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1.
材料损伤断裂中的分形行为   总被引:27,自引:1,他引:26       下载免费PDF全文
卢春生  白以龙 《力学进展》1990,20(4):468-477
本文概述了分形几何学在材料损伤断裂研究中的应用,指出断裂表面的粗糙程度及不规则性可用分形维数给予很好的定量描述,而且分形维数与材料的断裂韧性密切相关。损伤演化过程与逾渗现象极为相似,临近断裂和破碎时,某些物理量所表现出来的异常行为往往满足一定的标度关系。这方面的深入研究有助于认识断裂过程的复杂性及损伤断裂的物理机理。  相似文献
2.
脆性材料裂纹扩展的分形运动学   总被引:17,自引:0,他引:17  
谢和平 《力学学报》1994,26(6):757-762
大量实验结果表明脆性材料裂纹扩展路径是弯弯曲曲的,不规则的,断裂表面粗糙不平,表现出分形特征。本文应用分形几何推导出脆性材料裂纹扩展的分形运动学公式,得到了动、静态断裂韧性与分形裂纹扩展速度、裂纹长度、微结构特征量δ_c以及分形维数之间的关系;推导出了裂纹扩展速度的计算公式,得出宏观量测的裂纹扩展速度V_0应小于分形裂纹扩展速度V;并推导出直接根据材料动、静态断裂韧性和裂纹扩展速度V_0估算材料裂纹扩展路径的分维计算公式.本文理论分析结果与实验值在定性定量上达到了较好的一致。  相似文献
3.
Fracture testing of a self-healing polymer composite   总被引:17,自引:0,他引:17  
Inspired by biological systems in which damage triggers an autonomic healing response, a polymer composite material that can heal itself when cracked has been developed. In this paper we summarize the self-healing concept for polymeric composite materials and we investigate fracture mechanics issues consequential to the development and optimization of this new class of material. The self-healing material under investigation is an epoxy matrix composite, which incorporates a microencapsulated healing agent that is released upon crack intrusion. Polymerization of the healing agent is triggered by contact with an embedded catalyst. The effects of size and concentration of the catalyst and microcapsules on fracture toughness and healing efficiency are investigated. In all cases, the addition of microcapsules significantly toughens the neat epoxy. Once healed, the self-healing polymer exhibits the ability to recover as much as 90 percent of its virgin fracture toughness.  相似文献
4.
船用921A钢动态断裂韧性测试研究   总被引:11,自引:3,他引:8  
姜风春  刘瑞堂 《实验力学》1999,14(1):96-101
本文利用示波冲击试验,对船用921A钢动态断裂韧性的测试方法进行了研究。  相似文献
5.
Hopkinson压杆技术的推广应用   总被引:7,自引:0,他引:7  
简要介绍了Hopkinson杆的几种工程应用,包括:(1)用同步组装系统进行高温、高应变率耦合作用下材料动态力学性能的测试;(2)在Hopkinson压杆技术中实现单脉冲加载及其在动态损伤力学中的应用;(3)用Hopkinson压杆加载三点弯曲试样测定材料的动态起裂韧性;(4)用Hopkinson压杆技术对加速度传感器在3 000~200 000g范围内进行g值校准。还介绍了这些应用的基本原理、测试方法及所取得的成果。  相似文献
6.
材料力学性能显微测试系统   总被引:7,自引:1,他引:6       下载免费PDF全文
张东升  罗淼  韩永胜 《实验力学》2006,21(5):651-654
介绍了适用于毫、微米量级材料的力学性能测试系统,该系统包括微型加力装置、显微镜及数字图像处理系统。通过计算机控制,加力机构可以对微小试件按力或位移控制方式加载,载荷大小通过传感器直接由计算机数字化。试件的变形测量采用数字图像相关技术,通过序列图像分析方式,获得试件在不同外力作用下对应的变形,从而获得该材料的应力应变关系。在利用显微镜对微细观图像进行放大时,图像的畸变会影响相关计算的精度,本文采用了精度极高的正交栅板,对成像系统进行标定,有效地消除了高放大倍数下的图像畸变。图像相关技术对被测物体的表面处理非常敏感,本文也对这一问题进行了讨论,并给出两个不同的应用实例。第一个为材料性能试验,对厚度为0.1mm的铝材进行单向拉伸,给出了材料的应力应变关系;第二个为稳态裂纹扩展试验,对用人牙制作的紧凑拉伸试件进行测试,获得裂尖后的COD曲线。实验表明,该测试系统在微细观力学实验中具有广阔的应用前景。  相似文献
7.
动态弹塑性断裂韧性测试方法的比较研究   总被引:6,自引:0,他引:6  
姜风春  刘瑞堂 《实验力学》1999,14(2):267-272
利用示波冲击试验,对动态弹塑性断裂韧性测试的不同方法(单试样法和多试样法)进行了研究.结果表明,单试样法(柔度变化率)测定材料的动态断裂韧性是一种简单、准确、适合于工程应用的好方法  相似文献
8.
三维编织CMC断裂韧性表征形式的试验研究   总被引:6,自引:1,他引:5  
在试验的基础上 ,发现三维编织陶瓷基复合材料断裂试件的裂纹扩展沿着编织角方向进行 ,表现出一种非自相似的裂纹扩展模式 ,表明三维编织CMC的断裂是复合型断裂。利用材料的载荷 -位移曲线和声发射技术 ,分析了三维编织CMC在外载荷作用下的损伤行为和断裂机理 ,并且根据不同的外载荷类型 ,将三维编织CMC的断裂韧性表征分别界定在线弹性和弹塑性的两个领域里 ,初步确定三维编织CMC的断裂韧性表征形式  相似文献
9.
断面分形研究中的几个问题   总被引:6,自引:0,他引:6       下载免费PDF全文
卢春生 《力学进展》1996,26(3):353-361
本文讨论了分形几何应用于断裂研究的几个基本问题.主要内容包括断面的分形特征及分维测量,分维与宏观力学性能(如断裂韧性等)的关系,分形断裂模型及分形断裂的物理机理.  相似文献
10.
The characterization and testing methods of the dynamic fracture initiation toughness of elastic-plastic materials under tensile impact are studied. By using the self-designed bar-bar tensile impact apparatus, a novel test method for studying dynamic fracture-initiation has been proposed based on the one-dimensional test principle. The curve of average loadv. s. displacement is smooth until unstable crack propagation, and the kinetic energy which does not contribute to the crack growth can be removed from total work done by external-force to the specimen. The fracture-initiation point is determined by compliance-changing rate method. The results show that these methods are feasible and effective. Through the analysis of the conversion between work and energy of a fracture specimen, the dynamicJ-integral is adopted as a characteristic parameter for elastic-plastic materials under impact loading. TheJ-integral is calculated from and curves by using the formula proposed, by Rice. TheJ-integral at fracture initiation is employed to describe the dynamic fracture-initiation toughness of elastic-plastic materials and the experimental results indicate thatJ ID can be regarded as a material constant.  相似文献
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