钟诚
,
王志刚
,
刘昌明
材料科学与工程学报
耐火材料力学行为的非线性源自于其细观结构的变形和损伤.从细观力学入手,采用不完美界面颗粒填充复合材料的界面相模型,结合材料的损伤机理,通过逐步改变界面相的弹性模量和体积分数等物理参数来等效模拟材料在承载过程中的非线性力学行为.在镁碳质耐火材料的实验基础上,对材料在不同承载形式下的损伤演化过程进行模拟,利用数值计算的方法得出材料应力与应变的关系.研究结果表明,运用此方法对镁碳质耐火材料非线性力学行为的模拟结果与实验结果能较好地吻合.
关键词:
耐火材料
,
细观损伤
,
界面相模型
,
损伤模拟
杨智勇
,
韩建民
,
李卫京
,
王金华
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2008.02.014
采用SiC颗粒增强铝基复合材料制动盘本体取样,对SiC颗粒增强铝基复合材料在室温和高温条件下的细观损伤断裂机制进行研究.在试样断口上,通过扫描电镜观察到裂纹的萌生和扩展,SiC颗粒和裂纹扩展面的改变对裂纹生长的阻滞作用和以SiC颗粒为中心的辐射状疲劳条纹.提出一种颗粒增强复合材料的细观损伤混联模型,用于解释材料细观裂纹的萌生和扩展.
关键词:
细观损伤
,
颗粒增强金属基复合材料
,
断裂
,
混联模型
姚战军
,
黄坚
,
杜月和
,
戴汇川
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2010.01.030
复合材料细观损伤研究方法可以在细观的尺度上对复合材料的力学性能和损伤失效进行研究.通过细观尺度上的胞元建立损伤萌生与演化模型,根据细观损伤演化模型确定细观损伤变量.当细观损伤变量达到阀值时可预报复合材料的强度和疲劳寿命等宏观性能.细观损伤有限元分析已成为对理论模型进行修正的重要手段,可以用理论分析与有限元模拟相结合的方法研究复合材料的力学行为.为了更好的为相关研究工作提供参考,对复合材料细观损伤研究进展情况从理论研究和有限元研究两方面做了一个回顾和梳理.
关键词:
复合材料
,
细观损伤
,
综述
,
损伤模拟
,
特征体元
孙耀宁
,
王艳飞
兵器材料科学与工程
用Python脚本生成复合材料三维细观力学有限元结构模型以及施加代表性体积单元(RVE)所需的周期性边界条件,运用Abaqus材料子程序UMAT建立材料的损伤模型,研究周期性温度变化下纤维增强复合材料代表性体积单元(RVE)在横向拉伸载荷的作用下组分相损伤的演化过程以及最终产生基体裂纹破坏的趋势.并与文献中的实验结果进行对比,从细观尺度表征了周期性温度变化对横向拉伸载荷作用下复合材料失效模式的影响.从模拟结果可以看出,纤维和基体的热物理性能不同使得纤维牵制基体的热变形,将会加快纤维/基体破坏,直接在垂直于载荷的应力集中区域产生连续界面脱黏.
关键词:
周期性温度变化
,
纤维增强复合材料
,
细观损伤
,
界面失效
,
横向行为
唐世斌
,
唐春安
,
梁正召
,
于庆磊
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2008.02.020
运用热传导和热-力耦合的相关理论,借助统计分布来考虑陶瓷中存在的微孔洞和微裂隙;建立了一种可以模拟陶瓷遭受热冲击作用下的裂纹萌生、扩展过程的数值模拟方法,并通过材料破坏过程分析系统(RFPA,Realistic Failure Process Analysis)加以实施.该数值方法基于细观非均匀性假设,突破了以往连续介质力学视陶瓷为均匀介质的假设,并从细观损伤角度考虑陶瓷热冲击破坏演化的过程.运用该方法对三面绝热、一面受热冲击的平板状陶瓷材料的破裂过程进行了数值试验.结果表明:起始裂纹发端于受热冲击表面,且在初始的裂纹萌生阶段,在受热冲击表面产生一系列无序的裂纹;但随着时间的延续,裂纹逐渐演变成多条近乎平行的、沿受冲击表面内法向方向扩展的主裂纹,其中一些裂纹的发展受到了屏蔽,这一结果与试验结果吻合较好.本数值方法为相关研究提供了新的思路.
关键词:
热冲击
,
陶瓷材料
,
破裂过程
,
细观损伤
秦晓川
,
孟少平
,
涂永明
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.02.025
为研究高强混凝土冻融损伤机理及其与抗压强度之间的关系,采用RapidAir结合金相显微镜的方法,实现对混凝土细观冻融损伤的连续观察,探究了细观结构对冻融的敏感程度以及细观破坏对宏观破坏的影响规律.结果表明:对高强混凝土而言,较低的含气量和较大的气泡间隔系数并不意味着较差的抗冻性;孔隙群的冻融响应敏感,且微裂缝出现较早,该区域的缺陷增长能与冻融前期混凝土抗压强度线性下降很好地对应,但此时混凝土的抗压强度下降并不明显;相对孤立的孔和砂浆与粗骨料的界面过渡区较不敏感,这些区域出现损伤后,混凝土的抗压强度逐渐非线性下降,预示着混凝土即将冻碎.
关键词:
高强混凝土
,
冻融循环
,
细观损伤
,
定量分析
,
抗压强度
曹飞
,
王同敏
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2017.03.01
金属材料作为一类重要的结构和功能材料,在人类社会发展中一直发挥着重要的作用.研究者也一直通过多种表征技术来研究金属材料的微观组织与性能.然而,金属材料的不透明特性在很大程度上限制了研究者们对其进行实时动态表征.随着第三代同步辐射光源的发展,同步辐射成像技术以其强穿透性、高时空分辨率、无损、可视化等优势在金属材料研究领域具有显著的优越性.回顾了金属材料实时原位研究工作的发展历程,简要介绍了近十多年来同步辐射二维/三维成像技术在金属凝固行为(晶粒生长、溶质扩散等)与物理场(电场、磁场和超声场)调控、材料内部微观组织结构(枝晶、金属间化合物形貌演变,析出相空间分布等)、细观损伤行为(裂纹的萌生、扩展及断裂机制)等研究中的典型应用,展望了同步辐射光源及成像技术的发展趋势及此技术在金属材料领域应用的未来前景.
关键词:
金属材料
,
凝固
,
物理场
,
细观损伤
,
同步辐射
,
原位观察
