检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

损伤演化对韧性金属碎裂过程的影响

爆炸与冲击 2020年第1期40卷 63-70页

作者：曹祥汤佳妮王珠郑宇轩周风华宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室

固体在冲击拉伸载荷作用下会断裂成多个碎片,基于线性内聚力断裂假设的Mott-Grady模型能较好地预测碎裂过程所产生的平均碎片尺度的下限。然而实际上,韧性金属的损伤演化是多元化的,为此通过数值模拟方法研究了不同损伤演化规律对韧性... 详细信息

固体在冲击拉伸载荷作用下会断裂成多个碎片,基于线性内聚力断裂假设的Mott-Grady模型能较好地预测碎裂过程所产生的平均碎片尺度的下限。然而实际上,韧性金属的损伤演化是多元化的,为此通过数值模拟方法研究了不同损伤演化规律对韧性碎裂过程的影响。利用ABAQUS/Explicit动态有限元软件数值再现了韧性金属杆(45钢)在高应变率下拉伸碎裂的过程,分析了线性和非线性损伤演化对韧性碎裂过程的影响规律。结果表明:损伤演化规律对韧性金属的碎裂过程具有显著影响,非线性指标α越大,碎裂过程产生的碎片数越少;Grady-Kipp碎裂公式仍能在一定范围内预测韧性碎裂过程中产生的碎片尺寸;当非线性指标α远大于零时,在较低冲击拉伸载荷作用下,数值模拟结果和Grady-Kipp模型预测值偏差较大,随着应变率增大,数值模拟结果与Grady-Kipp模型预测值吻合较好。

关键词：韧性碎裂损伤演化 Grady-Kipp公式碎片尺寸

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

韧性金属圆环高速膨胀碎裂过程的有限元模拟

力学学报 2011年第5期43卷 861-870页

作者：陈磊周风华汤铁钢宁波大学机械工程与力学学院宁波315211 中国工程物理研究院流体物理研究所绵阳621900

用数值方法模拟了韧性金属圆环的自由膨胀碎裂过程.采用Johnson-Cook热黏塑性本构模型描述材料的动态变形和热软化特性,采用包含内聚力失稳断裂准则的Johnson-Cook型损伤断裂模型描述材料的破坏和分离过程,采用结合单元消去技术的***/Ex... 详细信息

用数值方法模拟了韧性金属圆环的自由膨胀碎裂过程.采用Johnson-Cook热黏塑性本构模型描述材料的动态变形和热软化特性,采用包含内聚力失稳断裂准则的Johnson-Cook型损伤断裂模型描述材料的破坏和分离过程,采用结合单元消去技术的***/Explicit程序进行分析.在特定膨胀速度下对多个圆环进行碎裂数值实验,获得碎片样本集合.研究证实,Grady-Kipp基于塑性卸载波传播机制的韧性碎片尺寸公式可以较好地预测碎片的平均长度.模拟再现了圆环碎裂过程中塑性卸载波的传播,揭示了Grady-Kipp公式合理性的物理基础.

关键词：韧性金属膨胀环实验碎裂碎片尺寸 Grady—Kipp公式

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

铁木辛柯梁中的卸载弯曲波及二次断裂

力学学报 2021年第6期53卷 1658-1670页

作者：龙龙郑宇轩周风华任会兰宁建国北京理工大学机电学院北京100081 宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室浙江宁波315211

半无限长梁承受恒定弯矩作用后,如果自由端的初始弯矩突然释放,将在梁中激发出一列卸载弯曲应力波.采用铁木辛柯梁和瑞利梁来研究突然卸载所激发出的弯曲波的传播特征.利用拉普拉斯变换方法进行分析,首先推导出铁木辛柯梁和瑞利梁中的... 详细信息

半无限长梁承受恒定弯矩作用后,如果自由端的初始弯矩突然释放,将在梁中激发出一列卸载弯曲应力波.采用铁木辛柯梁和瑞利梁来研究突然卸载所激发出的弯曲波的传播特征.利用拉普拉斯变换方法进行分析,首先推导出铁木辛柯梁和瑞利梁中的卸载弯曲波的像函数解析解,采用数值反变换方法给出了时域上波传播的响应解,并研究了梁中各点的横向位移、弯矩和剪力随时间的变化规律.计算结果表明:与简化的欧拉梁不同,旋转惯性的引入使铁木辛柯梁和瑞利梁中的弯曲波传播具有强烈的局部化效应,特别是梁中各点经历的弯矩变化,和其距离自由端的位置相关,不同时刻的弯矩峰值大小不同;瑞利梁中离自由端不同距离各点的峰值弯矩先增大后降低,最后达到一个渐近值;铁木辛柯梁中各点的峰值弯矩总体上随着时间单调增大到同一个渐近值,该渐近值与欧拉梁中的峰值弯矩值相同,均为1.43.切应力效应的引入进一步降低了铁木辛柯梁中卸载弯曲波的波速,同时也使得铁木辛柯梁中弯矩峰值的最大值小于瑞利梁中的最大值.对于脆性细长梁的纯弯曲断裂,铁木辛柯梁可以较好地预测二次断裂的发生位置,相应的碎片尺寸约为7倍梁横截面厚度.

关键词：铁木辛柯梁瑞利梁弯曲应力波卸载波二次断裂碎片尺寸

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

带有幂次内聚断裂模型的韧性碎裂

兵工学报 2023年第5期44卷 1493-1501页

作者：徐便郑宇轩杨洪升周风华宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室浙江宁波315211 中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室四川绵阳621999 西北工业大学航空学院陕西西安710072

固体在受到冲击载荷作用时常常会断裂成多个碎片(碎裂),对冲击碎裂过程的研究对工程防护和国防军事具有重要意义。影响碎片尺寸的关键参数包括加载速率、材料强度和韧性、断裂形态等因素。采用非线性的幂次内聚力模型来描述材料的断裂过... 详细信息

固体在受到冲击载荷作用时常常会断裂成多个碎片(碎裂),对冲击碎裂过程的研究对工程防护和国防军事具有重要意义。影响碎片尺寸的关键参数包括加载速率、材料强度和韧性、断裂形态等因素。采用非线性的幂次内聚力模型来描述材料的断裂过程,分析断裂和卸载波传播的耦合过程,给出断口完全断裂时间、卸载波传播距离及碎片平均尺度的解析表达;采用有限元数值模拟不同损伤断裂路径下的韧性碎裂过程,得到断口形貌和破碎产生碎片的平均尺寸。研究结果表明:随着幂次指数k的减小,卸载波的传播距离单调增加,产生碎片的平均尺寸也增加,并且碎片断口变形更大;在诸多可能的非线性损伤演化路径中,存在一种断口位置以最快速卸载方式的损伤断裂模型,该模型对应于幂次指数k=0.5的情况,更接近刻画断口区的断裂发展过程。

关键词：韧性碎裂幂次内聚力断裂模型 Mott波碎片尺寸

维普期刊数据库博看期刊

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

石英玻璃圆环高速膨胀碎裂过程的离散元模拟

力学学报 2018年第3期50卷 622-632页

作者：熊迅李天密马棋棋方继松郑宇轩周风华宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室浙江宁波315211 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

采用离散元算法模拟了石英玻璃圆环受到外加动态载荷时的力学行为.首先基于flat-jointed粘结模型,通过标准的单轴拉压、三点弯曲等数值实验来标定了石英玻璃的微观参数.在此模型基础上,数值模拟再现了石英玻璃圆环在不同应变率下的膨胀... 详细信息

采用离散元算法模拟了石英玻璃圆环受到外加动态载荷时的力学行为.首先基于flat-jointed粘结模型,通过标准的单轴拉压、三点弯曲等数值实验来标定了石英玻璃的微观参数.在此模型基础上,数值模拟再现了石英玻璃圆环在不同应变率下的膨胀碎裂过程.为定量分析数值模拟结果,需要准确确定圆环的碎裂发生时刻.模拟发现:伴随着石英玻璃圆环的断裂,圆环外表面粒子径向膨胀速度的时程曲线会发生突然升高然后下降的跳动;详细分析表明,这种跳动源自周向的脆性断裂诱发的卸载波(周向拉伸应力急剧下降)以及伴随而来的泊松膨胀,这种径向速度跳动现象为实验中检测脆性断裂发生时刻提供了可能.进一步的数值研究表明:(1)石英玻璃圆环的断裂应变随着应变率的提高而增大,与韧性金属材料的膨胀环实验结果一致;(2)石英玻璃圆环的碎片平均质量随着应变率的增大而减小;(3)数值计算获得的碎片平均尺寸与已有的理论和实验结果比较吻合.利用液压膨胀环实验装置对石英玻璃圆环进行了验证性实验,回收得到的碎片形貌及碎片个数与数值模拟的结果基本一致.

关键词：离散元石英玻璃膨胀环实验碎裂碎片尺寸

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

PMMA膨胀环动态拉伸碎裂实验研究

力学学报 2018年第4期50卷 820-827页

作者：李天密张佳方继松刘丽芝郑宇轩周风华宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室浙江宁波315211

在强动载作用下,脆性材料的碎裂问题是一个重要的研究课题,而脆性材料在冲击拉伸载荷下的力学行为的实验研究相对较匮乏.提出了一种动态拉伸断(碎)裂的液压膨胀环实验技术,可用于准脆性/脆性材料的动态拉伸.利用该技术对有机玻璃(PMMA)... 详细信息

在强动载作用下,脆性材料的碎裂问题是一个重要的研究课题,而脆性材料在冲击拉伸载荷下的力学行为的实验研究相对较匮乏.提出了一种动态拉伸断(碎)裂的液压膨胀环实验技术,可用于准脆性/脆性材料的动态拉伸.利用该技术对有机玻璃(PMMA)圆环试件进行了不同膨胀速度下的动态碎裂实验研究.从回收碎片的断口形貌和碎片内部残余裂纹观察可知试件的破碎由环向拉伸应力造成,碎片断口处发出的稀疏波会将周围的拉伸应力卸载,从而抑制其他裂纹的进一步发展.利用超高速相机记录了试件的膨胀碎裂过程,利用DISAR激光速度干涉仪获得了试件外表面粒子的径向膨胀速度历史,通过试件上的应变片获得了试件的应变历史和断裂应变.实验结果表明:在拉伸应变率150～500 s^(-1)范围,材料的动态断裂应变低于准静态加载下的断裂应变,体现出"动脆"现象;随着加载应变率的提高,PMMA材料的碎片尺寸减小;无量纲化的PMMA圆环的平均碎片尺寸介于韧性碎裂模型和脆性碎裂模型的预测数值之间,反映出材料的准脆性特性.

关键词：有机玻璃液压膨胀环实验高应变率拉伸碎片尺寸脆性破碎

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

脆性膨胀环动态拉伸碎裂实验研究

爆炸与冲击 2021年第1期41卷 93-101页

作者：汤佳妮徐便郑宇轩周风华宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室浙江宁波315211 中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室四川绵阳621999

发展了一种液压冲击脆性膨胀环实验技术,通过可升降的凸台对脆性膨胀环进行精确的对心定位安置,避免偏心膨胀带来的弯曲断裂,通过膨胀环试件上的半导体应变片测量其在拉伸碎裂过程中的应变时程曲线;对典型脆性材料碳化硅(SiC)陶瓷进行... 详细信息

发展了一种液压冲击脆性膨胀环实验技术,通过可升降的凸台对脆性膨胀环进行精确的对心定位安置,避免偏心膨胀带来的弯曲断裂,通过膨胀环试件上的半导体应变片测量其在拉伸碎裂过程中的应变时程曲线;对典型脆性材料碳化硅(SiC)陶瓷进行了膨胀拉伸碎裂实验研究,获得了其动态拉伸断裂强度和碎片平均尺寸及分布。实验结果表明:(1)液压冲击膨胀环实验能较好地实现脆性膨胀环的拉伸碎裂,在应变率101 s^−1量级下,SiC陶瓷拉伸断裂应变为3.7×10^−4~7.4×10^−4,平均拉伸断裂应力为206 MPa;(2)SiC陶瓷无量纲化平均碎片尺寸落于多种脆性碎裂预测模型的合理区间内,随着加载应变率的提高,SiC陶瓷的平均碎片尺寸减小;(3)SiC陶瓷拉伸碎裂的碎片分布基本符合Rayleigh分布,但是在细小尺寸上和大尺寸碎片分布上存在一定偏差。

关键词：液压膨胀 SiC陶瓷脆性碎裂碎片尺寸碎片分布

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

岩石Mott环自由膨胀动态破碎特征研究

力学学报 2024年

作者：何立恒李海李潜李晓锋中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室中国科学院大学

为研究脆性材料冲击破碎问题，本文基于自主开发的连续非连续软件对岩石Mott环在自由膨胀过程中的动态破碎特征展开研究。讨论了网格尺寸对模拟结果的影响，通过网格细化分和收敛性分析，验证了模拟结果的准确性和可靠性。提出了一种新... 详细信息

为研究脆性材料冲击破碎问题，本文基于自主开发的连续非连续软件对岩石Mott环在自由膨胀过程中的动态破碎特征展开研究。讨论了网格尺寸对模拟结果的影响，通过网格细化分和收敛性分析，验证了模拟结果的准确性和可靠性。提出了一种新的基于初始动能，残余动能和断裂能严格平衡的Mott环动态破碎理论模型，讨论了动能比对归一化碎片尺寸的影响关系。开展了不同断裂能、抗拉强度和弹性模量下的岩石Mott环模拟，研究了材料参数变化对碎片尺寸、应变率及归一化效应的影响。结果表明：新的基于能量平衡的破碎模型可以更好地预测碎片的平均尺寸，克服了传统Grady模型和Glenn-Chudnovsky模型的不足；碎片的累积分布曲线可近似地采用Rayleigh分布曲线表征；随着断裂能的增加，在保持应变速率恒定的条件下，岩石Mott环的破碎程度降低。在恒定初始膨胀速度下，岩石Mott环受断裂前累积应力水平、应变能积累及断裂过程中应力集中等因素影响，平均碎片尺寸并未随抗拉强度的增加呈现单调变化趋势。弹性模量对岩石Mott环的应变速率效应存在一个明显阈值，当应变率超过该阈值，岩石材料从弹性变形阶段到最终断裂所需时间越小，导致弹性模量对碎片平均尺寸的影响几乎可以忽略。

关键词：岩石Mott环自由膨胀碎片尺寸应变率连续非连续归一化分析

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

氧化铝陶瓷压缩破坏过程离散元数值模拟

硅酸盐通报 2022年第9期41卷 3296-3303页

作者：邱镁钫张青艳郑宇轩宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室宁波315211 宁波职业技术学院应用力学研究所宁波315800

陶瓷的压缩破坏是一个爆炸式破碎的过程,在短时间内急剧释放大量能量,并伴随大量高速飞行碎片的产生,实验上较难获取陶瓷压缩破坏过程中碎片的飞溅速度。本文采用离散元数值模拟氧化铝陶瓷的压缩破碎过程,分析了不同应变率下产生碎片的... 详细信息

陶瓷的压缩破坏是一个爆炸式破碎的过程,在短时间内急剧释放大量能量,并伴随大量高速飞行碎片的产生,实验上较难获取陶瓷压缩破坏过程中碎片的飞溅速度。本文采用离散元数值模拟氧化铝陶瓷的压缩破碎过程,分析了不同应变率下产生碎片的尺寸分布、碎片的平均飞溅速度,以及试件内部不同区域碎片的速度变化规律。研究表明:(1)陶瓷的表观破坏强度以及破碎后碎片的平均飞溅速度与加载应变率正相关;(2)碎片飞溅速度与其初始位置相关,外侧碎片的飞散速度最大,随着初始位置与试件中心轴距离的减小,碎片飞溅速度逐渐减小;(3)随着加载应变率的提高,碎裂产生的碎片数逐渐增多,对应的碎片平均尺寸变小。进一步讨论了试件压缩破碎过程中的能量守恒和转换模式,并对碎片飞溅的平均速度进行了理论分析。

关键词：陶瓷压缩破坏离散元碎片飞溅速度碎片尺寸能量转换

维普期刊数据库博看期刊