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．     

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．     

纳米橡胶填充环氧树脂的压缩力学性能

鉴于复合材料具有不同于一般材料优异的性能,因此有必要在宽广应变率的范围内（从准静态到冲击动态）来认识纳米粒子的增强增韧效应及其机理．为了对纳米橡胶／环氧树脂的动静态压缩力学性能进行研究,分别在霍普金森压杆（SHPB）和MTS液压伺服材料试验机上进行了纳米橡胶填充环氧树脂复合材料的动静态压缩实验,并将实验结果与细观力学方法的预测性能进行了比较分析,探讨了纳米级橡胶颗粒对基体材料环氧树脂的改性效果．     

冲击荷载下C型G550冷弯钢的断裂机理研究

以C型G550薄壁冷弯钢构件为研究对象, 通过材料在不同应变率下的拉伸实验和数值模拟数据得到Johnson-Cook (J-C)本构模型和Johnson-Cook失效模型参数. 通过Abaqus软件模拟了不同冲击荷载作用下C型冷弯钢构件撕裂破坏的全过程, 利用落锤装置轴向冲击试验进行对比, 其实验结果与有限元数值模拟结果有良好的一致性. 此外, 对冲击试样撕裂断口进行微观形貌分析, 得到构件的断裂机理. 结果表明: 随着冲击速度的提高, 冲击力对构件的加载时间增加, 构件需要较大的塑性变形来吸收冲击能量; 冲击速度越高, 裂纹扩展功所占吸收冲击能量的比例越大, 显示出高速下裂纹扩展的能力越好; 冲击速度较高时, 以脆性断裂为主, 断口出现解理面, 甚至在高速变形时发生了绝热剪切破坏.     

紫外线照射对褶皱臂尾轮虫运动、存活分布与繁殖的影响

采用急性致死、单个体和群体培养实验，研究紫外线照射对褶皱臂尾轮虫（Brachionus plicatilis）运动、存活分布与繁殖的影响．结果表明，随着照射时间的增长（0～30min），轮虫的运动能力下降并产生急性致死效应，死亡率与照射时间关系符合Sigmoid模型．紫外线照射下（0～120s），轮虫的生存数据符合weibull分布，紫外线使各处理组轮虫寿命（1．7～8．8d）、生殖期（0～5．3d）、生殖期的平均繁殖率（0～2．0ind·（female·d）^-1）显著下降（P〈0．001），种群增长特征参数rm、R0、λ和T也呈下降趋势．群体培养与单个体培养结果相似，卵密度、幼体密度和种群增长率均随照射时间（0～120s）的延长而呈显著的下降（P〈0．001）．     

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.     

C2H4对臭氧氧化NO影响的试验研究

用管式反应器试验研究了碳氢对臭氧氧化NO的影响．试验在不同反应温度、[O3]／[NO]摩尔比以及碳氢浓度下进行．结果表明，C2H4对NO氧化成NO2有促进作用，在275℃时，NO氧化率和N02生成率有较明显提高．在[03]／[NO]=0．6，反应温度分别为常温、200℃和275℃时，加入400×10^-6C2H4，NO2生成率由56．5％、55．9％和38．0％分别提高到62．1％、60．0％和42％．在试验中，检测到了CO，当[O3]／[C2H4]为1．0时，在常温、200℃、275℃下，体系中CO浓度小于30×10^-6，说明C2H4确实参与了反应．C2H4对NO氧化的促进作用的机理是：在275℃时，臭氧分解速率显著提高，在氧存在的气氛下，烯烃易与O3反应，反应产生了更多活性很强的自由基（CH3O2、OH、HO2）等，而这些自由基均可与NO反应，从而弥补了由于臭氧自身分解的加速使NO氧化率的下降，即在加入C2H4后，在温度较高时仍能达到NO的较高氧化率．     

离子色谱-电感耦合等离子体质谱联用检测尿样中的三价铬和六价铬

用离子色谱和电感耦合等离子体质谱联用法同时测定样品中三价铬和六价铬．经ICS-AG14A（Dionex，USA）阴离子色谱拄分离，60mmol／L HNO3淋洗液淋洗，用等离子体质谱仪（m／z 50，52和53）在线测定了Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ），并对影响测定的各种因素进行了研究．该方法可以在2min内分离并测定Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）．Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）的检出限（S／N=3，m／z 53）分别为0．05μg／L和0．5μg／L．线性范围（m／z 53）从0．5μg／L到500μg／L跨越4个数量级．R.S．D．（n=6，m／z 52）优于2％，本方法应用于尿样中的Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）测定，结果较为满意．     

金属十六氯酞菁MPcCl16(M=FeⅡ,CoⅡ,CuⅡ,ZnⅡ)的制备及光催化降解性能

合成、表征了4种金属十六氯酞菁MPcCl16（M=Fe^Ⅱ，Co^Ⅱ，Cu^Ⅱ，Zn^Ⅱ）配合物，研究了它们对水中罗丹明B紫外光光降解的催化作用，侧重探讨了催化剂的用量和气氛等条件．发现该4种配合物的催化活性因中心金属离子不同而异，其中，FePcCl16最优，如在pH6．86的条件下光照100min后其催化效率可达89．86％；FePcCl16用量以0．4g／L为佳；动态氧气和静态空气气氛有利于提高光催化降解效率．     

Kapton薄膜单轴拉伸中心撕裂性能研究

为了探究Kapton薄膜材料中心撕裂对其力学性能的影响,选取7种中心切缝角度（0°,15°,30°,45°,60°,75°,90°）和10种温度工况（-70,-40,-10,0,20,50,80,110,140,170℃）对Kapton薄膜材料沿机器展开方向（machine direction,MD）和与其垂直的方向（transverse direction,TD）进行单轴中心撕裂试验,获取了不同切缝角度和不同温度下的应力-应变曲线,并对其破坏机制进行了探讨。通过对试验现象和数据进行分析,结果表明：Kapton薄膜材料破坏是由裂缝的发展造成,破坏断面呈现出横向的“I”形和“Z”形,切缝缺陷和温度分别对Kapton薄膜材料的抗拉强度和断裂延伸率有着显著的影响;Griffith强度理论对Kapton薄膜材料的中心撕裂强度具有较好的预测。研究所得结论可为Kapton薄膜材料力学性能的研究积累基础数据,同时为充气天线结构的工程应用提供有益参考。     

35CrMnSiA钢动态断裂韧度试验研究

利用电液伺服材料试验机和专门研制的加长摆杆测力冲击试验机，测定了35CrMnSiA钢动态断裂韧度KId，研究了不同尺寸试样满足平面应变状态的条件以及应变率对KId的影响．     

纯铜杆件局部受控的动态拉伸试验(英文)

在所发明的一种基于一级气体炮的高速冲击拉伸试验装置(HSTF)上,于多根纯铜杆件上安装特制夹具,控制试件不同的局部延伸,得到试件不同阶段的实验结果,取得冲击拉伸杆颈缩与断裂"凝固化"了的过程信息,揭示了纯铜试件在冲击拉伸下动态断裂过程的不同阶段.对于回收的纯铜试件,进行了扫描电镜分析.将Ragab提出的在轴对称颈缩区域中心放置特征空穴的简化模型从准静态推广到动态,旨在预测纯铜杆件在冲击拉伸下的局部化颈缩与断裂.     

岩体动力变形破坏的层次特性(英文)

岩体具有复杂的内部结构,内部结构对于岩土的力学性质具有决定性的影响.文章从岩体结构层次的角度研究了岩体的动力变形与破坏过程,在松弛模型的框架内研究了变形破坏的空间尺度与应变率之间的关系.讨论了裂纹传播速度与荷载强度之间的关系,研究了岩体变形破坏的层次特性.最后从岩体结构层次角度研究了岩体的破坏准则.研究表明:岩体的动力变形与破坏具有层次特性,这一层次特性依赖于外载的空间与时间特性、岩体的结构层次和岩体变形与破坏过程速度的有限性.时间准则与极限变形准则可以较好地描述岩体的动力破坏.     

基于梁格法的某简支板梁桥荷载研究

以某简支板梁桥为例,利用桥梁专用有限元软件MIDAS/CIVIL建立全桥空间梁格模型,分析了该桥的静力特性、动力特性,得到相应的理论值,并与实测值进行比较,对新建桥梁结构做出性能评估.结果表明:该桥整体刚度较大,承载能力较好,结构具有一定的安全储备.     

基于静载荷试验的水泥土搅拌法桩侧阻力研究

基于静载荷试验的数据,针对规范中对水泥土搅拌法桩侧阻力取值过宽的缺陷,进行了地区性的修正,对应于不同的桩长,按频数统计出具体的、幅度较小的取值范围,以满足设计和工程技术人员在实际应用中的可操作性．     

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．