姜菊生
,
张伟根
,
郭乙木
,
叶笃毅
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2000.01.010
通过对45号钢材料在三种不同应力水平下纯弯疲劳试样的拉伸测试,研究了能量耗散随疲劳损伤的变化规律,发现能量耗散这一参量随损伤表现较为敏感,为此,本文提出一种新的损伤参量,且该参量能简单、有效地进行损伤完全分析,预计有工程应用价值.
关键词:
纯弯疲劳
,
损伤
,
拉伸
,
能量耗散
刘鹏飞
,
王双连
,
陶伟明
,
郭乙木
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2006.03.028
运用基于能量的裂纹偏移准则,分别建立了两相和三相复合材料基体裂纹偏移/穿透的轴对称有限元模型,考察了纤维体积分数、描述材料特性弹性失配的Dundurs参数α和相对裂纹扩展长度ad/ap对相对能量释放率Gd/Gp的影响.将两相复合材料的有限元结果与He等人的结果进行对比,进一步考察了三相复合材料界面层厚度和Dundurs参数α1和α2对Gd/Gp的影响.分别将碳涂层SiC纤维增强复合材料SiC/C/Ti-6A1-4V和碳涂层陶瓷基增强复合材料SiC/C/SiC运用于有限元分析中,结果表明,所建立的模型能够准确地预测和比较基体裂纹偏移的机理.
关键词:
裂纹偏移/穿透
,
界面/界面层
,
能量释放率
,
有限元法
,
SiC纤维增强复合材料
黄丹
,
陶伟明
,
郭乙木
中国有色金属学报
应用分子动力学方法模拟了单晶镍纳米薄膜受单向拉伸破坏的过程, 得出纳米尺度单晶镍薄膜的应力-应变关系、能量演化曲线和镍薄膜构型的变化及微损伤的形成和扩展过程. 模拟采用原子镶嵌势描述原子间作用, 得到镍单晶薄膜的弹性模量, 分析了拉伸过程中系统原子能量、应力变化和外荷载的关系. 结果表明: 纳米薄膜的自由表面影响拉伸过程中原子的运动和薄膜整体力学性能, 纳米薄膜破坏的几何特征是原子空位的连接和晶胞缺陷的扩展; 单晶的断裂接近脆性断裂, 模拟得到纳米薄膜的断裂强度符合Griffith脆性断裂的能量平衡理论.
关键词:
分子动力学
,
镍
,
单向拉伸
,
镶嵌原子法
黄丹
,
熊剑
,
郭乙木
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2008.03.001
建立原子尺度模拟三维立方晶格纳米单晶金属固体力学行为的物理模型,基于修正的镶嵌原子势,采用分子动力学方法分析面心立方晶格(FCC)镍和体心立方晶格(BCC)α-铁三维纳米单晶固体在拉伸和剪切载荷作用下的变形破坏,得到两种不同立方晶格三维纳米单晶固体的力学性能,与实验现象和结果吻合.研究表明晶格结构影响纳米晶固体的拉伸变形机制,FCC纳米单晶固体的拉伸变形以定向滑移为主,拉伸破坏存在短暂屈服阶段,有明显弹性模量软化现象:BCC纳米单晶固体的拉伸变形出现原子堆垛,存在较长屈服阶段,延性高于FCC纳米固体,而弹性模量小于后者.FCC纳米单晶固体的剪切模量小于拉伸模量,剪切强度小于拉伸强度,BCC纳米固体则相反.
关键词:
纳米单晶固体
,
力学性能
,
原子模拟
,
变形破坏
黄丹
,
章青
,
郭乙木
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2006.05.004
基于镶嵌原子法描述金属晶体原子间作用,分别以α-Fe和Ni为例,采用分子动力学方法研究了面心立方晶格(FCC)和体心立方晶格(BCC)纳米金属丝单向拉伸过程的力学行为和性能.分析了纳米尺度下两种典型金属丝的拉伸变形破坏过程和纳米晶体破坏过程中的本构关系,讨论了自由表面对纳米材料力学行为和性能的影响.研究得到两种纳米金属丝的弹性模量、屈服强度和断裂强度.BCC金属纳米丝由于比表面积更大,拉伸屈服阶段比FCC金属更明显,初始应力更高,表面效应对初始弹性模量的软化作用更大.
关键词:
分子动力学
,
纳米金属丝
,
单向拉伸
,
力学行为
,
性能
黄丹
,
陶伟明
,
郭乙木
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2005.03.001
采用原子镶嵌势函数模拟单晶纳米铝丝在受单向拉伸时的变形破坏过程,分析了纳米铝丝的力学性能及微缺陷形成与演化过程.模拟表明纳米金属丝在无外载荷状态存在本征应力,原子缺陷从自由表面开始向内部扩展.自由表面发射位错,位错的移动消耗能量导致了纳米丝的塑性,自由表面原子的不稳定运动降低了纳米丝的强度.模拟得到单晶铝纳米丝的弹性模量和断裂强度,证明纳米丝的破坏从能量平衡角度符合Griffith断裂理论.
关键词:
铝
,
拉伸
,
分子动力学
,
镶嵌原子法
刘鹏飞
,
陶伟明
,
郭乙木
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2004.04.032
纤维桥连效应对纤维加强基体复合材料疲劳过程中的裂纹增长具有重要影响.由于纤维桥连疲劳裂纹相关的数据呈现出一定的统计特性,因此本文建立了纤维桥连疲劳裂纹扩展的首次穿越扩散过程随机模型.首先基于Paris定律,考虑到材料的非均匀性和外载的随机性,将纤维桥连疲劳裂纹增长过程假定为扩散的Markov过程,且应用随机平均法,建立了转移概率密度满足的FPK方程;其次建立了首次穿越纤维桥连疲劳裂纹扩展时间的条件矩应满足的微分方程,并且解得第k阶条件矩.从数值结果得出,建立的随机模型对于模拟纤维桥连是比较有效的.
关键词:
纤维桥连
,
疲劳可靠性和寿命
,
首次穿越扩散过程
,
随机平均
