理想微裂纹系统演化的特征

本文以微裂纹数密度分布函数描述理想微裂纹系统,考察其演化的一般特征,对微裂纹的扩展过程采用了确定论的模型,发现,在一定条件下,微裂纹数密度的演化可出现饱和现象,本文用几个例子具体显示了理想微裂纹系统的统计行为,并与实验观察结果进行了初步比较。     

理想微裂纹系统中的随机扩展效应

本文讨论了在理想微裂纹系统中,由于微裂纹的随机性扩展,对微裂纹统计演化产生的效应。文中提供了一般的理论框架,给出了便于处理的转移概率的表达式。最后,用数值计算的例子展示了随机模型的统计演化特征,并比较了与确定性扩展模型下统计演化的异同。     

玻璃态高聚物损伤断裂的非平衡统计理论

从细观层次的微裂纹在银纹内扩展模型出发,结合断裂力学与断裂动力学描述了裂尖前缘银纹质断裂所引起的微裂纹扩展动力学过程.把银纹几何结构和力学参数引入到微裂纹演化方程中,得到了随时间演化的微裂纹尺寸统计分布函数,并给出了微裂纹尺寸矩生成函数与任意阶宏观损伤函数.若微裂纹之间不存在相互作用且微裂纹在材料内部随机取向时,推导出了玻璃态高聚物的断裂几率及可靠性的普遍解析表达式.当微裂纹数目较大时,得到了断裂几率的极限形式——Gumbel分布及平均断裂强度与方差.     

疲劳断裂非平衡统计理论——(Ⅱ)从微观机理到疲劳断裂的宏观特性

本文给出了微裂纹的随机演化方程,结合位错机理解得了微裂纹密度的分布函数,求出了疲劳断裂几率和可靠性,进而导出了σ_α-N曲线、疲劳寿命的统计分布和统计平均值。     

裂纹间作用机制探讨及微裂纹区对主裂纹的作用效应研究

采用迭加原理和Kachanov提出的简化方法,研究了裂纹间的相互作用机理,分析了不同裂纹布置形式所产生的增强或屏蔽效应,发现当微裂纹沿着或垂直于最大拉应力方向布置时都不产生最大的作用效应,这有别于Ortiz的结论．还探讨了混凝土类材料的微裂纹的产生机制及微裂纹区对主裂纹尖端产生的作用效应,得出微裂纹区对主裂纹是起增强的作用,增强程度随微裂纹密度和微裂纹长度的增大而增大的结论．     

纤维增韧材料的损伤理论

本文研究了单向纤维增强材料的损伤理论。我们考虑了基体中预先存在的微裂纹的张开、扩展及其附近双位移区的力学机制,即纤维脱胶、摩擦滑动等,建立了裂纹面上由纤维承受的应力所满足的积分方程。把双相区的厚度和裂纹尺寸作为两类不同的损伤变量,分别建立了演化方程。对基本积分方程给出了近似解,其结果与由Hankel变换给出的精确解吻合很好。在近似解的基础上给出了复合材料的有效应力强度因子和基体裂纹扩展条件,并给出了考虑损伤过程的完整应力应变关系。     

三轴压缩下岩石/混凝土的三维细观损伤模型

考虑三轴压应力作用下的无限大体深埋椭圆形裂纹的变形场,给出了闭合椭圆形微裂纹的能量释放率.采用能量平衡方法分析了闭合椭圆形微裂纹的扩展条件,得到了代表性体积单元中具有任意空间取向的单个闭合椭圆形微裂纹及其扩展引起的附加柔度张量.分析了闭合椭圆形微裂纹的偏折扩展,得到了微裂纹偏折扩展引起的附加柔度张量.采用Taylor方法考虑微裂纹系统对代表性体积单元变形的影响,引入概率密度函数,得到了三轴压缩下岩石/混凝土的三维细观损伤模型.分析了混凝土的单轴压缩特性,结果表明该模型能够很好地描述实验现象.     

韧断微裂纹形核的原位观察与研究

本文通过对310不锈钢薄膜进行透射电子显微镜的原位拉伸观察,研究了韧断微裂纹的形核及向空洞的转化过程,并用细观断裂力学研究微裂纹的形核机理,结果表明,裂尖或其附近位错源发射位错后,裂尖仍有可能保持不钝化,裂尖无位错区是一个高应变的弹性区,裂尖局部区域内的应力可以达到原子键合力,从而导致一个或多个解理微裂纹优先在无位错区中形核,通过微裂纹发射位错或周围位错源的开动,微裂纹钝化成空洞,和主裂纹连接后导致塑性裂纹的“Z”字型扩展,微裂纹也可在钝化的主裂纹顶端形核,通过钝化、再形核方式导致韧断裂纹的连续扩展。     

含有多条径向微裂纹的哈氏皮质骨

将哈氏皮质骨看作纤维增强型复合材料,考虑了存在于哈氏皮质骨间质组织中的多条径向微裂纹问题.根据线弹性断裂理论,讨论了骨单位中骨密质和微裂纹群之间的相互影响.运用位错技术和奇异积分方程求解,得到了微裂纹尖端应力强度因子的数值结果.通过把此模型的数值结果与纤维陶瓷基底模型的结果比较,说明了哈氏管道的存在对微裂纹尖端应力强度因子的影响.     

应变率敏感性对微孔洞统计演化规律的影响

讨论了在高应力三轴度情况下材料中微孔洞演化的统计规律.根据幂次粘性基体材料中微孔洞长大的动力学方程和孔洞演化所满足的数目平衡原理,得到了动载条件下微孔洞数密度分布随时间的演化规律,考察了基体材料的率敏感程度对微孔洞统计演化行为的影响.对率敏感程度不同的金属材料的微孔洞演化特性进行了对比和讨论,所得的理论数据能定性地与实验观测结果相一致.     

二维多裂纹弹性体的有效弹性模量

采用严格考虑微裂纹相互作用的分析方法 ,针对微裂纹随机分布和平行分布两种情况 ,计算了无限大体中代表性体元 (RVE)的有效弹性模量 ,并与其他细观损伤理论所得结果和试验结果进行了比较 .数值计算结果表明 ,所用方法简单精确 ,对求解多裂纹体问题非常有效     

供应链金融信贷市场三方演化博弈动态

供应链金融业务的产生与发展为中小微企业的融资提供了有效的途径。核心企业在为中小微企业提供信用担保的同时,也对中小微企业的生产等经济活动进行监督,以维持供应链上各企业的信用及效益。本文考虑供应链金融各参与方之间的相互影响,构建“金融机构——核心企业——中小微企业”三方博弈主体的演化博弈动态模型。运用演化博弈理论与Lyapunov判别法分析三方演化动态模型的均衡点以及其渐进稳定性。结论表明:中小微企业得到的预期利益越大、违约的成本越大,就越不容易选择违约,供应链金融信贷系统将演化到核心企业为中小微企业提供贷款信用担保,金融机构对中小微企业进行贷款、中小微企业选择不违约的演化均衡状态,信贷市场呈良性发展的趋势。     

金属间化合物脆性微裂纹形核的TEM观察

通过对Ti₃Al+Nb金属间化合物在透射电子显微镜下的原位拉伸,研究了脆性材料中位错的发射,无位错区(DFZ)的形成及其本质,以及脆性微裂纹在DFZ中的形核和扩展,并用细观断裂力学研究了微裂纹的形核过程,结果表明,脆性裂纹也能发射大量位错并形成DFZ,发射位错后裂纹可能钝化也可能不钝化,DFZ是一个畸变很高的弹性区,其中的应力有可能等于原子键合力,从而导致纳米级解理裂纹在DFZ或钝化裂纹顶端形核。     

CuNiAl形状记忆合金相变和裂纹形核及扩展的原位研究

采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电镜(TEM)原位拉伸技术研究了形状记忆合金CuNiAl应力诱发马氏体相变以及它与裂纹形核、扩展的交互作用.结果表明,裂尖应力集中能诱发层错及不同形态的马氏体.在TEM中加载时,裂纹前方的马氏体能从一种形态转变为另一种形态,甚至逆变成母相.微裂纹可以在马氏体/母相界面以及两个马氏体的交汇处形核.当裂纹扩展一段距离,裂尖应力集中足够大时,可产生滑移带,这时微裂纹更容易沿滑移带形核.     

疲劳断裂非平衡统计理论——Ⅰ.疲劳微裂纹长大的位错机理和统计特性

本文和另文试图用非平衡统计的概念和方法建立微观机理与宏观特性相结合曲疲劳断裂理论。文中描述了疲劳断裂过程的物理图象,给出了微裂纹长大的随机方程,讨论了长大的位错机理,求得了迁移长大速率和涨落长大系数,解得了微裂纹的几率密度函数。     

含有随机分布缺陷的弹性介质

本文对含有随机分布缺陷的固体中弹性场进行了研究.这些缺陷被简化成微空洞或微裂纹等.它们的位置、方位以及尺寸等都是一些随机参量.作者提出了随机点场模型用于描述这些参量的统计特性,并发展了随机缺陷介质的基本场方程及其解法.对于空洞及微裂纹两种缺陷形固体具体得到了弹性场在其中的分布形态.     

Numerical Study of Nonlinear Scattering Characteristics of SH0 Waves Encountering Cracks in Prestressed Plates北大核心CSCD

超声导波因具有传播距离远、能量衰减小等优点在结构健康监测领域中被广泛关注.厘清结构中导波与损伤作用后的散射规律,对于传感器阵列的设计和信号分析均具有重要意义.通过发展的数值方法,研究了受载结构中零阶水平剪切波(SH 0波)与微裂纹作用的接触声非线性作用规律.在双势谱方法的基础上,进一步通过mortar方法将谱单元和有限单元进行了耦合,以充分利用谱元法计算导波传播效率高的优点和有限元在离散复杂结构中的优势.利用该方法计算了板壳结构在自由状态和受载状态下SH 0波与不同角度微裂纹作用的非线性散射场.结果表明,SH 0波与裂纹作用后的二次谐波散射场关于裂纹面近似对称分布,并且单轴预应力不会改变二次谐波散射场的对称性,仍可以通过散射场的分布来确定微裂纹的取向.     

氢促进空洞形核的机理

将氢致局部塑性变形理论、弱键理论及氢压理论相结合,提出了氢促进空洞形核的新理论,氢通过促进局部塑性变形和降低键合力,一方面促进了纳米级微裂纹的形核,另一方面促进了微裂纹纯化成空洞。总之,氢促进了空洞的形核,另外,氢通过在空洞中形成氢压和降低键合力,升高了空洞的稳定性。     

横观各向同性压电空间中圆裂纹与合成点源的三维相互作用

研究了横观各向同性压电空间中的圆裂纹与包括力偶极子、电偶极子、点力矩、力张和力旋这些常见合成点源的相互作用．用初等函数的形式给出了在任意位置和方向的合成点源作用下,裂纹尖端3种应力强度因子和电位移强度因子的三维解．其中圆裂纹包括币形裂纹和外圆裂纹．这一系列的力电合成点源不仅其自身在工程中普遍存在,而且在某些情形下还可以模拟诸如微裂纹、空洞、夹杂和位错等缺陷．     

基于裂纹尖端二阶弹性解的断裂过程区尺度

基于Westergaard应力函数裂纹尖端二阶弹性解,推导了裂纹尖端微裂区的轮廓线和特征尺寸的解析表达式;采用幂函数模型描述的拉应变软化模型,确定了在最大拉应力强度理论和最大拉应变强度理论下断裂过程区（FPZ）临界值的解析表达式;将基于Westergaard应力函数一阶弹性解及二阶弹性解、Muskhelishvili应力函数和Duan-Nakagawa模型确定的FPZ临界值进行了比较．结果表明裂纹尖端微裂区和FPZ临界值随着Poisson比的减小而增加并逐渐趋近于应用最大拉应力强度理论确定的结果;二阶弹性解确定的裂纹尖端微裂区和FPZ临界值大于一阶弹性解的值;FPZ临界值随着拉应变软化指数的增加而增加;二阶弹性解确定的FPZ临界值的精度远高于一阶弹性解确定的值.