陶鑫
,
谢子令
,
郝圣旺
,
周华飞
复合材料学报
为探索纤维增强地质聚合物宏观力学行为与细观损伤演化特征之间的关联,对不同纤维体积掺量(纤维与拌合物的体积比)的钢纤维增强粉煤灰地质聚合物复合材料进行了单轴压缩试验.基于声发射技术,对试样压缩过程的声发射行为进行监测,研究了纤维体积掺量对地质聚合物单轴受压破坏行为及声发射特性的影响.结果表明:地质聚合物的强度、延性、声发射波形的上升斜率及平均频率均随纤维掺量的提高而增大,试件破坏形态由脆性灾变逐渐向延性破坏转变;在破坏前期,纤维体积掺量为0及0.5％的试件的声发射撞击率及能量释放率(简称能量率)都保持在较高水平,最终导致试件出现灾变破坏;而2.0％的纤维体积掺量使得声发射撞击率及能量率在应力-时间曲线的拐点处达到峰值,随后缓慢下降,最终导致试件呈现延性破坏;因此,仅依据声发射撞击率及能量率的快速上升来预测灾变破坏的发生,有时可能会出现谎报的情况.
关键词:
纤维增强地质聚合物
,
单轴受压
,
声发射
,
能量释放率
,
强度
,
延性
,
破坏形态
伍黎明
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何宇廷
,
张海威
,
张腾
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2013.6.013
基于材料裂纹扩展阻力曲线(R曲线)及裂纹扩展能量释放率理论,定义疲劳载荷下的有效能量释放率(Geff)为疲劳裂纹完全张开后用于裂纹扩展的能量,与同一载荷循环中由裂纹扩展阻力曲线表征的消耗能相等,提出了一种能够反映裂纹扩展物理本质的疲劳裂纹扩展寿命预测模型.该模型可以计算每一载荷循环中的裂纹扩展量,进而预测疲劳裂纹扩展寿命.通过试验测定了7050-T7451铝合金板材的R曲线,采用最小二乘法拟合获得到了R曲线表达式.运用本模型对同种材料耳片结构的裂纹扩展寿命进行了预测,与试验结果吻合较好,优于传统Paris模型的预测结果.
关键词:
疲劳裂纹扩展
,
R曲线
,
能量释放率
,
耳片结构
,
损伤容限
高相胜
,
张以都
,
黎定仕
材料科学与工艺
运用大型有限元软件ANSYS,基于复合材料层合板损伤理论,建立了含面内损伤和埋藏分层的复合材料层板三维有限元模型.分析了面内损伤对复合材料层板分层的影响.采用三维Hashin准则预测复合材料损伤,分层区损伤采用多种损伤模型,损伤发生后,认为材料仍连续,并修改损伤单元对应的材料参数.通过虚拟裂纹闭合技术（VCCT）计算分层尖端能量释放率,采用GAP元处理分层区的接触非线性问题.分析了单向轴压作用下分层区面内损伤的形式和演化过程,以及面内损伤对层间应力场、位移场以及分层能量释放率的影响.数值计算结果表明：面内损伤在降低分层区应力峰值的同时也使层间应力得到了均化,对分层扩展有屏蔽作用.
关键词:
复合材料层合板
,
分层
,
面内损伤
,
能量释放率
,
应力均化
徐千军
,
余寿文
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.1998.04.021
梯度功能材料的优化设计,可以转化为梯度分布函数的设计.采用幂函数来描述梯度分布,使材料优化问题简化为该幂指数(称为梯度指数)的优化.对梯度功能涂层-基底结构的剥落现象进行了分析,推广了文献[9]的结果,给出了在梯度功能涂层的基底中平行于界面稳态扩展的裂纹的能量释放率和应力强度因子的解析表达式,并由此计算了最优的梯度分布指数.同时,还讨论了梯度功能涂层耐高温抗氧化性能与热应力缓和之间的关系.
关键词:
梯度功能涂层
,
材料优化设计
,
梯度分布函数
,
剥落
,
能量释放率
王保林
,
杜善义
,
韩杰才
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.1998.04.022
对于非均匀复合材料中多个裂纹的动态断裂力学问题,提出了一种分析方法,假设复合材料为正交各向异性并含有多个垂直于厚度方向的裂纹,材料参数沿厚度方向为变化的,沿该方向将复合材料划分为许多单层,假设单层材料参数为常数,应用柔度矩阵/刚度矩阵方法及Fourier变换法,在Laplace域内推导出了控制问题的奇异积分方程组,并用虚位移原理求解,给出了应力强度因子及能量释放率的表达式,然后利用Laplace数值反演,得出了裂纹尖端的动态应力强度因子和能量释放率.作为算例,研究了带有两个裂纹的功能梯度结构,分析了材料参数的优化对降低应力强度因子的意义.
关键词:
非均匀复合材料
,
反平面裂纹
,
动态断裂力学
,
应力强度因子
,
能量释放率
王富耻
,
王鲁
,
吕广庶
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2000.01.019
研究了功能梯度材料富陶瓷区金属颗粒界面断裂能量释放率.文中采用双层嵌套模型给出了金属颗粒界面的热应力与金属体积浓度的关系,对于得到的每一梯度层中的颗粒界面热应力,分析了颗粒界面断裂能量释放率,并研究了每一梯度层中金属颗粒的临界尺寸变化规律.
关键词:
功能梯度材料
,
金属颗粒
,
界面
,
热应力
,
能量释放率
,
临界颗粒尺寸
王利民
,
陈浩然
,
徐世烺
,
赵光远
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2000.03.018
复合材料界面附近的力学性态对于材料的性能和强韧化影响是非常重要的.首先研究和讨论了含裂纹的双相介质的J积分守恒定律的适用性问题,采用有限元法证明了当裂纹平行靠近界面时,其J积分数值与裂纹位置无关的假设.文中建立了一种双相介质界面附近存在斜裂纹的分析模型,用有限元和数值拟合相结合的方法,得到了在远场单轴拉应力作用下,斜裂纹处在不同介质中,近界面一端裂尖的Ⅰ型能量释放率近似计算公式,和相应的应力强度因子的计算方法.
关键词:
双相介质
,
界面
,
裂纹
,
能量释放率
,
J积分守恒性
