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线场分析法在断续周期裂纹岩体拉伸断裂破坏中的优化应用

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重庆交通大学学报（自然科学版） 2022年第6期41卷 105-112页

作者：唐红梅周福川闫凝商超重庆交通大学岩土工程研究所重庆400074

背斜核部岩体发育大量拉裂纹,科学解译这一特殊而普遍的地质现象有助于该地区对工程岩体质量的评价、利用并加深对地质灾害演化机制的认识。将位于背斜核部拉应力区的断续裂纹岩体地质模型概化为周期裂纹模型,进一步获取中心裂纹力学模... 详细信息

背斜核部岩体发育大量拉裂纹,科学解译这一特殊而普遍的地质现象有助于该地区对工程岩体质量的评价、利用并加深对地质灾害演化机制的认识。将位于背斜核部拉应力区的断续裂纹岩体地质模型概化为周期裂纹模型,进一步获取中心裂纹力学模型,引入优化后的线场分析法进行研究。结果表明:裂纹贯通率越高,形状修正系数对裂纹尖端应力强度因子的调增作用越大;应力修正值关于裂纹贯通率具有非线性单调递增特性,关于外荷载呈线性单调递增性质;以灰岩岩体为例,各种理论计算的岩体抗拉强度验证了模型的解是合理的;裂纹半长不变时,岩体抗拉强度随裂纹贯通率增大而降低;裂纹贯通率恒定时,岩体抗拉强度随裂纹半长增加而降低;岩体抗拉强度与裂纹半长的平方根成反比,表现出岩体抗拉强度随裂纹半长线性变化而呈非线性变化规律;裂纹半长介于0.2~2.0 m时,灰岩岩体的抗拉强度均未超过1.0 MPa。经优化后的断裂力学线场分析法更加方便快捷,而岩桥静力平衡因子是求解岩桥应力修正值、岩桥拉应力、应力强度因子、形状修正系数和含中心裂纹岩体抗拉强度等岩体断裂特征参数的关键,研究结果具有一定的理论价值和工程意义。

关键词：岩土工程岩体力学断裂力学中心裂纹拉伸断裂线场分析法

取样方向对含单边裂纹牛卡纸拉伸断裂行为的影响

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包装工程 2022年第15期43卷 203-208页

作者：杨佳王勇李蕊郭宁赵晓辉天津商业大学机械工程学院天津300134 国麒光电(天津)科技有限公司天津300000 天津房鉴院建筑工程质量检验检测有限公司天津300070

目的探究取样方向对含单边裂纹牛卡纸拉伸断裂行为的影响,以期提高牛卡纸为原料制作的包装盒等成品的强度。方法首先在不同取样方向上制备含单边裂纹的牛卡纸试样,然后基于数字图像相关(Digital Image Correlation,DIC)方法,结合显微张... 详细信息

目的探究取样方向对含单边裂纹牛卡纸拉伸断裂行为的影响,以期提高牛卡纸为原料制作的包装盒等成品的强度。方法首先在不同取样方向上制备含单边裂纹的牛卡纸试样,然后基于数字图像相关(Digital Image Correlation,DIC)方法,结合显微张力测试台测得不同取样方向与拉伸断裂载荷的关系图,分析不同取样方向下裂纹尖端微观应变场,最后结合电镜扫描测试进行对比分析。结果结果表明,通常情况下,含单边裂纹的牛卡纸依然符合纸张纵向拉伸载荷大于横向拉伸载荷的规律,取样方向越靠近横向,裂尖区域应变值越大,发生断裂时的拉伸载荷越小。结论牛卡纸取样方向和纤维与纤维的结合强度是影响牛卡纸拉伸断裂行为的重要因素。

关键词：取样方向单边裂纹拉伸断裂牛卡纸

基于主成分分析的纤维拉伸断裂声发射信号识别

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纺织学报 2018年第1期39卷 19-24页

作者：张陆佳林兰天陈春敏申炎仃高琮上海工程技术大学服装学院上海201620

针对纤维拉伸断裂声发射信号的非平稳性、信号特征间高度重叠等问题,提出一种声发射信号特征提取及纤维种类诊断的模型,可用于识别拉伸断裂的纤维种类。首先,通过小波变换、增强经验模态分解方法(EEMD)对不同种纤维的拉伸断裂声发射信... 详细信息

针对纤维拉伸断裂声发射信号的非平稳性、信号特征间高度重叠等问题,提出一种声发射信号特征提取及纤维种类诊断的模型,可用于识别拉伸断裂的纤维种类。首先,通过小波变换、增强经验模态分解方法(EEMD)对不同种纤维的拉伸断裂声发射信号进行预处理、分解;然后,结合主成分分析法(PCA)提取频率特征;最后,运用最小二乘支持向量机(LSSVM)对纤维拉伸断裂的特征频率进行分类识别。结果表明,主成分分析法可将信号特征降维,并降低不同纤维频率特征之间的相关性,提高了对纤维拉伸断裂声发射信号的准确识别。针对芳纶1313、高性能维纶纤维拉伸断裂的声发射信号,EEMD-PCA-LSSVM模型的总识别率达96%。

关键词：纤维拉伸断裂声发射信号增强经验模态分解主成分分析最小二乘支持向量机

ZrO2增韧Al2O3颗粒增强Fe45复合材料拉伸断裂的有限元-离散元耦合方法仿真

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复合材料学报 2019年第6期36卷 1471-1479页

作者：信振洋苗文成王悦陈华辉中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院

采用有限元-离散元耦合方法(FEM-DEM方法),进行了氧化锆增韧氧化铝颗粒增强Fe45复合材料(ZrO2-Al2O3/Fe45)轴对称代表体元模型的拉伸断裂仿真分析。分析了FEM-DEM模型对单元尺寸的敏感性,结果表明采用,二阶实体单元加双零厚度内聚力单元... 详细信息

采用有限元-离散元耦合方法(FEM-DEM方法),进行了氧化锆增韧氧化铝颗粒增强Fe45复合材料(ZrO2-Al2O3/Fe45)轴对称代表体元模型的拉伸断裂仿真分析。分析了FEM-DEM模型对单元尺寸的敏感性,结果表明采用,二阶实体单元加双零厚度内聚力单元的FEM-DEM模型降低了计算结果对单元尺寸的敏感性。ZrO2-Al2O3/Fe45复合材料拉伸断裂的模拟结果表明,颗粒形状对裂纹的扩展会产生较大影响,复合材料的开裂首先在垂直于拉力方向的界面处发生,界面裂纹扩展至基体应力集中处之后基体发生开裂,裂纹由开裂的界面和基体裂纹共同组成。

关键词：有限元-离散元耦合方法颗粒增强金属复合材料拉伸断裂代表性体积单元内聚力单元

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掺砾黏土拉伸断裂细观特性研究

岩土力学 2016年第11期37卷 3096-3104页

作者：袁会娜张骏张其光清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

掺砾黏土在高心墙堆石坝工程中的应用越来越广泛,其拉伸断裂特性对心墙的安全至关重要。将掺砾黏土视作四相复合材料,基于图像处理和随机投放建立了考虑真实砾石形态的细观数值模型,结合物理试验的结果验证了其有效性,并分析了掺砾黏土... 详细信息

掺砾黏土在高心墙堆石坝工程中的应用越来越广泛,其拉伸断裂特性对心墙的安全至关重要。将掺砾黏土视作四相复合材料,基于图像处理和随机投放建立了考虑真实砾石形态的细观数值模型,结合物理试验的结果验证了其有效性,并分析了掺砾黏土拉伸断裂的宏细观特性。应力位移曲线的宏观非线性是细观非均质性的体现,砾石的掺入大幅减低了抗拉强度,但提高了峰后抗拉性能;土石界面是微裂缝发展的源头,拉伸断裂是一个微裂缝萌生、扩展以至汇集形成宏观裂缝的过程;拉伸断裂发生在一个区域,即断裂过程区,该区域的形成与砾石的随机分布有关。最后,采用数值试验分析了随机砾石投放和掺砾量对掺砾黏土宏细观力学行为的影响。

关键词：掺砾黏土拉伸断裂细观特性断裂过程区

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镍基单晶高温合金的拉伸断裂行为

材料导报 2016年第12期30卷 76-80,89页

作者：武丹田礼熙马朝利史一宁北京航空材料研究院先进高温结构材料国防科技重点实验室北京100095 北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100083 空军驻北京地区军事代表室北京100024

对[001]、[011]和[111]取向的镍基单晶高温合金的不同取向的弹性模量及硬度做了表征,并分析了[011]和[111]取向的单晶在室温和1070℃的拉伸断口形貌。研究结果表明:合金的弹性模量及拉伸断裂存在各向异性。室温下,[011]取向试样拉伸断... 详细信息

对[001]、[011]和[111]取向的镍基单晶高温合金的不同取向的弹性模量及硬度做了表征,并分析了[011]和[111]取向的单晶在室温和1070℃的拉伸断口形貌。研究结果表明:合金的弹性模量及拉伸断裂存在各向异性。室温下,[011]取向试样拉伸断裂变形不均匀,断面为椭圆形;[111]取向的试样断裂面为圆形,没有发生颈缩。[011]、[111]取向断口均由裂纹源区、扩展区及瞬断区组成。室温下,合金的拉伸断口为剪切型韧性断裂;高温下,合金的拉伸断口为微孔聚集型韧性断裂。

关键词：镍基单晶高温合金各向异性拉伸断裂形貌

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Q235钢拉伸断裂试验与数值仿真

塑性工程学报 2019年第1期26卷 168-173页

作者：王玉凯赵建新中国人民解放军陆军工程大学石家庄校区火炮工程系火炮理论与技术教研室河北石家庄050003

利用INSTRON试验机对低应变率(0.0001～0.01 s-1)下的Q235钢(冷轧、热轧)的拉伸断裂行为进行了研究,并利用Abaqus有限元软件分别对冷轧Q235钢和热轧Q235钢的拉伸断裂过程进行了数值模拟。结果表明:在低应变率下,随着应变率的提高,钢材... 详细信息

利用INSTRON试验机对低应变率(0.0001～0.01 s-1)下的Q235钢(冷轧、热轧)的拉伸断裂行为进行了研究,并利用Abaqus有限元软件分别对冷轧Q235钢和热轧Q235钢的拉伸断裂过程进行了数值模拟。结果表明:在低应变率下,随着应变率的提高,钢材的屈服应力和峰值应力提高,但是屈服应力对应变率的变化更敏感。对于Q235钢来说,冷轧钢与热轧钢的拉伸力学性能存在一定区别。冷轧钢的强度比热轧钢的高,但韧塑性却要低于热轧钢,峰值应力和断面收缩率对应变率变化更加敏感。基于试验数据拟合获得了冷轧Q235钢和热轧Q235钢的Johnson-Cook本构模型参数,仿真验证了模型对钢材拉伸力学行为描述的合理性和可靠性。

关键词：冷轧Q235钢热轧Q235钢应变率拉伸断裂数值仿真

退火温度对车用AZ91D镁合金板材室温拉伸断裂性能的影响

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锻压技术 2019年第2期44卷 155-158页

作者：王亮军佘银柱太原工业学院机械工程系山西太原030008

通过金相显微测试仪和力学拉伸试验仪器,分析了500～700℃退火温度下车用AZ91D镁合金板材室温拉伸力学性能以及断裂组织。研究结果表明:随着退火温度的增加,合金的晶粒尺寸逐渐增大,材料的抗拉强度降低。伸长率先增大后降低,并且在600... 详细信息

通过金相显微测试仪和力学拉伸试验仪器,分析了500～700℃退火温度下车用AZ91D镁合金板材室温拉伸力学性能以及断裂组织。研究结果表明:随着退火温度的增加,合金的晶粒尺寸逐渐增大,材料的抗拉强度降低。伸长率先增大后降低,并且在600℃下达到最大值,500,600与700℃温度下退火得到的试样的平均晶粒尺寸分别为4. 3,8. 5与15. 6μm;随着退火温度的增加,板材拉伸断口附近的显微组织中孪晶组织增加,孔洞变小,在500℃退火得到的镁合金板材断口区域存在一条明显的裂纹;随退火温度的增加,板材拉伸断裂机制为微孔聚集型断裂和解理断裂共同存在的混合型断裂。

关键词： AZ91D镁合金板材退火温度晶粒尺寸拉伸断裂断裂机制

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热轧不锈钢复合板界面组织与拉伸断裂的研究

武汉科技大学学报 2017年第6期40卷 408-414页

作者：张心金祝志超刘会云中国第一重型机械股份公司天津研发中心天津300457

本文借助SEM、EDS和EPMA等分析了热轧不锈钢复合板界面组织及拉伸断口特征,结果表明:复合板结合界面存在元素扩散现象,不同元素扩散距离不同从而导致形成特殊带状组织;无Ni结合界面的拉伸断口呈沿晶断裂特征;含Ni结合界面因元素扩散受... 详细信息

本文借助SEM、EDS和EPMA等分析了热轧不锈钢复合板界面组织及拉伸断口特征,结果表明:复合板结合界面存在元素扩散现象,不同元素扩散距离不同从而导致形成特殊带状组织;无Ni结合界面的拉伸断口呈沿晶断裂特征;含Ni结合界面因元素扩散受到抑制,拉伸断口呈韧性断裂特征,其界面抗剪强度相比无Ni结合界面虽有所下降,但仍远大于国标要求的210 MPa。拉伸断裂过程动态抓拍结果显示:复合板结合界面先发生曲折开裂,随后基层与复层发生不同步断裂。

关键词：不锈钢复合板真空热轧成形界面组织元素扩散拉伸断裂断口形貌