王灿
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陈浩然
复合材料学报
采用双悬臂梁（DCB）试验研究了具有不同密度的PMI泡沫芯体的玻璃纤维增强复合材料夹芯梁界面裂纹曲折破坏路径。基于包含裂纹的物质点算法（MPM），建立了与试验研究相适应的MPM模型，在不同的面板／芯体模量比下计算了界面裂纹裂尖模态比和曲折破坏角，并结合曲折破坏准则模拟了界面裂纹曲折破坏路径。数值模拟结果和试验现象吻合良好，说明了本文中数值分析模型和方法的有效性。研究结果表明，面板材料和芯体材料模量失配越严重，界面裂纹发生曲折破坏时的破坏角越大；裂纹折人芯体后，在I型为主的加载模式的支配下以基本平行于界面的方向扩展。
关键词:
复合材料夹芯梁
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界面断裂
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曲折破坏
,
裂纹扩展路径
,
物质点方法
吕毅
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许希武
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郭树祥
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20141022.001
为了模拟功能梯度材料(FGM)在工程应用中可能会出现的断裂问题并计算相应的开裂载荷,通过编写用户自定义UEL子程序将梯度扩展单元嵌入到ABAQUS软件中模拟功能梯度材料的物理场,并编写交互能量积分后处理子程序计算裂纹尖端的混合模式应力强度因子(SIF),采用最大周向应力准则编写子程序计算裂纹的偏转角,并模拟了裂纹扩展路径,计算了裂纹的起裂载荷.讨论了材料梯度参数对裂纹扩展路径以及起裂载荷的影响规律.通过与均匀材料的对比,验证了功能梯度材料断裂性能的优越性.研究表明:外载平行于梯度方向时,垂直梯度方向的初始裂纹朝着等效弹性模量小的方向扩展,且偏转角在梯度指数线性时出现峰值,并随着组分弹性模量比的增加而变大;当外载和初始裂纹均平行于梯度方向时,材料等效弹性模量和断裂韧性的增加或者梯度指数的减小都导致起裂载荷变大.
关键词:
梯度复合材料
,
最大周向应力准则
,
交互能量积分
,
裂纹扩展路径
,
起裂载荷
梁宇
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向嵩
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梁益龙
,
杨明
,
魏泽民
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熊虎
,
李静
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.02.017
探索了奥氏体晶粒尺寸对珠光体等温转变组织特征以及对韧性性能的影响规律.研究表明,在相同等温转变温度下,珠光体片层间距无明显变化,随奥氏体晶粒尺寸的增加,先共析铁素体量减少而珠光体团尺寸增加.珠光体断裂韧性受控于裂纹前沿塑性影响区尺寸(1～2)δc,其中δc为临界裂纹张开位移,当原奥氏体晶粒大于(1～2)δc时,裂纹扩展阻力主要来自穿越珠光体片层α、θ相的颈缩、破断.当原奥氏体晶粒尺寸接近或小于(1～2)δc时,裂纹主要沿晶界、珠光体团界、α+θ片层界面扩展,通过扩展路径发生多次弯折消耗能量,随原奥氏体晶粒尺寸增加,准静态断裂韧度J变化幅度较小.而冲击韧性缺口前沿塑性影响区远大于原奥氏体晶粒,大角度晶界将促使裂纹的转折而提高扩展阻力,提高裂纹前沿塑性区大角度晶界密度有利于提高冲击功,冲击韧性A随晶粒尺寸的增加显著下降.
关键词:
珠光体
,
奥氏体晶粒尺寸
,
韧性
,
裂纹路径
