韩坤峰
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李平
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阳能军
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王汉功
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康兴无
材料导报
首先对复合材料单向板进行拉伸损伤实验,采用声发射监测其损伤的分布规律和发展过程,然后采用逐步线性加载的方式对三维有限元单胞模型进行应力场数值模拟,通过对应力场分布的分析获取复合材料的损伤机理,并进一步验证声发射监测的准确性.研究结果表明,通过综合运用声发射损伤监测技术与单胞模型有限元应力场数值模拟,分析复合材料拉伸损伤过程的方法是可行的.
关键词:
复合材料
,
声发射
,
有限元
,
代表性体积单元
,
拉伸损伤
龙宪海
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阳能军
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王汉功
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2011.01.005
采用三点弯曲试样加载过程声发射监测实验,结合断口SEM观察及X射线能谱分析,考察了30CrMnSi合金钢延性断裂的整个物理过程.结果表明:30CrMnSi钢的断裂过程从宏观上可以分为裂尖塑性变形、裂纹亚临界扩展和裂纹失稳扩展三个阶段.其机理如下:裂尖塑性变形过程是位错的滑移、堆积而引起的孔洞形核和长大;裂纹亚临界扩展过程为韧窝之间的连通;裂纹失稳扩展过程则是晶体的大规模解理.随着延性断裂过程的进行,各阶段均呈现脆性断裂特征逐渐增强的趋势,表现为韧窝尺寸的减小和声发射高幅值信号的增加.断裂过程各阶段声发射信号特征明显,声发射技术是监测30CrMnSi钢断裂损伤发展的有效手段.
关键词:
高强度合金钢
,
声发射
,
断裂机理
,
断裂韧度
龙宪海
,
阳能军
,
王汉功
高分子材料科学与工程
对单向碳/环氧复合材料拉伸断裂过程进行了声发射监测,结合拉伸过程的细观力学分析,探讨了复合材料拉伸断裂的机理.结果表明,碳/环氧复合材料拉伸损伤过程可以分为三个阶段:弹性变形阶段、损伤发展与累积阶段和临近断裂阶段.弹性变形阶段基本无明显损伤发生;损伤发展与累积阶段主要是基体及界面损伤,该损伤先随载荷快速增大,到达峰值后又迅即减小;临近断裂阶段时声发射信号相对平静,但炭纤维开始发生集群损伤,这预示了灾难性断裂的到来.应用三维单胞模型,分析了引起各阶段损伤的原因.
关键词:
复合材料
,
声发射
,
细观力学
,
断裂机理
