Acoustic Emission and Damage Characteristics of Alumina

Advanced multi-channels acoustic emission(AE)system is used to study the fracture process of alumina material subjected by three-point-bending loading.Using AE counts and AE hits,the location of damage and damage characteristics are discussed.AE energy,AE counts,AE amplitude changing with loading time are analyzed for the notched alumina specimen.It is indicated that AE characteristic parameters reflect the damage process and fracture of material.     

用改良模型分析缺陷混凝土梁的动强度

改进了传统的数字混凝土建模方法,利用新方法建立了存在初始缺陷的混凝土梁三点弯数值试验模型,随后对所建立的模型进行了3种工况的数值模拟。分析了初始缺陷的存在对混凝土动强度的影响规律,结果显示：在加载初期,加载速率越高,初始缺陷对材料动强度的影响越明显,但是在加载后期此影响减弱;当荷载达到材料的强度点时,不同的加载速率下,初始缺陷对混凝土材料动强度影响均不显著。通过与试验结果的对比,发现改进后的模型计算精度高于传统模型,计算结果更加合理,在工程实际当中能够取代传统的数字混凝土模型。     

深基坑开挖引起邻近混凝土路面断裂分析

利用非线性有限元方法计算了深基坑开挖引起的地表沉降量与地表沉降宽度。首次提出用三点弯曲模型模拟混凝土路面的断裂型式,并建立了路面沉降模型。通过试验研究表明,地表沉降对混凝土路面断裂的影响较大,当沉降宽度达到极限值时,将会引起路面裂纹扩展,导致路面断裂。将三点弯曲模型应用于混凝土路面实际工程断裂分析,计算结果与实际情况吻合较好。     

一种新型非调质钢弯曲疲劳性能的试样尺寸效应

使用液压伺服疲劳试验机考察一种新型(汽车前轴用)Nb+V复合微合金非调质钢的疲劳行为,绘制出S-N曲线并分析了疲劳断日特征,研究了其三点弯曲疲劳性能的试样尺寸效应及其原因.结果表明,试样的尺寸对非调质钢的三点弯曲疲劳性能有显著的影响,其三点弯曲疲劳极限随着试样尺寸的减小而增加,但是试样尺寸对疲劳试样的断口形貌几乎没有影响;在三点弯曲疲劳试验中,试样尺寸效应源于试样内部的应力梯度,小尺寸试样的应力梯度比大尺寸试样的高.     

压缩载荷下陶瓷材料声发射特性的实验研究

对陶瓷材料在两种压缩加载下破坏过程中的声发射特性进行实验研究。三点弯曲和巴西劈裂实验中,采用多通道声发射系统监测了陶瓷试件的破坏过程。对声发射信号进行分析,结果表明,声发射能量数、事件数、振铃数等参数都反映了材料内部损伤演化扩展直至试件宏观断裂的过程。利用声发射参数可以定位陶瓷试件的破坏位置;试件断面的宏细观分析表明,陶瓷的脆性破坏机制主要是颗粒附近的微裂纹开裂。     

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。     

基于扩展有限元的混凝土三点弯曲梁断裂性能数值模拟研究

基于扩展有限元法,模拟了不同宽度混凝土三点弯曲梁的断裂破坏过程,得到了荷载-裂缝口位移曲线;对不同宽度、缝高比、跨高比的三点弯曲梁断裂过程进行模拟并利用双K断裂准则得出了不同宽度、缝高比、跨高比等条件下的应力强度因子,研究了这三种参数的变化对应力强度因子的影响。研究结果表明:当跨高比、缝高比等于0.4,梁宽在100~250 mm范围内变化时,其起裂断裂韧度K_Icⁱⁿⁱ、失稳断裂韧度K_Ic^un基本保持不变;当梁宽不变,跨高比等于4,缝高比从0.2增大到0.5时,起裂断裂韧度K_Icⁱⁿⁱ、失稳断裂韧度K_Ic^un呈现先增大后减小的趋势;当梁宽不变,缝高比等于0.4,跨高比从2.5增大到3.5时,起裂断裂韧度K_Icⁱⁿⁱ保持不变,失稳断裂韧度K_Ic^un将逐渐增大但幅度很小;当跨高比不变,缝高比等于0.4,梁宽在100~250 mm的范围内变化时,起裂断裂韧度K_Icⁱⁿⁱ、失稳断裂韧度K_Ic^un均呈现先增大后减小的趋势,表明小跨高比的K_Icⁱⁿⁱ、K_Ic^un在梁宽度方向存在一定的尺寸效应。