拉伸載荷下準(zhǔn)脆性材料微裂紋損傷宏細(xì)觀損傷變量關(guān)系

http://www.***.*** -1- 中國科技論文在線 基于abaqus的耐火材料細(xì)觀損傷本構(gòu)模 型的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)# 陳瑤，王志剛，劉昌明** 基金項(xiàng)目：博士點(diǎn)基金（20114219110003） 作者簡介：陳瑤，（1988-），男，碩士研究生。主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計與仿真和軟件的二次開發(fā)。 通信聯(lián)系人：王志剛，（1973-），男，博士，教授，博士生導(dǎo)師。主要從事細(xì)觀力學(xué)在耐火材料設(shè)計中的 應(yīng)用、金屬與非金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)熱機(jī)械行為研究、機(jī)械設(shè)備故障診斷、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析與計算機(jī)仿真等方面的 研究。e-mail:wzgwy@126.com （武漢科技大學(xué)機(jī)械自動化學(xué)院，武漢430081）5 摘要：針對耐火材料復(fù)雜的非線性力學(xué)行為及其損傷機(jī)理，在細(xì)觀力學(xué)基礎(chǔ)上提出了基于界 面相模型的耐火材料細(xì)觀損傷力學(xué)模型，利用abaqus軟件的二次開發(fā)平臺

在對瀝青路面心樣進(jìn)行軸向壓縮疲勞試驗(yàn)時,結(jié)合ct掃描技術(shù)拍攝了不同疲勞階段下瀝青混凝土的細(xì)觀結(jié)構(gòu)圖像,利用細(xì)觀力學(xué)及斷裂力學(xué)方法建立了一細(xì)觀模型,運(yùn)用有限元程序?qū)υ嚰暮暧^裂紋形成這一復(fù)雜過程進(jìn)行了模擬。結(jié)果表明,該模型能有效模擬材料的損傷演化過程,在有限的實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)上,運(yùn)用細(xì)觀力學(xué)方法數(shù)值模擬瀝青混凝土的力學(xué)性能是可行的,以彌補(bǔ)試驗(yàn)的不足。

利用基于巖石礦物種類及其含量提出的巖石礦物細(xì)胞元隨機(jī)性參數(shù)賦值方法,針對兩礦物細(xì)胞元混合的非均質(zhì)巖石模型進(jìn)行參數(shù)賦值,通過數(shù)值試驗(yàn)研究了非均質(zhì)巖石材料礦物細(xì)胞元含量及其力學(xué)參數(shù)對巖石宏觀力學(xué)參數(shù)的影響;根據(jù)數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果,探討了巖石材料礦物細(xì)胞元彈性模量與宏觀模量之間的函數(shù)關(guān)系。研究結(jié)果表明,巖石宏觀彈性模量與礦物細(xì)胞元彈性模量、礦物細(xì)胞元含量都具有十分顯著的線性相關(guān)關(guān)系,即基于巖石礦物種類及其含量的礦物細(xì)胞元隨機(jī)性參數(shù)賦值方法建立的巖石有限元模型宏細(xì)觀力學(xué)參數(shù)之間呈顯著的線性關(guān)系;宏觀力學(xué)參數(shù)可用細(xì)觀力學(xué)參數(shù)的數(shù)學(xué)期望值即加權(quán)平均值來表示。

鋼纖維增強(qiáng)混凝土拉伸損傷本構(gòu)特性

現(xiàn)有缺陷管道剩余強(qiáng)度評估方法,大多將塑性極限分析理論中的塑性極限載荷作為管道塑性失效的控制載荷,而塑性極限載荷是基于彈性-理想塑性材料而言的,用來表達(dá)管道的極限承載載荷時容易引起不必要的概念混亂。引入了彈塑性穩(wěn)定理論中的塑性拉伸失穩(wěn)載荷以表述韌性管道材料的極限承載載荷,并將對應(yīng)的管道失效壓力稱為塑性拉伸失穩(wěn)壓力?；谒苄岳焓Х€(wěn)理論,運(yùn)用大應(yīng)變彈塑性有限元分析方法求解帶凹坑缺陷管段的拉伸失穩(wěn)載荷。結(jié)果表明,計算所得塑性拉伸失穩(wěn)壓力與實(shí)驗(yàn)所測管道失效壓力十分接近,可以用來描述管道的塑性失效壓力。

在遭遇碰撞擱淺事故時,船體往往會受到面內(nèi)載荷的作用而發(fā)生損傷變形,影響船體結(jié)構(gòu)的安全性,因此加筋強(qiáng)桁材在船體結(jié)構(gòu)中具有廣泛的應(yīng)用.以垂直加筋強(qiáng)桁材結(jié)構(gòu)為研究對象,通過開展準(zhǔn)靜態(tài)沖壓試驗(yàn)及相應(yīng)的數(shù)值模擬,分析強(qiáng)桁材結(jié)構(gòu)在面內(nèi)沖壓載荷作用下的變形機(jī)理,并基于試驗(yàn)與模擬所觀察到的結(jié)構(gòu)變形特點(diǎn),提出強(qiáng)桁材面內(nèi)受壓時的變形模式.以此為基礎(chǔ),運(yùn)用塑性力學(xué)理論,推導(dǎo)出結(jié)構(gòu)變形能、瞬時結(jié)構(gòu)變形抗力及平均結(jié)構(gòu)變形抗力的解析計算公式,并將計算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較驗(yàn)證.研究得到的結(jié)構(gòu)面內(nèi)受壓變形能和抗力解析計算公式,可以快速評估事故載荷下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)情況,對船體耐撞結(jié)構(gòu)設(shè)計及抗撞性能評估具有一定的指導(dǎo)意義.

液壓裝置軸向拉伸螺栓,螺栓在恢復(fù)自由變形時將沖擊螺栓連接件,此時很難定量計算最終的螺栓預(yù)緊力,目前工程上一般采用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)給出液壓拉伸油壓與最終螺栓預(yù)緊力的關(guān)系圖.鑒于此,在材料力學(xué)中桿件的伸長量變形公式基礎(chǔ)上,理論計算出絕對螺栓預(yù)緊力,同時結(jié)合蒸汽發(fā)生器螺栓測量的大量螺栓拉伸數(shù)據(jù),利用離散數(shù)據(jù)的最小二乘法擬合工具,得到絕對螺栓預(yù)緊力與殘余螺栓預(yù)緊力的函數(shù)關(guān)系式,為后續(xù)液壓拉伸工具的設(shè)計提供一定的指導(dǎo).

通過室溫下的儀器化沖擊試驗(yàn)和靜態(tài)拉伸試驗(yàn),研究一種低屈服比高強(qiáng)度鋼板在沖擊載荷下的力學(xué)性能和斷裂機(jī)理。結(jié)果表明：試驗(yàn)鋼的組織由細(xì)小島狀馬氏體與針狀鐵素體為主構(gòu)成,馬氏體體積分?jǐn)?shù)為27．6%。與靜態(tài)拉伸性能相比,在名義應(yīng)變速率為100s~(-1)的沖擊載荷作用下,試驗(yàn)用鋼屈服強(qiáng)度提高31．6%,延伸率不降低。在靜態(tài)和動態(tài)載荷下,該鋼均以顯微空洞長大聚集的方式發(fā)生韌性斷裂,但顯微空洞的形核和長大方式不同。在靜態(tài)載荷下,顯微空洞形核于頸縮區(qū)的鐵素體晶粒內(nèi)部或鐵素體-馬氏體兩相界面處,空洞主要通過兩相界面的脫開而形成長大；在動態(tài)載荷下,顯微空洞主要形核于頸縮區(qū)的兩相界面處,空洞主要通過馬氏體粒子的開裂而形成長大。

用數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)進(jìn)行紅砂巖細(xì)觀裂紋損傷特性研究——通過對紅砂巖試樣應(yīng)變響應(yīng)和表面裂紋圖像的同步觀測試驗(yàn)，以及試樣表面細(xì)觀裂紋萌生、擴(kuò)展圖像信息的采集和量化方法的研究。提出了用數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)處理不同含水狀態(tài)下紅砂巖試樣動態(tài)變形過程中的灰度...

研究了帶環(huán)狀預(yù)裂紋的奧氏體不銹鋼圓棒試樣在循環(huán)扭轉(zhuǎn)／拉伸復(fù)合載荷下,門檻值附近的疲勞裂紋擴(kuò)展行為,分析了復(fù)合加載時不同載荷比對裂紋擴(kuò)展的影響,對裂紋擴(kuò)展的初始階段進(jìn)行了詳細(xì)研究,用應(yīng)力強(qiáng)度因子表征了裂紋擴(kuò)展開始的門檻值,提出了橢圓方程表達(dá)的疲勞裂紋擴(kuò)展開始的門檻值模型,該方程可在裂紋尖端位移準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上導(dǎo)出,疲勞裂紋擴(kuò)展停止的門檻值條件也可用橢圓方程表達(dá)。

灰?guī)r細(xì)觀結(jié)構(gòu)的化學(xué)損傷效應(yīng)及化學(xué)損傷定量化研究方法探討——化學(xué)腐蝕下巖石細(xì)觀結(jié)構(gòu)的改變是引起巖石力學(xué)性質(zhì)變化的根本原因，因此，對細(xì)觀結(jié)構(gòu)的化學(xué)損傷效應(yīng)及其定量化的研究具有重要意義。通過化學(xué)腐蝕下巖石細(xì)觀結(jié)構(gòu)的變化，分析研究了化學(xué)溶液對巖石細(xì)觀...

http://www.***.*** -1- 中國科技論文在線 基于abaqus的耐火材料細(xì)觀損傷本構(gòu)模 型的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)# 陳瑤，王志剛，劉昌明** 基金項(xiàng)目：博士點(diǎn)基金（20114219110003） 作者簡介：陳瑤，（1988-），男，碩士研究生。主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計與仿真和軟件的二次開發(fā)。 通信聯(lián)系人：王志剛，（1973-），男，博士，教授，博士生導(dǎo)師。主要從事細(xì)觀力學(xué)在耐火材料設(shè)計中的 應(yīng)用、金屬與非金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)熱機(jī)械行為研究、機(jī)械設(shè)備故障診斷、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析與計算機(jī)仿真等方面的 研究。e-mail:wzgwy@126.com （武漢科技大學(xué)機(jī)械自動化學(xué)院，武漢430081）5 摘要：針對耐火材料復(fù)雜的非線性力學(xué)行為及其損傷機(jī)理，在細(xì)觀力學(xué)基礎(chǔ)上提出了基于界 面相模型的耐火材料細(xì)觀損傷力學(xué)模型，利用abaqus軟件的二次開發(fā)平臺

對纖維體積摻量和長徑比〉80的鋼纖維砼進(jìn)行了細(xì)觀力學(xué)分析,實(shí)驗(yàn)與分析結(jié)果表明;鋼纖維的物理性質(zhì),幾何參數(shù)分布及與砼基體之間的界面粘結(jié)狀態(tài)對鋼纖維砼的宏觀拉伸行為有著重要的影響,由此導(dǎo)得的抗拉比例極限公式與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。

討論了非局部損傷力學(xué)方法在混凝土桿件拉伸非線性分析中的應(yīng)用。基于數(shù)值結(jié)果,分析了局部損傷力學(xué)方法在模擬應(yīng)變軟化材料的缺點(diǎn),發(fā)現(xiàn)桿件應(yīng)變出現(xiàn)跳躍現(xiàn)象,結(jié)構(gòu)反應(yīng)依賴于單元網(wǎng)格。引入非局部應(yīng)變概念,討論了非局部損傷模型,通過與試驗(yàn)結(jié)果比較驗(yàn)證了該模型的有效性,并消除了結(jié)構(gòu)反應(yīng)對單元網(wǎng)格的依賴性。定量評價了內(nèi)部材料長度對桿端力-位移關(guān)系和桿件應(yīng)變的影響,結(jié)果表明內(nèi)部材料長度是影響結(jié)構(gòu)非線性反應(yīng)的重要參數(shù)。

凍土三軸剪切過程中細(xì)觀損傷演化ct動態(tài)試驗(yàn)——對凍結(jié)粉質(zhì)粘土在三軸剪切過程中的結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行了ct技術(shù)動態(tài)測試。通過對ct圖像及ct數(shù)的分析發(fā)現(xiàn)：在受載之前凍土結(jié)構(gòu)已經(jīng)存在孔隙、管狀孔隙和低密度區(qū)等初始缺陷；變形過程中凍土結(jié)構(gòu)的彈性損傷只占總損傷的比例...

混凝土壓縮損傷橫向效應(yīng)的細(xì)觀力學(xué)研究——對二維平面應(yīng)力問題，求出了扭折裂紋的應(yīng)變能釋放率，根據(jù)能量耗散等效假設(shè)建立了宏觀損傷變量d1、d2。與細(xì)觀損傷變量微裂紋密度的關(guān)系，運(yùn)用細(xì)觀力學(xué)方法定量地計算了壓縮損傷的橫向效應(yīng)系數(shù)，計算結(jié)果與參考文獻(xiàn)的...

拉伸包裝

把能夠體現(xiàn)巖體在沖擊載荷作用下的響應(yīng)特點(diǎn)及損傷演化的各向異性特征的損傷模型嵌入到有限元軟件中,模擬了含有預(yù)制裂紋的水泥砂漿試塊在爆炸載荷作用下的損傷特征。模擬結(jié)果表明,在爆炸近區(qū)產(chǎn)生一個損傷“重災(zāi)區(qū)”,并可根據(jù)模擬結(jié)果確定“重災(zāi)區(qū)”及爆炸損傷的范圍,模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本一致。模擬方法可以為巖土工程中經(jīng)歷過爆炸損傷巖體的穩(wěn)定性研究提供理論依據(jù)。

根據(jù)抗震鋼結(jié)構(gòu)焊接接頭在地震循環(huán)載荷作用下的累積損傷模型,采用大型有限元軟件ansys,對建筑鋼結(jié)構(gòu)中比較常見的q235h型梁柱焊接接頭和"狗骨式"焊接接頭,在模擬地震循環(huán)載荷作用下進(jìn)行了彈塑性有限元分析(fea).以損傷指數(shù)作為焊接節(jié)點(diǎn)在地震作用下?lián)p傷程度的衡量指標(biāo),計算了不同形式的焊接節(jié)點(diǎn)在模擬地震循環(huán)載荷作用下的損傷指數(shù).結(jié)果表明,在循環(huán)載荷作用下,"狗骨式"焊接接頭的損傷程度低于普通焊接接頭.

對mdyb-3航空有機(jī)玻璃開展了常溫蠕變實(shí)驗(yàn),研究了在蠕變載荷作用下有機(jī)玻璃銀紋萌生、擴(kuò)展及蠕變失效過程,發(fā)現(xiàn)了有機(jī)玻璃銀紋沿垂直于載荷方向呈現(xiàn)稀疏稠密交替分布的特征?；趯?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖像處理與分析,提出了銀紋萌生的應(yīng)力-時間準(zhǔn)則,量化了隨著應(yīng)力水平提高,銀紋萌生時間的非線性縮短;通過研究銀紋損傷密度變化,運(yùn)用雙曲線函數(shù)進(jìn)行非線性擬合,建立了mdyb-3有機(jī)玻璃蠕變載荷下銀紋損傷隨時間和應(yīng)力的演化規(guī)律。

在電力金具設(shè)計和機(jī)械載荷試驗(yàn)中，對機(jī)械損傷載荷有明確的定義和試驗(yàn)要求，但其量化指標(biāo)又比較模糊。往往會出現(xiàn)對破壞載荷載荷從設(shè)計到試驗(yàn)都有明確的要求，而反應(yīng)產(chǎn)品最大塑性變形承載能力的機(jī)械損傷載荷卻不明確。這樣就造成對該產(chǎn)品機(jī)械性能驗(yàn)證的不完整。

板料拉伸實(shí)驗(yàn)報告