复合材料断裂力学参量的实验测定

本文采用三维云纹干涉仪同步测量含裂纹复合材料弯曲板的面内位移场及离面位移场，并对离面位移场云纹图进行计算机自动采集和处理，编制了云纹数字图像处理软件。文中推导了正交异性复合材料弯曲问题的离面位移场表达式，得到了弯曲板裂纹尖端位移w与应力场强度因子K1的关系式。通过实测位移，结合裂尖位移场推导出应力强度因子K1值。     

静止裂纹尖端实验的HRR奇异场

用近代光学试验方法(面内云纹和投影云纹),测量了不同应变硬化指数材料(n=3.350～9.180)、平面应力Ⅰ型双边裂纹试件、裂纹尖端附近位移场和应变场。由试验结果分析了裂纹尖端位移奇异性,得到J主导区和围绕裂纹尖端附近HRR场分布。分析了HRR分布随载荷、材料不同的变化规律。     

含有多个涂层压电纤维复合材料的平面问题研究

压电纤维在未来的复合材料结构健康监测中具有重要作用．本文基于横观各向同性压电材料位移和应力连续条件以及经典的复势函数理论,讨论了同时受到平面内机械载荷和出平面电载荷作用时含有多个带涂层压电纤维的无限大线弹性基体的平面力学问题．首先将线弹性基体、涂层和压电纤维的应力场、位移场表示成复势函数,然后通过横观各向同性压电材料和线弹性材料的位移和应力连续条件确定复势函数表达式．将得到的复势函数表达式代入线弹性基体、涂层和压电纤维的的应力场、位移场公式可确定其应力场和位移场．最后,通过定量的案例讨论了涂层的材料属性对线弹性基体应力场的影响．案例分析表明涂层的材料属性对压电复合材料的应力场有重要的影响．     

用云纹干涉法测定表面复合材料层板面内位移及其导数场

本文针对含表面裂纹的C/E复合材料层板,运用云纹干涉法测定了层板表面的面内位移及其导数场,提出了一种四次曝光直接错位的位移导数测量方法。与有限元计算结果对照,表明实验条纹图与计算条纹图基本是一致的.     

错位散斑云纹法测量应变场

本文建议的错位散斑云纹法是在错位散斑干涉的基础上,通过在光路中附加虚位移的方法获得错位散斑干涉条纹的相减云纹图,从而扣除离面位移导数,获得单纯的面内位移导数场即应变场。典型实验证实这一方法可以有效地获取全场应变条纹图。     

电弹性体力学中的偏场方法及其应用

主要综述了当前有关叠加于偏场之上的电弹性体小位移问题的求解方法,即偏场方法.首先介绍了作为偏场方法理论基础的非线性电弹性力学理论,接着总结了偏场方法的研究进展以及受偏场作用后,电弹性梁、板、壳结构的分析方法,随后综述了偏场方法的诸多应用:其中,包括在薄壁电弹性结构屈曲分析中的应用、在记时与通信压电谐振器和基于频率漂移原理所设计的声波传感器的频率稳定性分析方面的应用、在非线性电弹性材料系数的测定以及偏场作用下电致伸缩陶瓷特征的分析等方面的应用.最后给出了该领域当前和未来的一些可能的研究课题.全文参考文献166篇.      

功能梯度半空间体的热弹性问题研究

本文研究半空间非均匀各向同性功能梯度弹性体的热弹性问题.根据功能梯度材料热弹性体的运动方程,热传导方程以及本构方程,利用状态空间法推导出功能梯度材料的热力耦合微分方程,进一步利用特征值分析法和拉普拉斯逆变换进行求解,得到功能梯度热弹性体在分别只受温度和应力荷载作用时,时域内位移,温度,应力三个物理量的解析解.通过图表,数值分析了半空间功能梯度材料弹性体在热-力荷载作用下各物理场的响应,数值曲线的变化趋势反映了热-力荷载之间的耦合效应.这可以很好的利用在材料设计领域,通过控制材料的梯度参数来控制物理场的极值,从而为未来该材料的工厂加工设计提供理论支持.     

相移云纹干涉法与盲孔法相结合检测复合材料的残余应力

本文应用相移云纹干涉法与盲孔法相结合检测纤维增强复合材料的残余应力。盲孔法是工程中被广泛应用的测定残余应力的方法之一,相移云纹干涉方法可得到孔边任意一点的位移信息。由于正交各向异性复合材料在弹性主方向不发生拉剪(或剪拉)耦合效应,所以通过适当读取孔边特殊点的位移,可方便地得到残余应力值。     

云纹干涉反转倍增法及其在微电子组件变形场测量中应用

本文提出并介绍了云纹干涉反转倍增法，该方法将光学载波、反转剪切、富立叶变换倍增技术巧妙地结合于云纹干涉光路中。利用载波频率，把带载波的云纹干涉变形图在富立叶变换系统中进行条纹倍增，而试样变形信息也倍增了相同倍数，将云纹干涉的测量灵敏度又提高了一个数量级。在实验中实现了１６倍倍增，即位移测量灵敏度由０．４μｍ提高到０．０２５μｍ（虚栅频率１／２４００）。将这一方法用于测量热载下金属Ｎｉ膜／ＺｒＯ２陶瓷基界面裂纹尖端面内位移场，分析裂尖位移奇异性。实验表明：热载作用下，膜／基组件界面裂纹尖端的位移奇异性具有指数奇异特性，其奇异性指数与膜／基材料，界面层特性等有关     

部分相干光云纹干涉法测三维位移场

本文提出了一种用部分相干光可同时获得面内位移和离面位移场的云纹干涉法。该法具有装置简单,无需防震,可用于观场测量等特点。文中论述了此法的基本原理,应用波前干涉理论和付里叶光学理论对变形前后波前的干涉、记录和再观进行了分析,导出了计算公式。实现了透射物体和反射物体表面的面内位移分量(U_0,V_(45),U_(90))和离面位移(w)的全场同时测量,典型实验证明,实验值与计算结果符合较好。     

双材料界面应力分析的局部杂交法

本文用云纹干涉法测取双材料高梁受集中载荷时沿ｘ，ｙ轴的位移场ｕ，ｖ．以其作为界面局部微区的边界条件，用有限元计算此微区内界面上的应力分量．与光弹性及全梁有限元法比较，发现局部杂交法的精度最高．     

错位云纹干涉法同步测量三维位移导数场

本文提出一种变载波双曝光错位云纹干涉法,将变形信息的记录过程与错位分析分开进行。通过对一级衍射波引入适当载波后,用双曝光法将变形信息记录在一张底板上,尔后通过滤波分离变形信息及错位处理,实现了三维位移导数场的同步测量。文中给出了较为严密的理论推导,并给出了平面模型静态下的面内和离面位移场测量结果。     

基于数字散斑相关实验测量的材料构型力的计算方法

材料构型力学主要研究材料中的缺陷(夹杂、空穴、位错、裂纹、塑性区等)的构型(形状、尺寸和位置)改变时,所引起的系统自由能的变化。本研究将基于数字散斑相关技术,实验测量材料试件的位移场分布,随后通过材料构型力的定义式,计算求得弹塑性材料中缺陷构型力的分布。其方法概括如下:位移场通过数字图像相关技术测得;应变及位移梯度场利用三次样条拟合获得;线弹性材料应力通过简单线弹性本构方程获取,而塑性材料的表面应力场通过Ramberg-Osgood本构方程计算求得;弹塑性应变能密度分布则由应力-应变曲线数值积分获得。该方法对普通弹性材料或者弹塑性材料均适用,可以用于各种不同的缺陷及缺陷群的材料构型力测量。     

平板裂纹前缘三维效应区的弹性力学分析

本文利用Kane和Mindlin关于弹性乎板面内问题位移的基本假设及Fourier变换求解了无限大板的I型裂纹问题,得到了裂纹尖端应力位移场的渐近形式、应力强度因子随板厚的变化规律以及板厚对裂纹前缘三维效应区的影响.研究表明,对线性硬化材料,在塑性切线胰量不太小的情况下,线弹性分析的结果可近似适用于弹塑性材料.     

概率断裂分析的随机边界元法

应用随机边界元法分析材料弹性常数的随机性和裂纹面随机性对应力强度因子的影响。文中首先简介了随机边界元法，给出了具有随机材料或几何参数的弹性体的边界位移或面力的协方差，进而给出了材料参数和裂纹面随机时应力强度因子均值和方差的计算公式。算例中详细讨论了杨氏模量、泊松比及裂纹面的随机性对应力强度因子的影响。     

云纹／光栅测试技术的几点讨论

本文用信号处理的方法系统地阐述了云纹／光栅测试技术。以面内云纹／光栅测试为例，首先说明了光栅是位移和变形信息的空间载体；位移和应变分别是对载体的相位和频率调制；而云纹现象则是试件栅频谱向零频处平移的结果或说云纹是对光栅载体信号解调的过程；进而讨论了云纹技术与光栅技术的本质区别。其次分析了云纹／光栅测试系统的性能，讨论了条纹分析方法及数字图象处理手段对云纹／光栅系统的测试精度、灵敏度、空间分辨率的影响。     

贴片云纹干涉法测复合应力强度因子

贴片法把Post提出的云纹干涉法向前推进了一步,它成本低、实验周期短、工艺简单,在一般光测力学实验室都可进行。由于贴片可以分离,使云纹干涉法用于现场测量成为可能。本文提出了估计裂纹尖端绝对位移的切点连线法。编写了可以计算尖端刚性位移和旋转的阻尼最小二乘法程序,应用单向栅线,测定复合应力强度因子,与理论值进行了比较,得到了满意的结果。计算和实验的位移场重合。     

连续分布荷载作用下的一般各向异性弹性楔形体

1 引言对于各向同性和特殊的各向异性弹性楔形体,具有一个弹性对称面,即对称于x_3=0平面,因而平面内位移(u_1,u_2)和平面外位移(u_3)是不耦合的,这样将面内和面外位移各自分开单独处理,可以得到在各种荷载作用下的弹性楔形体的应力场对于一般各向异性弹性楔形体,平面内位移(u_1,u_2)和平面外位移(u_3)通常是耦合     

梯度非均匀有限层-基结构界面裂纹动态断裂的数值分析

研究了具有一个界面裂纹的有限尺寸梯度非均匀层-基结构在面内冲击载荷作用下的动态响应问题;提出了分析这类问题的一种数值方法,其核心是计算具有一定宽度的裂缝位移场,通过对到缝端距离及缝宽的双重插值求裂尖处动态应力强度因子。文中对涂层是弹性模量及密度连续变化的梯度非均匀材料,基体是各向同性均匀材料的层-基结构作了具体计算,数值结果清楚地显示出动态应力强度因子的时程变化规律,及有关参数(梯度参数,层厚,层长)对它的影响。     

我国首创的贴片云纹干涉法受到有关方面的重视和欢迎

天津大学力学系材料力学教研室研制的贴片云纹干涉法,是国内外首创的光力学测试新技术。1984年12月由天津市科委组织的鉴定会上,受到国内专家、同行的一致好评,经天津市科委推荐,国家科委确认为1985年国家级重大科技成果,并正式公布。该项技术是用光学方法测量物体面内位移和应变,可直接应用于各种透明和非透明材料,