评估材料断裂韧的损伤等效法

以实际结构或实验试件与ＨＲＲ裂尖场的一特征点的损伤相当为原则，建立了ＨＲＲ场的裂尖控制参数与实际试件或结构裂尖控制参数之间的关系。据此可消除不同试件因约束不同而导致的断裂韧性的变化；亦可用来评估实际结构及试件的断裂失效。     

复合材料层合板动态断裂韧性与损伤扩展的实验研究

研究了复合材料层合板在冲击载荷和不同温度条件下的力学行为及破坏机理。在不同温度环境下 ,利用MTS材料试验机 ,采用中等应变速率 (1/S) ,对玻璃布一环氧层板实施了冲击拉伸断裂实验 ,测试了该材料在不同温、不同应变速率下的断裂韧性值。分析了玻璃布 环氧层板材料的破坏过程及内部再伤情况     

带微裂纹物体的有效断裂韧性

按照等效介质的思想，引进有效表面能密度的概念，建立了带微裂纹物体有效断裂韧性的公式．具体计算了微裂纹群分别平行和垂直于宏观裂纹两种情况的减韧比．表明微裂纹群在产生应力屏蔽（或反屏蔽）效应的同时，也降低了材料的有效断裂韧性，减小了对宏观裂纹的扩展阻力．     

大变形条件下具有不同裂纹长度试件的断裂韧性J_C工程估算

本文首先通过有限元分析,在不同长度裂纹尺寸结构的临界破坏载荷下计算出临界断裂韧性值,然后从细观入手,在文献[1][2]等的工作基础上,通过理论推导得到了三维应力度参数R_σ与断裂韧性的关系。经过验证计算,证明该参数可用于描述结构尺寸效应的影响,能够在平面应变断裂韧性(参考值)的基础上,确定不同尺寸结构的临界断裂韧性J_C的值,适用于工程上的应用和推广。     

应力波载作用下材料断裂韧性测试技术研究进展

本文对应力波载荷(加载速率KI≥105MPa m/s)作用下,动态断裂韧性测试技术中的非光学方法进行了较全面和较系统的研究,比较了各自的优缺点,并对不同方法的可靠性和适用范围进行了分析．     

应力波载荷作用下材料断裂韧性测试技术研究进展

本文对应力波载荷（加载速率ＫＩ≥１０＾６ＭＰａ√ｍ／ｓ）作用下,动态断裂韧性测试技术中的非光学方法进行了较全面和较系统的研究,比较了各自的优缺点,并对不同方法的可靠性和适应范围进行了分析。     

韧性断裂的微观模型及其在约束断裂中的应用

详细分析了不同形状断裂试件及小范围屈服模型裂纹端部的损伤演化，提出了韧性断裂的宏观起裂相当于裂尖前方一特征位置处的损伤达到一临界值。利用此模型获得了与实验相一致的宏观断裂韧性及与约束无关的理论断裂韧性。     

利用圆锥压头微米划痕测试材料断裂韧性

利用Rockwell C金刚石压头对铜、聚碳酸酯、熔融石英和钠钙硅玻璃4种材料进行了微米划痕测试,这是国内首次利用划痕方法测量材料的断裂韧性. 研究表明:在划痕深度较浅时,必须要考虑压头顶端的球体区域,考虑和未考虑压头顶端球体区域时的压头形函数差别较大;考虑压头顶端的球体区域后,采用线弹性断裂力学(LEFM)模型评估断裂韧性的结果和能量尺寸效应(SEL)模型的计算结果接近,与单边切口梁(SENB)法、山形切口梁(CNB)法或压痕断裂(IF)法评估的断裂韧性相吻合,而未考虑压头顶端球体区域时计算断裂韧性的结果偏大;采用SEL模型评估断裂韧性时,按照投影接触面积等效的压头半顶角评估的断裂韧性相对按照周长等效的压头半顶角评估的断裂韧性误差更小,与LEFM模型的评估结果更接近.      

低约束试件断裂韧性测试方法研究进展 1)

低约束试件断裂韧性测试对油气管道安全运营具有重要意义。本文回顾了低约束试件断裂韧性测试方法及发展过程,介绍了裂纹尖端张开位 移(crack tip opening displacement, CTOD)和J积分等常用断裂韧性表征参数,并对断裂韧性测试中应力强度因子、J积分塑性因子、J积分与CTOD转换因子、裂纹尺寸测量方法、数 字图像相关方法等关键问题进行对比分析,总结需要深入研究的问题,为低约束试件断裂韧性测试发展提供一定依据。     

利用维氏和玻氏压头表征半导体材料断裂韧性

压痕法是测量材料断裂韧性 ($K_{\rm IC})$ 的常用方法之一, 如何根据不同的材料、不同的压头选择适合的公式, 是当前面临的一大问题. 因此,在不同载荷下对单晶硅 (111) 和碳化硅 (4H-SiC, 0001面) 这两种半导体材料进行了维氏微米硬度和玻氏纳米压痕实验, 对实验产生的裂纹长度$c$进行了统计分析, 并采用13个压痕公式计算材料的$K_{\rm IC}$, 开展了微米划痕实验, 验证压痕法评估半导体材料$K_{\rm IC}$的适用性. 研究结果表明: 为了消除维氏压痕实验产生的$c$的固有离散性, 需要多次测量取平均值; 裂纹长度与压痕尺寸的比值随压痕载荷的增大而增大; 材料的裂纹类型与载荷相关且低载荷下表现为巴氏裂纹, 高载荷下表现为中位裂纹; 与微米划痕实验得到的单晶硅和碳化硅材料的$K_{\rm IC}$平均值 (分别为0.96 MPa,$\cdot$,$\sqrt{\rm m}$和2.89 MPa,$\cdot$,$\sqrt{\rm m}$) 相比, 在同一压头下无法从13个公式中获得同时适用于单晶硅和碳化硅材料的压痕公式,但在同一材料下可以获得同时适用于维氏和玻氏压头的$K_{\rm IC}$计算公式; 基于中位裂纹系统发展而来的压痕公式更适合用于评估半导体材料的$K_{\rm IC}$, 且维氏压头下的$K_{\rm IC}$与玻氏压头下$K_{\rm IC}$的关系不是理论上的1.073倍, 应为1.13$\pm 压痕法是测量材料断裂韧性(K_(IC))的常用方法之一,如何根据不同的材料、不同的压头选择适合的公式,是当前面临的一大问题.因此,在不同载荷下对单晶硅(111)和碳化硅(4H-Si C, 0001面)这两种半导体材料进行了维氏微米硬度和玻氏纳米压痕实验,对实验产生的裂纹长度c进行了统计分析,并采用13个压痕公式计算材料的K_(IC),开展了微米划痕实验,验证压痕法评估半导体材料K_(IC)的适用性.研究结果表明:为了消除维氏压痕实验产生的c的固有离散性,需要多次测量取平均值;裂纹长度与压痕尺寸的比值随压痕载荷的增大而增大;材料的裂纹类型与载荷相关且低载荷下表现为巴氏裂纹,高载荷下表现为中位裂纹;与微米划痕实验得到的单晶硅和碳化硅材料的K_(IC)平均值(分别为0.96 MPa·m~(1/2)和2.89 MPa·m~(1/2))相比,在同一压头下无法从13个公式中获得同时适用于单晶硅和碳化硅材料的压痕公式,但在同一材料下可以获得同时适用于维氏和玻氏压头的K_(IC)计算公式;基于中位裂纹系统发展而来的压痕公式更适合用于评估半导体材料的K_(IC),且维氏压头下的K_(IC)与玻氏压头下K_(IC)的关系不是理论上的1.073倍,应为1.13±0.01.     

A new ductile fracture theory and its applications

This investigation discusses further the extent to which a new damage theory recently proposed by the author can serve as a unified theory to characterize various ductile failure problems. A general damage integral and corresponding criterion for ductile fracture are presented. A new parameter for ductile fracture is emphasized, which is experimentally verified as a material constant independent of stress state, has clear physical meaning, and can easily be determined. The applicability of this theory to evaluation of the ductility of welds and engineering materials under various conditions is examined. Also, it is used to predict the effect of residual stress on failure of welds, to predict sheetforming limits, and to correlate the variability of elasto-plastic fracture toughness valuesJ _1c and δ _c with different specimen geometries. A new constraint correction method is proposed, and constraint corrected new toughness parameterJ _dc and δ _dc are recommended. Experiments have shown that the toughness variation with different specimen geometries can effectively be removed by use of the method. The general applicability of the theory to characterization of various ductile failures provides a new design tool for engineering components or structures.     

结构振动计算机控制的试验研究

本文讨论了结构振动计算机控制系统的组成，建立了一套结构振动计算控制系统，用汇编语言编制了数据采集软件与控制软件，并就某受控结构的振动控制进行了试验研究。试验表明。该控制系统运行可靠，结构减振效果显著。     

超高频振动下的三点弯曲实验装置的设计与制造

超高频振动下材料的力学行为不同常态．为了研究超高频振动对材料断裂韧度的影响,本文设计并研制了一套超高频振动下材料的三点弯曲实验装置．设计的内容包括超声波换能器,超声波变幅杆,夹具等,并对Ｔ７钢进行了三点弯曲实验,得到了新的断裂韧度值．     

侧槽的拘束作用及对断裂韧性参量的影响

本文研究了侧槽对预制疲劳裂纹Ｃｈａｒｐｙ尺寸试样的拘束效应以及其对断裂韧性参量的影响。当侧槽深度大于临界值时，峰值载荷韧性Ｊｍ值与起裂韧性Ｊ１值基本相等。侧槽对试样的加厚作用可用试样的附加厚度表示，对于同样的侧槽深度，不同材料具有不等的附加厚度，试样取得最大附加厚度的侧槽深度为３３％。文中提出用拘束系数定量地估计侧槽对裂纹尖端的塑性拘束作用，能较好地解解放本试验结果。     

BRITTLE-DAMAGE ANALYSIS OF CRACKS UNDER CONDITIONS OF PLANE-STRAIN TENSILE LOADING

An abrupt damage model, taking full account of finite geometrychanges, is used to study both the shapes of damage zones and the stress strain fieldsfor a plane-strain tensile crack under the small-scale yielding condition. Two typicalcrack-tip damage profiles are simulated by the element vanish technique. The fracturetoughness increment due to damage dissipation is evaluated in terms of the energyrelease rate.     

不同化学溶液下砂岩Ⅰ型断裂韧度及其强度参数相关性的试验研究

论文通过长期浸泡的方法,以陕西铜川新区龙潭水库典型的库岸边坡的砂岩为研究对象,研究了浸泡在不同化学溶液下砂岩的力学特性及其损伤劣化机制,分析了经不同化学溶液腐蚀后试样的物理力学特性随化学腐蚀时间的劣化规律.研究发现:化学腐蚀后砂岩的物理力学特性均发生不同程度的劣化,其随化学腐蚀时间的劣化规律基本一致;但不同化学溶液下试样物理力学特性的劣化程度有所差异,酸性溶液(pH=3.0)加剧了砂岩的劣化程度,中性化学溶液对其损伤劣化程度也有一定的影响,试验初期,强碱性溶液下砂岩的劣化程度最小,但随着化学腐蚀时间的加长,强碱性溶液下的劣化程度逐渐加剧,大于中性溶液下的,但仍小于酸性溶液.化学腐蚀后砂岩试样均呈现出明显的弱化趋势,其断裂韧度KIC、抗压强度和抗拉强度的劣化程度显著,但各力学特征的劣化程度存在明显的差异,其中抗压强度的劣化程度相对减小,而其KIC的劣化程度较大;同时,化学腐蚀后砂岩的断裂韧度与抗拉强度、抗压强度间的一致性比较明显,存在明显线性关系.可以利用不同化学溶液下砂岩的裂纹扩展半径r来间接说明其力学特征发生损伤劣化的程度.     

内模控制及其在机构振动主动控制中的应用

振动主动控制通常采用最优控制,文中根据柔性机构的特点,采用内模控制策略。内模控制主要适合于具有周期性扰动信号的调节问题和具有周期性参考信号的跟踪问题,它的优点是对控对象参数具有鲁棒性,克服了最优控制需要精确掌握被控对象参数的缺点,文中首先介绍了内模控制的基本原理,然后给出了数值仿真结果,最后将算法应用柔性四连杆机构振动主动控制试验中,试验结果证明了方案的可行性。