岩石在单轴拉伸应力作用下的变形破坏特性

本研究,开发了单轴拉伸试验的伺服控制试验方法,分别对三城目安山岩、稻田花岗岩、河津凝灰岩、多胡砂岩、来待砂岩和田下凝灰岩６种岩石进行了单轴拉伸试验,成功地获得了岩石单轴拉伸试验的完全应力－应变曲线,并由此而发现单轴拉伸试验和单轴压缩试验应力－应变曲线的形状十分相似。     

CFRP筋混凝土柱骨架曲线数值模拟

为研究CFRP筋混凝土柱在低周反复荷载作用下的骨架曲线,基于已有的3根CFRP筋混凝土柱的滞回曲线,采用混凝土损伤塑性本构模型和碳纤维筋本构模型,运用有限元分析软件ABAQUS对其试验过程进行数值模拟,并将模拟所得骨架曲线与试验结果进行对比。结果表明:通过数值模拟得到的骨架曲线与试验结果吻合较好,数值模拟趋势与试验得到的趋势一致,从而对该有限元模型的适用性进行了验证。     

梁的蠕变脆性各向同性弯曲损伤模型

本文在梁的纯弯曲损伤基本假设条件下,导出了弯曲损伤的基本方程,与Ｋａｃｈａｎｏｖ的材料刚度劣化（受载横截面积减小）定义拉伸损伤变量类似,以梁的弯曲刚度劣化（惯性矩减小）定义弯曲损伤变量,从而建立了与Ｋａｃｈａｎｏｖ拉伸损伤模型相类似的梁的各向同性弯曲损伤模型。最后,以受蠕变纯弯曲梁为实例进行了损伤分析,在一次近似条件下,该弯曲损伤模型的材料常数可由Ｋａｃｈａｎｏｖ拉伸损伤模型的材料常数确定,且所得计算结果与Ｋａｃｈａｎｏｖ拉伸损伤模型所得结果比较吻和,表明该弯曲损伤模型是合理适用的。     

考虑损伤的岩石本构关系的研究进展

对CT识别技术用于损伤测量及损伤理论分析进行了综述，对当前的考虑损伤的岩石本构模型（采场围岩破损过程的断裂损伤模型，节理岩体脆弹性断裂模型，岩石爆破损伤模型等）进行了简单评述，并提出进一步研究的设想。     

厚度小于0.5mm的金属簿板拉伸试验

本文介绍了厚度小于0.5mm的金属薄板拉伸试验的应力应变曲线(或载荷变形曲线)及横向应变轴向应变曲线(或横向变形轴向变形曲线)的绘制,及从曲线上测得弹性模量E、波桑比μ、屈服强度σ_(0.2)的方法。并根据不同材料的金属薄板的大量拉伸应力应变曲线,论述测量E、μ、σ_(0.2)的一些方法中存在的问题。     

基于混响室的雷达瑞利杂波模拟研究

为应对复杂电磁环境下雷达应用需求,提出一种基于混响室的雷达杂波模拟方法,利用电磁仿真软件FE—KO构建了混响室模型,分析了搅拌器控制与接收响应周期性的关系,通过随机控制混响室搅拌器在混响室内模拟了具有瑞利分布的杂波信号．实验结果显示,本实验数据分布曲线与瑞利分布曲线有良好的拟合性．     

流变围岩的特征曲线

本文应用非线性粘弹性模型,对围岩特征曲线随时间的变化进行了有限元计算分析,并对初始模量,强度围压比的影响,以及岩石破坏后特征,强度载荷速度效应与围岩特征曲线之间的相互关联进行了讨论,另外,针对弹性支护的情况,通过支护反应曲线的计算,对围岩特征曲线与支护反力曲线之间的相互关系进行了讨论和分析,本文所用的非线性粘弹性模型,能够较好地再现岩石的应力－应变曲线,应用能够描述应变软化（屈服和破坏）和非线性粘     

金属磁记忆信号表征铁磁材料变形的基础研究

为探索利用金属磁记忆技术进行再制造毛坯质量控制的方式方法,制作了18CrNiWA钢退火处理和调质处理的板状静载拉伸试件,在MTS810型液压饲服试验机上进行了拉伸试验,采用EMS2003金属磁记忆仪检测拉伸过程试件表面磁记忆信号变化,并利用OLYMPUSGX51观察了2种热处理状态的金相组织。研究结果表明:轴向拉伸载荷诱发试件产生磁有序状态,磁信号曲线在弹性和塑性变形阶段内呈现不同分布特征,磁曲线斜率Ks可以表征拉应力导致的变形程度;2种试件微观组织不同导致拉伸过程中呈现不同的力磁效应。     

三点弯曲蠕变试验中裂缝扩展的有限元计算分析

裂缝扩展,与岩石的变形破坏特征密切相关,是岩石力学领域中的基本问题之一。本文应用破坏接近度的概念,将压应力作用下的非线性粘弹性模型扩张成了拉应力作用下的岩石力学模型,应用该模型,对三点弯曲蠕变试验中裂缝的扩展过程进行了有限元计算,从中发现,裂缝扩展随时间的变化,与应力－应变曲线形状紧密相关,尤其是强度破坏点以后的曲线形状。     

介电弹性体材料预拉伸率对电致应变特性的影响

为了在相同的激励电压下获得更大的应变率,介电弹性体的预拉伸率必须经过合理选取,为此对比了常见的三种超弹性材料模型(Mooney-Rivlin模型、Yeoh模型和Ogden模型),然后选用Yeoh超弹性材料模型进行了理论推导,解出了应变随激励电压和预拉伸率变化的关系曲线,并通过Matlab进行了仿真分析。结果表明:在不同预拉伸率下,膜型材料的电致应变特性差异较大,且对于一定的应变率,预拉伸率-激励电压曲线存在最优解。     

钢丝绳隔振器冲击特性试验研究

采用气缸式冲击模拟台对钢丝绳隔振器进行了冲击特性试验研究,介绍了试验系统及测量方法。在比较符合舰船实际冲击环境的情况下,获得了钢丝绳隔振器压缩和拉伸方向完整的特性曲线。试验结果分析表明,钢丝绳隔振器表现出明显的冲击软化现象,其冲击刚度特性小于静刚度和动刚度,而且它具有大阻尼耗能特性,是比较理想的抗冲元件。     

FRC/钢嵌入式L型单向接头改进设计及失效机理

针对梅志远等提出的FRC/钢嵌入式单向接头所存在的初始损伤强度值偏低,不利于连接结构完整性的问题,提出了改进设计方案。通过开展改进型接头单向拉伸极限承载强度试验研究,验证了改进措施的有效性;利用Abaqus非线性显示求解技术和Cohesive界面模拟技术对接头承载特性进行仿真分析,进一步探讨了改进型单向接头承载应力分布特征、损伤演变规律以及连接失效机理。研究结果表明:改进设计方案初始损伤线强度值比梅志远等提出的结构方案提高了2~3倍;初始损伤主要表现为凹槽内表面FRC/钢粘结界面的剪切剥离。     

三轴残余强度以及全过程曲线出现蠕变的成因

本文分析了粗晶大理岩石应力平等层理和垂直层理两种状态,及不同低围压情况下三轴围压效应和结构效应,岩石残余强度及岩石弹性模式量与围压的关系,并分析了粗晶大理岩三轴试验全过程曲线出现时而蠕的成因。     

纤维缠绕复合材料约束球形浮力芯材准静态压缩吸能机制

针对海洋工程平台的防护吸能和浮力储备需求,设计一种纤维缠绕复合材料约束球形浮力芯材吸能结构。为分析其变形损伤特征和能量耗散机理,通过ABAQUS有限元软件和万能材料试验机开展数值模拟分析和试验验证研究。通过力学响应特征和损伤破坏模式分析可知,结构吸能设计的关键在于表层和芯材的泊松比匹配。芯材主要通过塑性压缩损伤和剪切断裂破坏吸收能量,而表层吸能则主要通过环向的花瓣形拉伸断裂破坏。研究表明,该型结构单元压缩吸能特性优异,可实现海洋工程结构平台的防护吸能和浮力储备要求。     

纤维缠绕复合材料夹芯圆柱体高应变率压缩吸能机理

为研究纤维缠绕复合材料夹芯圆柱体吸能元件在高应变率冲击压缩载荷作用下的变形损伤模式和能量吸收机理,采用ABAQUS商用有限元软件和分离式Hopkinson压杆装置开展数值模拟分析和试验验证研究。对比分析宏观力学响应规律和微观损伤破坏机理,可知吸能结构元件在高应变率压缩载荷下的力学响应具有典型的弹塑性特征,内部芯材主要产生压缩塑性损伤,而表层复合材料沿环向产生拉伸断裂破坏。研究表明,该吸能元件冲击压缩吸能特性优异,可满足水下结构平台的冲击防护和浮力储备要求。     

推进剂“脱湿”损伤研究的内聚力单元方法

内聚力单元是进行推进剂“脱湿”损伤研究的重要手段。通过分子动力学方法构建推进剂高填充比几何模型,结合周期几何和周期边界处理方法,构建推进剂细观有限元分析模型。采用内聚力单元结合PPR内聚力模型开展颗粒和基体黏接界面“脱湿”行为模拟。在单轴拉伸和纯剪试验下分析推进剂细观结构的力学响应,开展推进剂“脱湿”损伤机理研究。针对不同的体分比、应变速率以及内聚强度,开展了“脱湿”损伤影响规律分析。研究方法和研究结论可以为新一代高性能推进剂配方的研制提供有利的参考。     

软岩时间损伤效应

本文根据软弱岩石的单轴压缩蠕变试验,讨论了软岩强度和弹性模量的时间效应问题,文中表明,软岩的强度和弹模均匀时间的函数,它们的变化规律具有相似性,都随时间的延长而降低,最后,分析了岩石损伤的时间效应,提出了长期弹模和长期损伤变量的概念。     

岩石拉压特征的相似性

本文通过近年来岩石力学的试验结果,其中包括单轴拉压力和压应力作用不同岩石的完全应力－应变曲线,受拉强度和受压强度的载荷速度效应,以及蠕变寿命随蠕变应力水平的变化等,研究了岩石在拉应力和压应力作用下上述力学特征的相似性和规律性,并通过电子显微镜对岩石试件裂缝扩展过程的观察,以及破坏断面的显微分析,讨论了拉应力和压应力作用下岩石裂缝扩展和变形破坏的力学机制。     

岩石地基承载力确定方法评述

针对岩石地基岩体固有特性,在系统分析岩基承载力影响因素、岩石地基的破坏模式的基础上,对当前工程界确定岩石地基承载力的方法给予评述,并对工程中岩石地基承载力确定问题提出以下建议:充分发挥规范的作用,特别是岩石单轴抗压强度确定岩石地基承载力的方法,对折减系数要进一步的完善;加强岩石地基承载力计算理论的研究,建议按照岩石地基的影响因素综合分析确定其破坏模式,按照不同破坏模式确定计算公式;充分发挥数值模拟的优势,在模型和参数两方面做到准确可靠,使其更好地应用于岩石地基承载力的确定.     

波速测量层合复合材料冲击损伤实验

在层合复合材料横向冲击试验中,用应变片记录层合板表层在冲击过程中的应变响应,根据波的传播理论和连续损伤力学,从波速变化间接测得冲击下材料的损伤及损伤率。通过实验测得玻璃纤维／环氧（ＧＥ）正交层合板的动态损伤阈值,并证实了ＧＥ复合材料在拉伸阶段比在压缩阶段有更快的损伤扩展速率