变抗力，发现交替滑移使筏状γ＇相扭曲，致使γ＇／γ两相界面产生空穴或微裂纹，是蠕变断裂的直接原因。     

基于扩展有限元法的钢筋混凝土梁复合断裂过程模拟研究

针对钢筋混凝土梁裂纹扩展问题,基于扩展有限元法,建立了预置裂纹的简支混凝土梁三维模型,用粘聚裂纹模型描述裂纹面间的力学行为,采用线性的软化曲线表示裂纹尖端断裂过程区的应变软化行为,分别对素混凝土梁和钢筋混凝土梁的复合断裂过程进行模拟,分析了纵向钢筋对裂纹扩展路径、荷载-挠度和荷载 -CMOD (裂缝开口处张开位移)曲线的影响,并与文献中的试验结果进行对比,计算结果与试验结果吻合良好,展示了扩展有限元法在结构断裂破坏分析方面的独特优势。     

GH36带缺口试样蠕变裂纹扩展的动态观察及机理的初探

本文通过高温显微镜在连续加载的条件下对 GH36带缺口试样蠕变裂纹扩展过程进行了观察,结果发现裂纹尖端邻近区域晶界变粗处品粒内无变化,而晶粒内出现滑移变形的晶界无变粗迹象,同时发现蠕变裂纹沿晶扩展至锯齿晶界时被迫转为穿晶扩展。本文分析这些微观现象产生的原因,并对蠕变裂纹扩展理论进行初探。