基于扩展有限元法的颗粒增强复合材料静态及动态断裂行为研究

运用不含裂尖增强函数的扩展有限元法,分别研究了静态及动态载荷作用下颗粒增强复合材料的断裂行为。假定基体和颗粒都为线弹性材料并且绑定完好,研究了不同颗粒位置、数量对基体裂纹尖端断裂参数的影响。数值模拟结果清晰地显示了含刚性颗粒和柔性颗粒时不同的失效机制。结果同时证明本文采用的数值方法能够准确预报颗粒增强复合材料的断裂行为,也更易于被工程界所接受     

西安地区活动断裂活动性的Fuzzy Grey模式评价

应用计算流体动力学方法对人体在循环呼吸模式下口喉模型内的气流运动特性进行数值模 拟,分析了循环呼吸模式下口喉模型内的气流组织形式以及气流运动对呼吸道壁面以及气溶 胶运动沉积的影响. 吸气阶段,在咽部外壁和声门下游气管上部外壁气流发生分离,形成分 离区. 呼气阶段,分别在咽部外壁和喉部外壁形成高速区. 循环呼吸模式下,咽部、喉部与 气管内的高轴向速度区和二次涡流运动均是在呼吸过程中间歇性的产生,形成的高剪应力区 也是间歇性的. 壁面受到的剪应力周期性地改变方向,引起壁面劳损和组织损伤的可能性增 大,同时在这些部位容易造成气溶胶的沉积.     

二氧化碳在砂岩透镜体中充注封存的盖层岩石抗断裂性能分析

把CO2这一主要的温室气体注入到地下深处具有适当封闭条件的地层中进行封存和隔离,已被公认为是有效减少CO2排放量的一种比较安全的技术途径。砂岩透镜体油气藏具有良好的圈闭构造和储层物性,油气濒临枯竭的砂岩透镜体是较理想的CO2地质封存箱。基于币形裂纹模型和水力致裂原理,将纵向厚度和横向展布长度均远小于盖层岩石尺度的水平产状砂岩透镜体简化为盖层岩石中的I型币形裂纹,从岩石断裂力学角度分析封存箱盖层岩石的抗断裂性能。采用叠加原理给出了盖层岩石币形裂纹尖端（砂岩透镜体尖灭部位）应力强度因子的计算公式,在此基础上提出了断裂力学判别准则（K=KIC）和临界有效压应力判别准则（P=PC）,从岩石断裂力学角度为砂岩透镜体封存箱盖层岩石抗断裂性能分析和评价提供了一种新的研究思路。     

马尔康巴拉水电站近场区主要断裂活动性及对工程的影响

马尔康巴拉电站近场区内断层的活动性对工程的设计和坝址的选择极为重要。根据野外调查、ESR测年、断层泥石英形貌、地震活动性等综合分析,认为近场区除松岗断裂以外的其他断层在地表浅部晚更新世以来不具活动性,对工程建设基本不产生影响。松岗断裂中段深部小震频繁,地表未见活动证据,南段错断Ⅱ级阶地,因此中南段属于晚更新世活动断层,北段晚更新世以来不具活动性; 日部断裂与松岗断裂中段一样属于深部黏滑浅部闭锁型断层,这种断层可能会在未来地震中产生较大的地表变形,工程建设应避开此类断裂。活动的松岗断裂中南段的潜在地震危险性评估表明,其可能诱发的地震震级约Ms=6.95。拟选的上坝址由于距松岗断裂的安全距离不够,岩石物理条件较差,下坝址的利用落差较小等综合因素考虑,建议选择中坝址更为合理。     

川藏公路茶树山滑坡特征及成因机制分析

通过对川藏公路茶树山滑坡地质环境条件的系统调查研究,分析了滑坡岩土体结构、边界条件、变形特征、影响因素,并结合3DEC数值模拟,对其变形破坏机制进行了深入的探讨。综合分析表明,滑坡位于活动断裂带内,后缘斜坡陡峭,岩体破碎,同时前缘为较厚的松散堆积体斜坡,在地震活动、降雨等影响因素的诱发作用下,滑坡成因机制主要表现为以下3个阶段:(1)倾倒拉裂阶段,滑坡受后缘地形及岩体结构控制作用较为明显,在坡体浅表层一定深度范围内出现较为强烈的倾倒拉裂变形带,产生倾倒-拉裂滑动; (2)蠕滑变形阶段,前缘松散堆积体在强大的自重推力作用下发生蠕滑变形; (3)前部"锁骨段"剪断,整体失稳阶段,滑坡前部锁骨段在自重推力及断层活动的持续影响下,发生剪断,控制后缘倾倒拉裂体稳定性的潜在滑面与前缘松散堆积体体内的剪切滑动面贯通,滑坡整体失稳。     

采用J积分对沥青混合料抗裂性能进行评价

沥青混合料是一种由集料、胶浆和孔隙组成的非均质材料,一般被认为是一种粘弹性材料,其力学行为介于弹性和塑性之间,采用弹塑性断裂力学更适合评价沥青混合料的抗裂性能.J积分理论可以避开分析裂纹尖端附近复杂的应力应变场,物理意义明确,可以有效的评价沥青混合料的抗裂性能,断裂韧度JC可以很方便的采用预切缝的半圆弯拉试验直接获得.为了评价材料本身特性对断裂韧度JC影响,在MTS试验系统上进行了3种级配的沥青混合料的断裂韧度试验.采用基于数字图像处理技术的有限元方法对半圆弯拉试验进行了模拟,并将数值模拟的结果与试验的结果进行了对比分析.结论表明,断裂韧度JC可以作为一有效的评价沥青混合料抗裂性能的指标.     

磁电弹复合材料和刚性导电导磁圆柱压头的二维微动接触分析

本文求解平面应变状态下磁电弹复合材料半平面和刚性导电导磁圆柱压头的二维微动接触问题。假设压头具有良好的导电导磁性,且表面电势和磁势是常数。微动接触依赖载荷的加载历史,所以首先求解单独的法向加载问题,然后在法向加载问题的基础上求解循环变化的切向加载问题。整个接触区可以分为内部的中心粘着区和两个外部的滑移区,其中滑移区满足Coulomb摩擦法则。利用Fourier积分变换,磁电弹半平面的微动接触问题将简化为耦合的Cauchy奇异积分方程组,然后数值离散为线性代数方程组,利用迭代法求解未知的粘着/滑移区尺寸、电荷分布、磁感应强度、法向接触压力和切向接触力。数值算例给出了摩擦系数、总电荷和总磁感应强度对各加载阶段的表面接触应力、电位移和磁感应强度的影响。     

新型单羟基氯代咔咯的合成及其光断裂DNA性质

以五氟苯甲醛和吡咯经缩合反应合成了五氟苯基二吡咯烷烃(1); 1与3-氯-4-羟基苯甲醛经缩合反应合成了一个新的10-位苯环被氯原子取代的单羟基自由咔咯--10-(3-氯-4-羟苯基)-5,15-二(五氟苯基)咔咯(〖STHZ〗2〖STBZ〗),收率12.0%,其结构经UV-Vis, ¹H NMR, ¹⁹F NMR, HR-ESI-MS和X-射线单晶衍射表征。琼脂糖凝胶电泳实验发现：2在光照下能够有效引起超螺旋质粒pBR 322 DNA发生断裂,当浓度为100 μmol·L^-1时,活性最强,断裂百分比为68%。     

基于超声的纳米复相陶瓷弯曲断裂特性研究

为了研究超声磨削纳米复相陶瓷材料的精密高效加工本质,根据超声磨削纳米复相陶瓷断裂的实际情况以及相似原理,设计了能够实现超声下三点弯曲断裂在线观测的试验装置.通过试验,发现超声下的疲劳寿命、抗弯强度明显低于无超声下的,且随频率的增加而降低;裂纹扩展速度随着频率的增加而增加,断裂过程快而稳定;裂纹在扩展方向上发生偏转,且随频率的增加偏转角减小;超声下的断裂模式在一定程度上更倾向于沿晶-穿晶混合模式,且随频率的增加断口存在解理面更复杂、表面更平整等现象.     

磁电复合材料的力学实验与理论研究进展

磁电复合材料同时具备铁磁、铁电性,并且具有磁电耦合效应,在新型磁电器件、自旋电子器件、高性能信息存储等领域有着广泛的应用前景,已成为目前功能材料领域新的研究热点。本文对磁电复合材料在力电磁多场耦合下的力学行为研究的最新进展进行总结和回顾。着重介绍磁电复合材料的磁电耦合效应实验以及多场耦合微纳米力学实验仪器的研制和表征方法。同时,也阐述了磁电复合材料在多场耦合本构理论、失效断裂理论以及多尺度计算方面的研究进展。最后,总结已有研究存在的不足,就目前有待解决科学问题的进一步研究提出建议。