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脆性材料的各向异性损伤及其测量方法

清华大学学报（自然科学版） 1995年第2期35卷 6-11页

作者：冯西桥余寿文清华大学工程力学系

利用微裂纹扩展区损伤模型，以单向拉伸为例，讨论了脆性材料中微裂纹损伤引起的本构关系各向异性，定量说明了损伤对不同方向的柔度张量分量、波桑比的影响，揭示了脆性材料损伤本构关系的一些规律。并在此基础上提出了一种测量脆性材... 详细信息

利用微裂纹扩展区损伤模型，以单向拉伸为例，讨论了脆性材料中微裂纹损伤引起的本构关系各向异性，定量说明了损伤对不同方向的柔度张量分量、波桑比的影响，揭示了脆性材料损伤本构关系的一些规律。并在此基础上提出了一种测量脆性材料损伤状态的柔度等效方法。

关键词：微裂纹损伤各向异性损伤测量脆性材料

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双材料界面热致失效的有限元模拟

清华大学学报（自然科学版） 2001年第4期41卷 104-107页

作者：牛鑫瑞余寿文冯西桥清华大学工程力学系北京100084

为研究热失配导致的界面失效问题 ,以黄铜和钢焊接而成的双材料界面为例 ,采用 ABAQU S有限元程序 ,对界面尤其是界面端部附近的应力分布进行数值研究。采用二维和三维计算模型 ,得到不同界面层厚度及界面层内不同功能梯度变化规律对界... 详细信息

为研究热失配导致的界面失效问题 ,以黄铜和钢焊接而成的双材料界面为例 ,采用 ABAQU S有限元程序 ,对界面尤其是界面端部附近的应力分布进行数值研究。采用二维和三维计算模型 ,得到不同界面层厚度及界面层内不同功能梯度变化规律对界面附近应力的影响。并在界面上引入承受剪切和拉压的两种非线性弹簧单元 ,模拟了界面的热致失效问题。计算结果表明 ,界面层的厚度对最大应力影响明显 ;而界面层内功能梯度变化影响较小 ;

关键词：功能梯度材料有限元方法热致失效剪切破坏双材料界面黄铜钢

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肿瘤生物力学新进展

医用生物力学 2019年第2期34卷 115-120页

作者：冯西桥清华大学工程力学系生物力学与医学工程研究所

癌症的发生、发育、诊断和治疗均涉及力学、物理学、化学、生物学等因素之间复杂的相互作用与耦合关联。肿瘤生物力学不仅具有非常重要的科学价值,而且可以为癌症的临床诊断和治疗提供理论基础。从细胞和组织两个侧面简要介绍肿瘤生物... 详细信息

癌症的发生、发育、诊断和治疗均涉及力学、物理学、化学、生物学等因素之间复杂的相互作用与耦合关联。肿瘤生物力学不仅具有非常重要的科学价值,而且可以为癌症的临床诊断和治疗提供理论基础。从细胞和组织两个侧面简要介绍肿瘤生物力学的一些进展,重点关注国内学者近年来取得的成果,包括癌细胞-胞外基质之间的相互作用、血管生成、肿瘤生长等的实验和理论研究。

关键词：肿瘤细胞力生物学应力生长理论模型数值方法

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表面裂纹疲劳扩展的一种损伤力学方法

清华大学学报（自然科学版） 1997年第5期37卷 78-82页

作者：冯西桥何树延清华大学核能技术设计研究院

以核反应堆中压力容器和管道的破前漏（ＬＢＢ）分析为背景，从连续损伤力学的角度研究了压力容器和管道中环向和轴向半椭圆表面裂纹在循环载荷作用下的疲劳扩展问题。以标量损伤因子表征材料的疲劳损伤，由裂纹尖端的损伤演化导出了与... 详细信息

以核反应堆中压力容器和管道的破前漏（ＬＢＢ）分析为背景，从连续损伤力学的角度研究了压力容器和管道中环向和轴向半椭圆表面裂纹在循环载荷作用下的疲劳扩展问题。以标量损伤因子表征材料的疲劳损伤，由裂纹尖端的损伤演化导出了与Ｐａｒｉｓ公式形式相似的裂纹扩展方程，给出了Ｐａｒｉｓ公式的物理意义。由此发展了一种分析表面裂纹疲劳扩展过程中形状演化问题的损伤力学方法。

关键词：压力容器管道表面裂纹疲劳裂纹反应堆损伤

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扭转问题中界面附近的边界层

清华大学学报（自然科学版） 2001年第11期41卷 1-3页

作者：王刚锋余寿文冯西桥清华大学工程力学系北京100084

基于经典的弹性理论分析 ,在剪切载荷作用下 ,异质材料的界面处存在转角的突变。根据偶应力理论 ,这一突变将导致偶应力趋于无穷大 ,显然这是不合理的结论。利用偶应力理论分析了含有界面的圆柱体的扭转问题 ,并由摄动方法给出了位移、... 详细信息

基于经典的弹性理论分析 ,在剪切载荷作用下 ,异质材料的界面处存在转角的突变。根据偶应力理论 ,这一突变将导致偶应力趋于无穷大 ,显然这是不合理的结论。利用偶应力理论分析了含有界面的圆柱体的扭转问题 ,并由摄动方法给出了位移、转角和应力场的渐近解。在此基础上 ,分析了转动梯度对异质材料界面和固定边界性质的影响。分析结果表明 ,在材料界面和固定边界附近 ,存在一组边界效应解 ,它对经典的弹性理论解有可观的修正 ,修正的大小与界面两侧材料的性质有关。

关键词：偶应力理论界面摄动方法扭转边界层

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聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的有效模量

科学通报 2001年第4期46卷 348-351页

作者：冯西桥清华大学工程力学系北京100084

聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料(polymer-layered silicate nanocomposites, 简称PLS纳米复合材料)较传统的聚合物填充复合材料具有更优越的性能. 含量相当低的薄片状硅酸盐即可以使材料性能明显提高. 然而, 在其体积百分比超过某一较... 详细信息

聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料(polymer-layered silicate nanocomposites, 简称PLS纳米复合材料)较传统的聚合物填充复合材料具有更优越的性能. 含量相当低的薄片状硅酸盐即可以使材料性能明显提高. 然而, 在其体积百分比超过某一较小的临界值后, 继续增加增强相的含量将不再有进一步的增强效果. 这一实验发现与以往的细观力学预测不一致, 而且一直没有合理的解释. 从材料的微观结构特点出发, 揭示了上述现象的微观物理机制, 并采用Mori-Tanaka方法和数值手段, 给出了其有效模量的计算方法.

关键词：纳米复合材料有效模量微结构 Mori-Tanaka方法聚合物层状硅酸盐弹性模量

含圆形夹杂两相材料界面变形与损伤特性的数值模拟

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机械强度 2005年第5期27卷 681-686页

作者：牛鑫瑞余寿文冯西桥清华大学工程力学系北京100084

为模拟复合材料界面行为,利用界面破坏单元和有限元程序,对金属基复合材料Al基体含Al2O3圆形夹杂的界面破坏行为进行一系列的数值模拟,分别采用切向和法向耦合的界面弹簧单元SPRINGA和由自编的非实体四节点界面单元等模型;比较各种界面... 详细信息

为模拟复合材料界面行为,利用界面破坏单元和有限元程序,对金属基复合材料Al基体含Al2O3圆形夹杂的界面破坏行为进行一系列的数值模拟,分别采用切向和法向耦合的界面弹簧单元SPRINGA和由自编的非实体四节点界面单元等模型;比较各种界面模型的差别。由计算结果可知,考虑界面层的计算模型比不考虑界面层时合理;采用破坏型界面层即在界面处加入破坏弹簧或非实体破坏单元的计算模型比仅加入一层实体界面层的计算模型合理;加入破坏型界面层时,界面层力学性质的描述与参数值的给定对计算结果有重要的影响。

关键词：界面损伤有限元分析数值模拟弹簧单元