激光加工弹体材料50SiMnVB脆性带的对比

为了优选弹体材料脆性带加工方案,提高弹体材料有效破片率,并研究脆性带对弹体材料冲击性能的影响规律,采用激光相变的方法,在弹体材料50SiMnVB表面加工得到具有不同密度的脆性带.对脆性带进行冲击破碎试验,观察脆性带对断裂过程产生的影响,并对不同密度脆性带对试件断裂的影响进行对比分析.结果表明:脆性带对脆性材料50SiMnVB冲击性能影响显著;试件断裂位置的差异是由脆性带角度不同造成的;脆性带密度越大,冲击吸收功越小.     

带损伤的脆性材料的断裂概率研究

脆性材料压缩破坏过程是一个较为复杂的过程,在应力达到最大值时并不发生断裂,而在经历一个较长的非线性过程后伴随着应力下降以及较大的塑性变形而发生突然的断裂.这种过程对某些大尺度物理现象的机理的认识,特别是对地震爆发过程的认识,有一定的启发.从统计的角度认识这一过程,做了大量的实验,初步的统计结果验证了带扭转损伤的铸铁材料的压缩断裂强度服从三参数的Weibull分布,并对参数作了估计.     

脉冲载荷影响岩石动态断裂韧性的有限元分析

依据岩石材料的力学性质以及中心裂纹圆盘试件在脆性材料断裂韧度测试方面的优越性,提出了在霍布金森压杆上使用中心裂纹圃盘试件来测试岩石动态断裂韧度的试验方法。利用有限元分析软件,通过对该试验系统的纯Ⅰ型加载情况下的三维动力学有限元计算,系统的分析了加载脉冲上升沿对岩石类材料动态断裂韧度测试的影响。通过比较中心裂纹圆盘试件动态应力强度因子的近场解和远场解,依据有限元分析结果确定动载荷脉冲上升沿时间对岩石动态应力强度因子的影响,从而选择合理的时间值。     

含镍QT400-18L低温断裂方式的分析

示波冲击试验可以记录试样在断裂过程中载荷与冲击吸收功的完整信息,反映试样在承受冲击过程时载荷与时间的变化规律.使用示波冲击试验机测试了含镍QT400-18L试样低温环境下的冲击韧性,记录不同含镍量的球铁试样-40℃低温下的裂纹形成功与裂纹扩展功以及冲击载荷与时间的波形图.研究结果表明,不同含镍量QT400-18L试样发生不同形式的断裂,其中,镍的质量分数为0.70%的试样发生弹性变形的过程最长,弹性变形所需能量的消耗最大,断裂方式为韧性、脆性的混合型断裂,因此其低温冲击韧性最大,αkv可达到20.87 J/cm2.     

关于韧性断裂的颈缩区模型

报告了对计算韧性断裂传播阻力的颈缩区模型的进一步研究。对冲击加载下拉伸撕裂双悬臂梁试件断面的精密到量，再次证实颈缩区模型反映了韧性断裂传播过程的主要特征。与静载撕裂相比，动载撕裂时颈缩区宽度浅小而区内平均应变增大，但颈缩区宽度系数K1和应变系数K2的乘积nk则几乎与试件韧带厚度和加载速度无关，可看作韧性断裂传播阻力的材料常数。动载时阻力增大的主要原因是材料的应变率强化。颈缩区模型不仅提供了计算结构撞击破坏时韧性断裂所耗散能量的工程方法，也提供了用静载撕裂试验和动态拉伸试验确定动载下韧性断裂传播阻力的方法。     

循环冲击荷载下花岗岩力学和能量耗散特性研究

针对隧道或城市地下工程施工过程中重复爆破对围岩稳定性的影响开展研究.在不同轴压等级和冲击荷载作用下,利用带轴压装置的霍普金森压杆装置,对含横向孔洞的花岗岩试件进行单轴循环冲击试验研究,分析了花岗岩试件在动态循环冲击荷载下的力学性质和能量吸收规律特性.通过建立基于在能量耗散的岩石损伤度的判定准则,利用累计比能量来表征岩石...     

岩石压剪断裂的模型试验研究

本文通过含中心斜裂纹砂浆试件的单轴压缩模型试验，测试并分析了裂纹扩展过程中的声发射特性和裂纹面相对位移。试验表明：岩石类脆性材料的压剪断裂破坏机理与拉剪断裂有本质的区别，裂纹面相对位移随轴压荷载的变化曲线与裂纹扩展过程中的声发射曲线具有一定的同步性，反映出中心斜裂纹压剪断裂的阶段性，以及裂纹的几何尺寸、分布规律和裂纹面物理力学性质对岩石压剪断裂的影响。     

低碳钢线割裂缝三点弯曲梁的阻裂电测过程分析

为探寻低碳钢三点弯曲试样断裂过程与承载能力,分别对不同尺寸的带裂缝试件进行加载试验,并对其中的典型试件进行应变片电测跟踪测试,得到了一系列关系曲线,其中有载荷与加载点位移关系曲线,中性层位置随载荷变化曲线,塑性段卸载再加载关系曲线等;且计算了各试件失稳时的应力强度因子．同时测量了该试样的塑性变形,并结合黏聚裂纹应力强度因子计算式与断裂准则,得到计算此材料结构承载力的理论值,并与试验值进行对比,两者比较符合．     

带肋钢筋与套筒约束灌浆料黏结性能试验

为套筒约束灌浆料在预制装配式结构中应用提供理论依据,进行了45个带肋钢筋锚入套筒约束灌浆料中的拉拔试验,研究了试件破坏形态和黏结强度的变化规律,拟合钢筋与套筒约束灌浆料间黏结滑移本构关系,并给出本构关系中各特征点的黏结强度和滑移值计算公式,计算了钢筋在套筒约束灌浆料中达屈服强度和极限强度的临界锚固长度.试验结果表明:随着钢筋直径增大,试件极限承载力增大,黏结强度总体呈增大趋势;随着锚固长度增大,试件极限承载力增大,但黏结强度降低;当套筒含钢率为13.78%~18.51%时,含钢率的增加对钢筋与灌浆料的黏结强度提高作用较小;由于灌浆料不含粗骨料,使钢筋在灌浆料中达黏结强度对应的滑移值大于钢筋在各种混凝土中达黏结强度对应的滑移值.试件黏结滑移曲线能量分析表明:钢筋直径、锚固长度增大,试件脆性系数总体呈降低趋势,表明试件延性提高;由于套筒的约束,灌浆料与钢筋的锚固长度大大减小.     

冲击载荷下岩石试件破碎耗能的尺寸效应研究

能量转化在岩石变形破坏过程中发挥根本性的作用,研究并建立岩石破坏过程中能量消耗的变化规律,将有助于理解动载作用下岩石强度变化和变形破坏的本质特征.采用SHPB装置对不同直径的半巴西圆盘试样进行动态加载实验,从冲击因子的角度对岩石动态破坏的能量消耗、强度特征以及动态尺寸效应进行分析.实验结果表明:当试件尺寸一定时,岩石破碎时吸收能、起裂韧度和断裂能密度均随冲击因子的增加而线性增加;当冲击因子一定时,随试件尺寸的增大,吸收能、起裂韧度和断裂能密度均增大,具有明显的尺寸效应.采用冲击因子表示岩石的变形破坏具有更好的工程适用性.     

Al-Mg-Si合金热压缩变形的流变应力方程

为了给制定和优化热加工工艺参数提供理论依据,采用Gleeble-1500热模拟机研究了含锆Al-Mg-Si合金在变形温度为653~803 K、变形速率为0.01~10s^-1条件下的热压缩变形的流变应力行为,并通过回归法建立材料变形的流变应力数学模型.结果表明：该合金为正应变速率敏感材料,真应力-真应变曲线存在明显的稳态流变特征;流变应力随着变形速率的增加以及变形温度的降低而增加;在较低变形温度条件下,真应力〖CDF*3〗真应变曲线为动态回复曲线;在较高变形温度条件下真应力-真应变曲线为动态再结晶曲线.该合金流变应力σ可用包含Arrhenius项的Zener Hollomon参数的函数来描述,式中A、α和n的值分别为1.89×10¹⁰s^-1、0.024MPa^-1和7.46,热变形激活能Q为166.85kJ/mol.     

焊后热处理对高温合金异种材料焊接组织的影响

针对含有较多合金元素的镍基单晶高温合金熔焊焊接性能较差的问题,采用扫描电子显微镜、背散射衍射分析和显微硬度仪等手段,研究了镍基单晶高温合金DD8和钴基等轴晶K640M的氩弧焊焊接显微组织特征.结果表明,焊接后接头形成定向柱晶区、熔合区和母材区.对实验合金进行焊后热处理后发现,熔合区和定向柱晶区中γ相发生长大,且Co等元素的分布趋于均匀,焊接残余应力的存在导致个别位置出现再结晶现象.热处理前后接头内显微硬度无明显变化.     

Bootstrap方法对晶振稳定度估计

针对小样本条件下晶振能够快速稳定实现时钟同步的问题,提出了在蒙特卡洛模拟实验下结合传统和改进后Bootstrap方法与卡尔曼滤波方法消除相关噪声,从而维持晶振稳定性的一种方法.由于传统Bootstrap方法限制再生样本的生成范围,使计算结果远远偏离真实情况,而改进Bootstrap方法可以拓展再生样本的生成范围,避免了只抽取原始数据的情况,使得频偏和时偏的估计分布尽可能地接近真实分布.仿真结果表明,改进Bootstrap对频偏和时偏的校正优于传统Bootstrap方法,利用改进Bootstrap与卡尔曼相结合的方法能够实现对晶振的快速稳定.     

低压大电流车载发电机磁场计算与换向改善

为了解决低压大电流车载发电机换向困难和火花等级高的问题,设计出一种采用非均布和不对称磁极结构,加装不对称换向极,嵌入具有均压作用的单波绕组并安装了倾斜电刷的新型电机.对电机进行有限元电磁场分析,结果表明：尽管主磁极是不等距分布的,但是气隙磁场仍然是对称均布的,确保提供适合机电能量转换的媒介空间;对换向区磁场的精细化分析和展示表明：换向极起到了降低换向区磁感应强度和换向电势的作用,换向电势平均减少58.11%,益于改善换向.火花实验说明火花等级低于1.25级.设计方案可以改善发电机换向条件和降低火花等级,有利于提高车载电气系统运行稳定性和可靠性。     

基于SBFEM计算劈拉试件裂纹尖端高阶奇异参数

比例边界有限元法是一种具有半解析性质的数值计算方法,径向位移和应力具有解析的性质,不需要特殊处理裂纹尖端,可以根据定义直接计算应力强度因子以及高阶奇异参数.为此基于比例边界有限元法计算了两种不同荷载作用下三种不同尺寸劈拉试件的奇异应力场,提取了T应力、高阶奇异参数以及应力强度因子.通过典型例题验证了SBFEM的有效性及其精度.数值计算结果表明,比例边界有限元法在计算应力强度因子、T应力和高阶奇异参数时是有效的,且具有较高的精度;联合子结构法（超单元）可以计算复杂形状问题的裂纹尖端奇异场.此外,T应力和高阶奇异参数可以作为进一步研究大体积混凝土材料和结构断裂性能的依据.     

PVA-尾矿砂水泥基复合材料损伤破坏数值模拟

针对纤维掺量及缝高比对PVA-尾矿砂水泥基复合材料损伤破坏的影响问题,提出了基于RFPA分析系统的含有预裂缝PVA-尾矿砂水泥基复合材料的三点弯曲损伤破坏数值模拟方法.应用RFPA分析系统进行数值模拟,对复合材料的损伤断裂过程进行了分析,对复合材料的断裂能进行了计算,并将模拟结果与试验结果进行了对比.结果表明,模拟与试验所得的荷载位移曲线吻合较好,证明了数值模拟的合理性;在一定范围内,断裂能随着PVA纤维的体积掺量增大而增大,随着缝高比的增大而减小.     

XPS板外墙外保温系统温度效应的数值模拟

为研究XPS板保温材料在不同季节温度应力的变化情况,在典型外保温墙体温度场计算的基础上,采用傅里叶(Fourier)方程及能量守恒定律建立理论模型,选取XPS板外墙外保温系统三个施工方案进行数值模拟:方案1为30 mm胶粉聚苯颗粒贴砌XPS板;方案2为10 mm胶粉聚苯颗粒贴砌XPS板;方案3为外墙薄抹灰.对外墙外保温系统墙体各层材料的力学行为进行分析,结果表明:夏季墙体整体受到压应力,涂料饰面层一天中应力变化范围为-0.34~-0.02 MPa,易产生膨胀离鼓现象;冬季墙体整体为拉应力,变化范围大概为0.12~0.26 MPa,开裂的风险比较大;方案1温度梯度最小,保温效果最好,优于方案2和方案3.     

压电陶瓷自发电平台设计与能效分析

为探究压电材料在分布式供能下的发电效率,设计了一套压电陶瓷自发电试样装置,基于压电陶瓷发电能力影响因素的定量分析,设计了压电陶瓷发电能力模块测试平台;通过人体载荷试样,测得行进过程中压电陶瓷的发电能效;找到压电陶瓷数量、拓扑结构参数、载荷、振动频率及组合方式与发电能效之间的定量关系;并基于理论分析与试样研究,提出了提高压电陶瓷发电能效的解决方案.结果表明:压电陶瓷二次压电效应是影响发电的主要因素.利用压电材料的特性进行能量转换,为解决新能源问题提供了新途径.     

Inconel 625合金的室温低周疲劳与断裂行为

为了对Inconel 625合金构件的抗疲劳设计提供可靠的理论依据,在室温下对Inconel 625合金进行了轴向总应变幅控制的低周疲劳实验,分析了室温下合金的应变疲劳寿命和循环应力应变数据,进而给出了合金的应变疲劳参数.采用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对Inconel 625合金试样进行了断口形貌分析和微观组织观察.结果表明,Inconel 625合金在室温下的弹性应变幅和塑性应变幅与载荷反向周次的关系可分别用Basquin和Coffin-Manson公式来描述.在室温疲劳变形过程中,Inconel 625合金会发生循环硬化和循环软化.合金的低周疲劳裂纹以穿晶方式萌生于疲劳试样的自由表面,并以穿晶方式扩展.