基于仪器化压入技术的结构陶瓷材料断裂韧性测试

利用自主研制的仪器化压入仪,采用Vickers压头对氮化硅和氧化锆2种结构陶瓷进行了仪器化压入试验,通过压入载荷-深度曲线可识别材料的弹性模量E,通过测量压痕对角线直径可确定材料的维氏硬度HV,再通过测量压痕裂纹扩展长度即可得到材料的断裂韧性KIC,实现了在单一压入仪上基于Vickers压头对结构陶瓷材料断裂韧性的测试。与传统压痕法利用硬度计或纳米压入仪测试陶瓷材料断裂韧性相比,试验更简单快捷,可靠性高,同时测得信息量也更为丰富。试验测得2种结构陶瓷的断裂韧性分别为4.77～5.82 MPa.m1/2和7.22～8.94 MPa.m1/2。     

整体缝合夹芯结构复合材料力学性能

所设计的新型整体缝合泡沫夹芯复合材料结构,能够避免一般斜缝方式引起纤维交叉损坏的弊端。采用真空导入模塑工艺制备整体缝合泡沫夹芯结构复合材料,研究缝合结构、缝合方式以及缝合纱线用量对整体缝合泡沫夹芯复合材料平压力学性能和弯曲性能的影响。结果表明,新型缝合结构在保证平压力学性能的同时,相比于垂直缝合结构弯曲破坏载荷提高了94.4%;穿透缝合方式能够显著提高试样的平压强度和弯曲破坏载荷;随着缝合纱线用量的增加,整体缝合泡沫夹芯复合材料的压缩和弯曲性能显著提高。     

金属泡沫断裂韧性的试验研究

金属泡沫在其实际应用中,断裂性能和断裂韧性对于承载的多孔金属泡沫有着重要的意义。基于美国试验材料学会相关标准,采用三点弯曲试样测定了铝泡沫的I型断裂韧性。研究表明,金属泡沫的断裂为脆性断裂,在裂纹尖端附近,孔壁最薄弱的区域最容易发生变形;随着进一步加载,一些孔壁发生断裂,微裂纹在断裂尖端附近出现。随着载荷的增加,主裂纹在缺口根部形成或由微裂纹合并而成,并开始在多孔结构内传播。裂纹沿着结构最薄弱处传播,并产生次生裂纹和裂纹桥。裂纹总的扩展方式还是I型断裂。根据试验P-V曲线特点,取最大载荷点对应的力与位移求解出铝泡沫的裂纹尖端临界张开位移的平均值为0.051 mm。     

弯曲载荷作用下复合材料T型接头的失效分析

运用蔡-吴逐步失效判据和黏聚接触模型建立弯曲加载下的T型接头的有限元模型。对复合材料T型接头在弯曲加载下的损伤机理和承载能力进行数值模拟。结合静态弯曲加载实验,揭示T型接头在弯曲破坏过程中的四种失效模式。T型接头的弯曲失效载荷的有限元模型计算结果与实测值吻合较好。     

轻集料钢筋混凝土梁受弯性能试验研究

轻集料混凝土应用于港口工程是一个待研究的课题.通过对4根轻集料钢筋混凝土梁和2根普通混凝土梁进行的抗弯对比试验,研究了轻集料钢筋混凝土粱的抗弯力学性能.结果表明,轻集料钢筋混凝土梁在承受正常荷载时,其力学性能与普通混凝土梁相比无明显差异;在破坏时脆性较同等级普通混凝土粱略大,延性略差.但考虑到轻集料混凝土的优点,在实际工程中可代替普通混凝土受弯构件工作.     

层间接触与弹性模量对某导弹场坪动载的影响

为了研究某型导弹典型公路发射场坪沉降量和受力状态,利用混凝土塑性损伤模型建立某导弹无依托发射场坪有限元模型,在选取30种典型路面结构的基础上,分析了土基层弹性模量和面层与基层间黏结状况两个因素对路面动载响应的影响。结果表明:层间接触不良会导致路面弯沉、剪应力变大。同时得出该型导弹发射道路土基层弹性模量应大于20 MPa。研究结果对于评估导弹无依托发射生存能力和快速反应能力提供参考依据。     

弹性地基上的矩形薄板自由振动的一般解

求得了弹性地基上矩形薄板横向自由振动位移函数微分方程的一般解。可以求解任意边界矩形板的振动问题。以两相邻边固定另两边自由的正方形板为例进行了计算     

支座弹性对压杆临界荷载的影响

在考虑支座弹性的情况下 ,研究了几种常见的压杆结构 ,推导出了计算临界荷载的方程式 ,给出了以稳定系数表示的临界压力的简明表达式及稳定系数列表。由于考虑了支座弹性 ,使本文提出的方法更具有一般意义和工程价值。     

一个分析与计算曲面结构的有效方法

给出了一种分析计算CAD曲面模型的数值方法。该方法将构成CAD模型的曲面片视作计算单元(面素单元),建立各面素单元的控制方程,再结合CAD曲面模型的流形特征组装各个单元控制方程以求整体解。面素单元的控制方程可根据问题的求解目标分别利用有限元—边界元耦合、有限元—无单元及其他耦合形成。结合线弹性问题的求解,系统地介绍了面素单元法的单元划分与处理、单元控制方程建立等核心环节。还给出了一个分析三倒圆过渡面静载荷变形的实例及其与ANSYS对照的结果。     

功能型摩擦材料弹性接触的数学模型

功能型摩擦材料是一种多孔含油材料,在力的作用下,赫兹接触下的应力场已不能完全适用。为研究材料内部孔隙的变化,在材料接触模型和功能型摩擦材料的构成模型基础上,利用弹性力学的知识,建立了功能型摩擦材料接触区域孔隙变化的数学模型。同时讨论了孔隙在力和热作用下的行为,以及影响孔隙体积的因素。为研究功能型摩擦材料的服役机理提供依据。