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力学本构关系与水化学对核电材料应力腐蚀开裂的交互作用

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力学本构关系与水化学对核电材料应力腐蚀开裂的交互作用

单轴压缩条件下不同冲击倾向性煤岩损伤与破碎能演化规律研究

第16届全国疲劳与断裂学术会议

作者：吕战鹏庄子哲雄陈俊劼夏爽姚美意周邦新上海大学材料科学与工程学院材料研究所

材料力学本构关系与环境水化学对核电站用奥氏体合金在高温水中的应力腐蚀开裂存在交互作用。实验结果表明:提高材料强度倾向于加速应力腐蚀开裂;提高电化学电位倾向于加速奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂,而电化学电位对镍基合金的应

关键词：核电站材料应力腐蚀开裂高温水力学本构关系水化学

来源： cnki会议评论

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采矿与安全工程学报 2022年第3期39卷 517-526页

作者：丁鑫肖晓春潘一山吴迪辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000 辽宁大学环境学院辽宁沈阳110136

研究围绕“同一矿井煤岩试样会出现强度相近但峰后应力降模量明显差异,进而引起多种冲击倾向性判定结果和能量演变特征”的现象,以物理实验为基础,分析考虑了孔、裂隙对有效承载面积的削减作用,建立了基于孔隙率的初始损伤表达式,结合... 详细信息

研究围绕“同一矿井煤岩试样会出现强度相近但峰后应力降模量明显差异,进而引起多种冲击倾向性判定结果和能量演变特征”的现象,以物理实验为基础,分析考虑了孔、裂隙对有效承载面积的削减作用,建立了基于孔隙率的初始损伤表达式,结合非均匀性统计理论构建了煤岩本构关系及损伤演化方程,基于煤岩破碎后块体分布的自相似性,理论推导获得了以分形维数表征的破碎块体新增表面积及耗散能密度计算公式并实验验证。研究表明:随所受载荷增加,煤岩损伤演化曲线呈现为“受载初期平直、临近峰值陡增”的典型“S”型变化,且损伤在峰值点均低于0.5并集中于峰后阶段发展,冲击倾向性增强,其初始和应力峰值损伤越低,损伤越集中于峰后发展;认为煤岩产生损伤演化特点随冲击倾向性变化主要是因孔裂隙发育及不同物质组成所致,孔隙率逐渐增加使试样更易在缺陷部分发生微裂隙扩展并与相邻的缺陷部分汇聚而形成宏观破裂;弱冲击倾向试样宏观煤岩成分具有更多暗煤,反之冲击倾向性增强煤岩中镜煤、亮煤占比增加,两种宏观煤岩组分虽均使煤岩展现出较高的抗压强度,但暗煤韧性大,与之相对应的亮煤、镜煤脆性特征更为显著,表现出峰后软化及损伤差异;冲击倾向性增强,煤岩破碎程度增加即分形维数升高、碎块分布向更小尺寸集中;随碎块分形维数增加,破碎耗散能理论曲线呈斜率升高的“下凹”型增长,更为直观地反映了煤岩冲击倾向性与破碎度、盈余能间的正相关关系。

关键词：冲击倾向性初始损伤力学本构关系分形理论破碎能

基于人工神经网络的固体推进剂细观损伤与宏观刚度映射关系

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复合材料学报 2024年第9期41卷 4765-4777页

作者：张滔韬杨玉新张二晗校金友吕海宝文立华雷鸣侯晓西北工业大学航天学院西安710072 西安航天动力技术研究所西安710025 哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所哈尔滨150001 中国航天科技集团公司北京100048

作为一种高夹杂比颗粒增强聚合物基复合材料,固体推进剂的宏观力学性能主要由其细观结构决定。外加载荷下,初始缺陷或细观颗粒团聚均可诱发局部应力集中,导致颗粒-基体细观界面脱粘,材料宏观力学性能劣化。如何构建细观损伤与宏观性能... 详细信息

作为一种高夹杂比颗粒增强聚合物基复合材料,固体推进剂的宏观力学性能主要由其细观结构决定。外加载荷下,初始缺陷或细观颗粒团聚均可诱发局部应力集中,导致颗粒-基体细观界面脱粘,材料宏观力学性能劣化。如何构建细观损伤与宏观性能间的映射关系,已成为推进剂细观实验结果合理运用、固体火箭发动机结构灾变准确预报的关键。为此,本文发展了基于连续介质力学框架的人工神经网络,以变形梯度的不变量为输入、自由能为输出,遴选现有自由能函数和损伤增长函数形式为神经网络设计激活函数,使神经网络先验地满足变形连续性、坐标不变性、热力学一致性等要求。基于上述物理相容性,神经网络能在稀疏训练数据条件下快速收敛,还能够自下而上地实现损伤状态的遗传映射。最后,采用有限元分析获取的数据集,验证了该网络模型对不同预损伤下的推进剂在单轴拉伸、等双轴拉伸、纯剪切3种加载条件下的宏观刚度预报能力。

关键词：固体推进剂力学本构关系人工神经网络细观损伤细-宏观映射

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低温下复合材料层合板的层间应力分析

湖北汽车工业学院学报 2015年第2期29卷 41-44页

作者：曾红燕董焱章尹长城湖北汽车工业学院汽车工程学院湖北十堰442002

以低温推进剂的纤维增强树脂基复合材料燃料罐为对象,研究在低温环境下复合材料/结构的力学性能。基于细观力学模型,分别建立了用于复合材料贮箱的2种典型复合材料E-Glass/Epoxy和Graphite/Epoxy低温环境下的本构关系。采用有限元法,通... 详细信息

以低温推进剂的纤维增强树脂基复合材料燃料罐为对象,研究在低温环境下复合材料/结构的力学性能。基于细观力学模型,分别建立了用于复合材料贮箱的2种典型复合材料E-Glass/Epoxy和Graphite/Epoxy低温环境下的本构关系。采用有限元法,通过对低温环境下典型铺层的层合板自由边界附近层间应力的分析,讨论了低温对E-Glass/Epoxy和Graphite/Epoxy这2种典型复合材料层合板自由边界附近层间应力分布的影响。结果表明:温度的变化对层合板层间应力分布的影响较明显,且温度越低层合板的最大层间应力值越大。研究成果将对低温推进剂的纤维增强树脂基复合材料燃料罐设计提供一定的参考价值。

关键词：复合材料低温弹性模量力学本构关系层间应力