引发陶瓷裂纹测量断裂韧度的新方法

以单边切口梁法ＳＥＮＢ测量材料的断裂韧度ＫＩＣ为基础，用静态膨胀的方法ＳＥＳＢ预制瓷等脆材料的原生裂纹，代替一般常用的机械切口，再用三点弯曲法测试其ＫＩＣ值。     

神经网络在研究岩石断裂韧度尺寸效应的应用

介绍了人工神经网络在预测人字形切槽巴西圆盘试样(CCNBD)断裂韧度时的应用，通过分析表明，神经网络得到的断裂韧度预测值比CCNBD尺度律公式得到的值更加接近实验值，神经网络直接基于实验数据进行训练，不需要作任何假设，对于构形比较复杂，试样制备时难以满足完全几何相似的CCNBD试样，研究其尺寸效应是比较有利的。     

脆性材料浅裂纹断裂韧度的有限元研究

脆性材料的浅裂纹问题是工程界普遍关注的问题,许多文献的试验表明:脆性材料浅裂纹的断裂韧度低于深裂纹时的断裂韧度,本文通过理论分析和有限元计算,对这一问题进行了讨论。     

TiC/Al2O3复合陶瓷材料弯曲切口强度及其概率分布的预测

从理论上分析了瓷材料的切口强度与断裂强度的关系及其概率分布间的关系。由此可以利用光滑试件的断裂强度及其概率分布预测切口强度及春概率分布。实验结果证明：ＴｉＣ／Ａｌ２Ｏ３复合陶瓷材料弯曲切口强度与弯曲断裂强度同时符合正态分布、对数正态分布和Ｗｅｉｂｕｌｌ分布。     

确定复合型裂纹断裂角的图解法

木文将Erdogan,Sih的最大周向应力理论及Palaniswamy的能量释放率理论所提出的确定Ⅰ—Ⅱ复合型裂纹断裂角θ_0的解析方程变换成图解方程,进而作出K_1/K_(11)—θ_0和K_(11)/K_1 —θ_0曲线,对复合型裂纹断裂角θ_0的确定提供了一个非常简便的方法。     

石油管Ⅰ型裂纹断裂韧度与屈服强度的相关性研究

利用MTS810材料试验机和ZBC2302-D型示波冲击试验机,对8种型号的石油管材料进行拉伸和冲击性能测试;引入断裂韧度的求解方法,获得相应的屈服强度和断裂韧度等试验数据,并通过试验数据分析石油管材料断裂韧度与屈服强度的关系。研究表明,随着屈服强度的增加,断裂韧度相应增大,但并非呈现出良好的单调递增线性关系,而是呈台阶性递增。基于特征值关系式,通过测试材料屈服强度来估算材料断裂韧度。     

聚丙烯纤维增强混凝土断裂韧度及软化本构曲线确定

对粗、细聚丙烯(Polypropylene, PP)纤维不同混掺情况下的混凝土切口梁试件进行三点弯曲试验,基于双K断裂理论探讨了不同尺寸PP纤维混掺方式对试件断裂韧度的影响及其破坏机理,并通过起裂、失稳、黏聚韧度3者之间的定量关系得到实测黏聚韧度、起裂韧度增量和桥接韧度。借鉴3种普通混凝土的双线性软化本构曲线计算得到理论黏聚韧度,并将其与实测黏聚韧度对比,确定适合于不同纤维掺入情况下PP纤维增强混凝土(Polypropylene fiber reinforced concrete, PFRC)的双线性软化本构曲线。研究结果表明,PFRC相对素混凝土有较高的起裂韧度、失稳韧度和断裂能;2或3种尺寸PP纤维混掺时,其桥接应力对桥接韧度的增强效果非常显著;3种尺寸PP纤维在裂缝扩展的不同阶段发挥桥接作用,体现了良好的混掺增强、增韧效应;徐世烺和Reinhardt改进的双线性软化本构曲线,取校正系数λ为6时,可较好地适用于PFRC。     

砌石体的断裂特性及非线性断裂韧度

本文在作者用紧凑拉伸试件对砌石体断裂韧度测试的基础上,阐述了砌石体在断裂面、裂纹扩展方向等方面所表现的断裂特性。并用弹塑性断裂理论的J积分,计算和分析了非线性时砌石体的断裂韧度。本文还就砌石体的P—⊿曲线进行了讨论,并得出相应的结论。     

陶瓷材料的微波烧结特性及应用

介绍了微波烧结陶瓷材料的应用历史、基本原理，分析了陶瓷材料的微波烧结特性和微波烧结在氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷及透明陶瓷方面的应用，指出了应用中存在的一些待解决的问题，展望了微波烧结陶瓷材料的应用前景。     

海水海砂混凝土无尺寸效应拉伸强度与断裂韧度的确定

海水海砂混凝土（seawater sea sand,SSC）在岛礁和临海工程建设中有广阔的应用空间。海洋环境下,混凝土容易开裂,严重影响结构耐久性。为确保该新型混凝土在海洋环境下的安全服役,对SSC的断裂力学性能研究以及断裂参数的合理确定至关重要。然而采用传统方法,基于线弹性断裂理论确定的断裂参数,由于未考虑材料非均匀性的影响,不可避免存在尺寸效应。鉴于此,本文利用基于边界效应的非线性断裂理论,考虑材料的非连续性与非均匀性,确定SSC的真实断裂参数。配制最大骨料粒径d_max为10和20 mm的海水海砂混凝土,分别进行高度为100和200 mm的三点弯曲梁试验,初始缝高比为0.1~0.7;并用淡水、河砂等质量替代海水、海砂配制普通混凝土（ordinary Portland cement,OPC）作为对照组进行试验。基于边界效应模型,通过引入混凝土平均骨料粒径,得到了SSC的真实无尺寸效应拉伸强度f_t及断裂韧度K_IC,进而结合正态分布分析确定两断裂参数的均值以及具有95%保证率的上下限值,并利用得到的拉伸强度成功预测任意尺寸条件下SSC试件的极限荷载。结果表明:相同骨料级配下,与普通混凝土相比,海水海砂混凝土断裂截面上骨料断裂的比例更高,SSC的拉伸强度及断裂韧度高于OPC;随着最大骨料粒径的增大,SSC和OPC骨料断裂的比例均减小,其断裂韧度K_IC均增加,f_t降低。所提模型及相关结果可为海水海砂混凝土实际工程设计提供参考。     

Influence of interfacial strength on the fracture toughness of glass-ceramic matrix composites

Nine kinds of glass-ceramic matrix composites with different compositions and interfacial strength (τ _s) were prepared. The influence of τ _s on the fracture toughness(K _1c) of composites was studied. It was discoved that, for the system no chemical reaction taking place at the interface, K _1c increased proportionally with τ _s increasing at the first stage, then decreased when τ _s reached a certain value. According to this result, a model of relationship between τ _s, thermal mismatch (Δα _r) and K _1c was built up. If a chemical reaction took place and a new phase was formed in the interface, the K _1c of composite was effected by the combination of τ _s, chemical bonding, radial interfacial stress and other factors. Project supported by the National Natural Science Foundation of China Synopsis of the first author Wang Lingsen, professor, born in 1938, current research field: special ceramic and ceramic matrix composite, etc.     

连杆预制裂纹槽几何参数对胀裂力的影响

为了减小连杆裂解加工中所需的裂解力,提高裂解加工质量,利用MSC.Marc软件,建立了连杆裂解加工的有限元模型;采用正交试验设计方法,分析了预制裂纹槽几何参数对裂解力的影响规律;通过方差显著性分析得出槽深h对裂解力的影响最为显著,其次是张角α,而曲率半径r对裂解力的影响较小。裂解力在张角α≤45°时增大相对缓慢。随着槽深h的增加裂解力降低,当h≥1.0 mm时,裂解力降低缓慢。     

脉冲激光加工连杆裂解槽数值仿真

建立了YAG脉冲激光加工裂解槽三维瞬态温度场有限元模型,并对热源加载形式、离焦量、材料热物理性能参数、单元生死等技术问题进行了分析。对激光在C70S6高碳微合金非调质钢上移动切割裂解槽进行了数值模拟,得到不同切割参数下槽深、槽宽及温度场,总结出光斑直径、激光功率、脉宽、加工速度等参数对裂解槽加工的影响规律。将数值分析结果与激光切槽试验进行了对比,对激光加工裂解槽工艺参数的选择提出了建议。     

脆性材料断裂韧性的单一尺寸试件测定方法

脆性或准脆性材料(混凝土,陶瓷,大理石,岩石等)的断裂韧性随试件的大小而改变,具有明显的尺 寸效应．通常情况下描述材料尺寸效应的Bazant尺寸效应律是建立在一系列相似试件的基础上通过实验方 法确定的．提出了一种新的用单一试件测定断裂韧性的实验方法和计算公式,即采用含不同裂缝长度的单一 尺寸试件测定材料的断裂韧性与相似试件测定方法相比,测定结果吻合很好,该方法具有很强的实用性、便 于在实验室环境下用小试件测量,计算方法也很简便．     

微量钛对低碳硼钢冲击韧性的影响

研究了微量钛对低碳硼钢冲击韧性的影响．结果表明：在－６０℃～＋２０℃范围内，加入微量钛的低碳硼钢的冲击韧性普遍较好，随着温度升高，冲击韧性值增大，但其冲击韧性值变化幅度不大．在－６０℃～＋２０℃范围内，必须的钛含量超出时，这些过剩的钛对低碳硼钢的冲击韧性没有明显影响．     

测定金刚石膜断裂强度及断裂韧性的力控制法研究

人造金刚石膜是一种新材料。断裂强度及断裂韧性是其主要力学性能指标,目前国内、外尚无相应的强度测试方法标准,一般采用类比陶瓷测定断裂强度与断裂韧性的方法进行,即采用位移控制法进行检测。基于金刚石膜是一种硬度比陶瓷更高的材料,本文首次对金刚石膜提出用一种力控制法进行检测。在试验时采用专用的弹性压力头加载,加载速度可调,加载平稳、可靠,收到了很好的效果。     

激光预制裂纹槽的断裂分析

进行了单边激光加工裂纹槽试样轴向拉伸试验。试样取自用高碳微合金非调质钢(C70S6)锻造的连杆。分析了激光预制裂纹槽对材料断裂的影响,并与线切割和拉削加工裂纹槽拉伸断裂试样进行了断口分析和断裂载荷的对比。结果表明:采用激光预制裂纹槽试样的断口具有最小的裂尖塑性变形区域,与有相同裂纹槽深度的线切割和拉削加工裂纹槽试样相比,其拉伸断裂载荷分别小20%和30%左右。在试验结果基础上确定了激光加工裂纹槽的等效临界应力强度因子为25.51 MPa.m1/2。本文结果可用于激光预制裂纹槽的连杆裂解载荷参数计算。     

尖锐V形切口脆断准则研究的进展

介绍在线弹性断裂力学基础上单奇异性V形切口脆性断裂准则研究的进展.把复合型V形切口脆性断裂准则分为应力参数型和能量参数型,并重点综述这两类准则的研究现状、适用性和局限性,讨论了特征距离的确定,展望了V形切口断裂准则将来可能的研究方向,指出Ⅱ型成分占主导的复合型V形问题,断裂机制和准则,在理论与实验上还需进一步研究.     

连杆预制裂纹槽激光加工工艺参数

为研究激光器工艺参数对连杆预制裂纹槽的影响规律,本文采用YAG固体激光器对捷达轿车连杆进行了预制裂纹槽的切割加工试验.通过改变激光器的功率、切割速度、脉宽、频率、入射角等参数研究各参数对预制裂纹槽加工质量的影响规律.试验结果表明:采用氩气作为辅助气体,高功率密度与低扫描速度有利于提高裂纹槽质量;重复频率的提高会导致裂纹槽宽度增加,当重复频率由26 Hz增加到36 Hz时,槽宽增加0.05 mm左右;入射角取15~30°时切割的裂纹槽质量较好.