冲击载荷下剪切断裂研究

利用Hopkinson压杆技术对单边平行双裂纹试样倒向加载，在较大的加载率范围，对Ti6Al4V钛合金和40CrNiMoA两种材料的动态剪切断裂行为进行了研究．实验结果表明：存在两类韧性剪切断裂模式，即常规的韧性剪切型断裂和绝热剪切断裂．常规剪切型断裂模式的断裂韧性KⅡd随加载率的提高而增大，而绝热剪切型的断裂韧性KⅡd则随加载率的提高而减小，并且，当加载率增大至某一临界值时，常规的韧性剪切断裂模式将转变为绝热剪切断裂破坏模式．     

新疆富蕴县萨尔布拉克金矿预测区断裂特征及其控矿规律

在全面、系统收集和研究新疆富蕴县萨尔布拉克地区地质、地球物理、地球化学、矿产普查和科研资料的基础上，深入分析金矿成矿地质条件、控矿因素和找矿方法组合，对萨尔布拉克预测区95条断裂的地质、地球物理、地球化学特征进行了全面统计分析，确定了42条赋金断裂．其中早期断裂8条，占19％；晚期断裂34条，占81％．赋金断裂以晚期南北向为主，次为东西向和北西向．航磁异常向上延拓高度大者，即赋金断裂延深大者对金的成矿有利．     

动态断裂韧性:特性及特点

动态断裂过程有着某些特异性并有别于静态断裂过程．断裂韧性一般随加载率提高而降低，但在某些情况下也会提高(如高聚物)．分散性和断裂表面的粗糙度随加载率而提高．时间起着重要作用，并有两个特征时间已被确认：孕育时间和临界时间．本文给出了一些典型的动态断裂例子：层裂，弹塑性动态断裂以及源于缺口的动态断裂．     

遥感技术在孝丰-三门湾活动断裂调查中的应用——以杭州地区为例

遥感技术可以在宏观上对活动断裂及其构造特征进行全面的解译和识别．在区域遥感影像图制作和地质解译的基础上，采用增强和融合等图像处理方法，提高了遥感影像清晰度和解译精度，同时结合野外调查、测量以及断裂活动年代样品的采集和测定，对孝丰-三门湾断裂进行了详细的研究，查明了它的空间展布，并鉴定了活动时代和运动性质．研究结果表明，孝丰-三门湾断裂在杭州地区以挤压逆冲运动为主，兼有左旋走滑运动，并在各个地段和各个时期表现形式截然不同，影响了杭州南部地区地层沉积和构造演化．该断裂对杭州地区历史地震和现代地震具备一定的控制作用，可能在晚更新世以来有过活动．     

关于分形与材料断裂研究中的一些思考

根据作者多年来在分形方向的研究实践，提出并分析了理论在材料断裂领域中应用时存在的一些问题，如分形维数的测定方法与选择，分形维数在材料断裂领域中的物理意义及其与断裂面粗糙的关系，等等。     

爆炸柱壳动态断裂准则的研究

本文以一种典型的FAE装置为实际研究对象，通过对其薄柱壳在内部爆炸载荷下的动态膨胀断裂过程进行数值模拟，推导出一种实用的动态断裂准则；且在推导中引入了一个损伤演化方程．准则表明最终的结构破裂取决于与临界损伤变量密切相关的断裂应变．经算例验证，该准则的理论解和数值结果吻合较好．     

GCr15马氏体钢剪切试样断口局部熔融研究

本文采用开45?缺口剪切压缩试样, 比较研究GCr15马氏体钢在准静态压缩和高速冲击下样品断裂面的温升机制. 结果显示两种加载状态的断口上都发现了大量的局部熔融, 说明温升均超过1500℃. GCr15马氏体钢的塑性很低, 然而在剪切应力主导的试样上, 两种加载的剪切面均发生了很大塑性应变. 试样断裂瞬时所释放的能量以及裂纹面间的大滑移摩擦导致局部温升超过熔点. 分析结果表明, 两种加载模式下产生的熔融物均由残余奥氏体和孪晶马氏体组成. 受热的影响, 熔融物下面的基体组织经历了动态再结晶, 从而形成马氏体和奥氏体等轴晶. 因此,在剪应力主导的应力状态下, 马氏体钢的剪切断裂机理与加载速率无关, 高速冲击与准静态加载下的断裂模式和机理没有本质区别. 断裂瞬间产生局部温升促使材料熔融, 这是该材料剪切断裂的特性. 本文结论对GCr15马氏体钢剪切主导断裂机理的认识有重要意义.     

梁在纯弯曲作用下的脆性断裂

脆性梁在纯弯曲断裂时会产生多个碎片, 其断裂过程直接影响弯曲波的产生和传播, 以及产生碎片的平均尺度. 采用内聚力断裂模型对脆性梁的弯曲断裂过程进行有限元数值模拟, 再现了断裂中的裂纹扩展过程, 分析了脆性梁断裂后断裂面弯矩与裂纹张开角之间的规律. 数值结果表明: (1)在一个广泛的材料参数和加载应变率条件下, 断裂面弯矩与裂纹张开角之间均呈相似的单调衰减规律; (2)断裂过程中弯矩做功与断裂面的表面能一致; (3)在纯弯矩作用下, 裂纹前端总是存在压应力区域, 使得断裂末期应力状态较为复杂, 断裂不再是纯弯曲状态.     

钨合金和钛合金绝热剪切破坏研究

介绍了中国科学技术大学在钨合金和钛合金的绝热剪切变形和破坏研究方面的工作．对截头圆锥形和预扭斜切圆柱形钨合金试件进行了分离式Hopkinson压杆试验，通过微观观察和数值模拟分析了试件中剪切失稳和绝热剪切带形成的机理，发现钨合金的细观结构和试件的应力状态对绝热剪切带形成的敏感性和位置有重要影响．通过钛合金板的冲塞实验研究了绝热剪切和动态破坏的联系，发现由于沿剪切带的孔洞形核和合并过程而出现断裂，最后导致冲塞，所有这些情况下，绝热剪切带在裂纹形成和扩展中起支配作用，正是绝热剪切带造成了试件的动态断裂．     

香鱼嗜水气单胞菌染病后主要靶器官组织病理学观察

从患病香鱼的体腔液中分离获得嗜水气单胞菌病原,用培养稀释的菌液,经腹腔注射人工感染健康香鱼,出现典型出血症后,进行相关的组织病理变化的观察.组织病理显示：脾、肝、肠是细菌侵染重要的靶器官;且脾、肝、肠的变化主要表现为广泛的组织细胞变性、坏死,大量单核细胞、浆细胞等免疫细胞增生.病理超微切片观察显示：在患病香鱼脾脏组织中发现大量长2μm、宽0.5μm左右的细菌,脾脏细胞损伤主要表现为线粒体嵴消失、溶酶体增多,细胞间隙增大,细胞内出现空泡;肝脏主要表现为脂肪变性,溶酶体增多,线粒体嵴断裂、肝糖原颗粒减少;患病香鱼肠道细胞间隙变大,核蛋白体大量或全部脱落,线粒体膜破损,嵴断裂成髓样病变,形成髓样小体.     

Q690D和Q460D钢板对接焊缝的疲劳寿命计算

采用新近提出的统一计及疲劳裂纹形成寿命和稳定扩展寿命的结构钢疲劳寿命计算模型,对Q690D和Q460D钢板对接焊缝疲劳试验进行疲劳寿命计算.假设高强钢板对接焊缝的疲劳裂纹起裂于对接焊缝边缘,沿板宽扩展且穿透板厚,可将高强钢板对接焊缝疲劳断裂面积A分为疲劳裂纹稳定扩展面积Af和失稳扩展面积An(即名义最大应力作用下的净截...     

随机风荷载下单层柱面网壳的整体疲劳分析

针对随机风荷载下单层柱面网壳的网状结构，用AR法模拟Kaimal谱多点相关的脉动风风速时程，确定结构所承受的荷载谱，通过有限元时程分析和雨流计数法得到杆件的应力循环历史，采用疲劳设计方法中的总寿命法计算杆件的疲劳损伤度，分析结构在不同矢跨比、不同平均风速下结构的抗疲劳性能．研究表明：结构中出现疲劳的杆件数随矢跨比的减小而逐渐增加，结构中杆件最大疲劳损伤度JD随着矢跨比的减小而逐渐增大．网壳的疲劳薄弱区域主要与结构的振型有关；矢跨比较大时，结构中环向杆件易出现疲劳，随着矢跨比的减小，结构径向肋两侧的斜杆易出现疲劳。     

考虑疲劳累积损伤的FRP-混凝土界面剥离模拟

鉴于疲劳累积损伤对FRP-混凝土界面黏结性能有重要影响, 通过统计分析既有FRP-混凝土界面疲劳剪切试验数据, 基于界面黏结疲劳退化双线性模型获得界面残余滑移量、峰值剪应力和初始刚度的疲劳退化规律, 发现随着荷载循环次数的增加, 界面残余滑移量增加, 而峰值剪应力与初始刚度均减小. 并采用基于内聚力模型的有限元法对典型界面疲劳剪切试验进行模拟, 得到了不同荷载循环次数下的界面黏结滑移关系. 模拟所得峰值剪应力、界面断裂能和界面剪切刚度与理论模型接近, 但极限滑移量大于理论模型, 黏结滑移曲线符合典型试验曲线特征. 从有限元模拟结果可知, 疲劳荷载作用会显著降低界面承载力, 但界面破坏特征并未发生显著变化.     

六方金属在低周冲击疲劳载荷下的损伤机制

研究了六方金属纯锌和TC4钛合金在低周冲击疲劳载荷下的循环变形和损伤机制。在疲劳过程中用扫描电子显微镜(SEM)对试样表面形貌进行跟踪观察。发现六方金属在冲击疲劳载荷下变形的主要形式是孪生；TC4钛合金沿孪晶界发生“挤出”，微裂纹沿挤出脊形成，并沿孪晶界按Z字形扩展。另外，在纯锌试样表面上可以观察到普遍的畸变和翘曲。     

疲劳裂纹扩展曲线的微分方程拟合法

为了减少疲劳裂纹扩展速率的变异性，需要高精度地拟合疲劳裂纹扩展a-N曲线．本文认为，疲劳裂纹扩展是由微分方程控制的，故可直接用微分方程模型去拟合a-N试验曲线，从而将由实验数据寻求a-N拟合关系式的问题，视为寻模问题．计算表明，由一次累加值建立二阶微分方程模型后再还原的模型得到的拟合精度较高，可望在工程上推广应用．     

全样本场合下两参数Birnbaum-Saunders疲劳寿命分布的统计分析

通过对数变换给出了求两参数Birnbaum-Saunders(BS)疲劳寿命分布BS(α,β)在全样本场合下参数的对数矩估计,并通过大量Monte-Carlo模拟比较了各种点估计方法的精度.基于对数变换通过一阶泰勒展开,将两参数BS疲劳寿命分布BS(α,β)近似看作两参数对数正态分布,由此得到了2个参数α,β的近似区间估计,通过Monte-Carlo模拟发现,所给出的近似方法比原有方法更精确.最后通过若干实例说明了方法的可行性.     

无碳化物贝氏体高碳钢滚动接触疲劳失效分析

对无碳化物贝氏体高碳钢开展滚动接触疲劳试验, 利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、三维轮廓仪、显微硬度计和纳米压痕等分析方法, 对比分析低应力和高应力水平下的失效行为, 研究其失效机制. 结果表明, 无碳化物贝氏体高碳钢在1.8 GPa低接触应力下有更优异的滚动接触疲劳性能, 其失效形式为表面剥落; 在2.6 GPa高接触应力水平下, 表面出现严重的塑性变形, 表面粗糙度增加导致最大剪切应力增加, 位置逐渐靠近表面. 在2.6 GPa接触应力下塑性变形层形成梯度结构, 但是在1.8 GPa接触应力下并未发现梯度结构, 在塑性变形层发现大量的孔洞.     

GCr15钢接触表面塑性形变强化与裂纹萌生机制

对轴承钢GCr15在油润滑条件下开展滚动接触疲劳试验, 利用扫描电镜和透射电镜对疲劳样品亚表面微观组织进行观察, 并分析塑性变形层微观结构变化引起的形变强化和裂纹萌生机制. 结果表明: 在摩擦力作用下, 接触表面组织发生塑性流动是由于晶界处的位错滑移使晶粒产生滑移变形, 越接近表面组织滑移变形越严重, 硬度也越高; 塑性变形层内有纳米晶产生, 并有部分碳化物溶解, 无相变发生; 由于在塑性变形层的晶界处产生孔洞而出现层状纤维组织, 孔洞在循环应力的作用下形成裂纹; 塑性变形层的厚度随着接触应力和循环次数的增加而增加.     

钢桥面板顶板与纵肋连接疲劳开裂局部加固分析

正交异性钢桥面板纵肋与顶板连接细节处极易产生疲劳裂纹.本文通过精细化有限元模型,分析了栓接角钢加固法和粘贴纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer, FRP)型材加固法对钢桥面板疲劳性能的影响.结果表明:采用角钢、FRP型材对顶板与纵肋连接细节的疲劳裂纹进行加固,焊缝裂纹附近热点应力峰值降幅可达56.2%和46.5%;焊缝裂纹尖端附近应力强度因子随着板件整体尺寸的增大而减小;改变板件厚度对应力强度因子结果值影响最大,最高可使其下降约80%,改变板件纵向长度和单肢长度对其有一定影响;随着裂纹的持续扩展,栓接角钢法的加固效果开始下降.建议在监测到构造细节处疲劳裂纹后应尽早加固.     

无粘结力后张预应力钢筋在桥梁建设中的应用

为了解决天津永和斜拉桥主梁块件预制，首次提出在三向预应力块力中竖向预应力篇采用无粘结为预应为粗钢筋，主要解决块件断面较弱制孔困难，压浆串浆，简化施工工序。