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金属构件韧性断裂机理研究对于新型延性材料缩短其工程应用周期及减少物理试验量等方面具有重要意义.基于连续损伤力学理论提出了一种改进的三应力不变量延性金属断裂模型,该模型考虑了静水压力和Lode角对损伤变量的影响.然后,以商业有限元分析软件ABAQUS为平台,通过编写用户材料子程序VUMAT的方式将该模型嵌入准静态算法主程序.通过对四种高强度变形铝合金2A12-T4板材的拉伸渐进破坏过程的试验及数值分析研究,验证了该模型的有效性.结果表明,该模型可很好地预测延性金属材料自裂纹萌生、扩展直至完全断裂的全过程.

关键词: 延性金属材料 , 断裂 , 连续损伤力学 , 渐进破坏

复合材料界面模态混合度研究

范学领 , 孙秦 , 原梅妮 , 菊池正纪

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2009.02.001

综述了消除复合材料界面裂纹应力奇异性及求解界面模态混合度的主要方法,分析讨论了各个方法的优缺点.通过分析讨论发现:模态混合度表征界面力学性能可以准确地描述界面裂纹尖端处各应变能释放率分量的振荡特性;求解与裂纹扩展长度无关的各应变能释放率分量及模态混合度是研究复合材料界面裂纹问题的难点;采用混合模态界面力学性能试验方法验证基于正则化长度等求解模态混合度方法的有效性,进而准确预测复合材料分层的发生及扩展是今后研究复合材料界面力学问题的发展方向.

关键词: 模态混合度 , 应变能释放率 , 界面结合强度 , 复合材料分层 , 虚裂纹闭合方法

重合网格法在复合材料分层问题中的应用

范学领 , 孙秦 , 菊池正纪

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2008.05.005

使用重合网格法(S-FEM)分析了混合模态下CFRP层合板分层问题.首先将虚裂纹闭合技术集成到S-FEM程序中,求解了复合材料分层尖端处的应变能释放率.然后把重合网格法数值结果与基于梁理论的计算结果及实验数据进行了比较.结果表明,对于单方向及多方向CFRP复合材料层合板,重合网格法都能够得到更精确的数值,是一种有效的计算复合材料裂纹尖端应变能释放率的方法.

关键词: 重合网格技术 , 应变能释放率 , 虚裂纹闭合技术 , 分层

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延性金属渐进破坏试验与数值研究

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重合网格法在复合材料分层问题中的应用

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