导读:本文包含了细观断裂论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:力学,损伤,复合材料,模型,岩石,各向异性,随机数。
细观断裂论文文献综述
江帅,胡玉梅,肖晋,金晓清,罗文军[1]（2019）在《6016铝合金冲压损伤演化和韧性断裂的细观力学表征》一文中研究指出为了预测铝合金板料在冲压过程中的损伤演化和韧性断裂,在Gurson-Tvergaard-Needleman (GTN)细观损伤模型中引入Hill'48各向异性屈服准则,借助有限元软件LS-DYNA编写了能考虑材料各向异性的用户自定义子程序VUMAT。采用沿不同轧制方向的准静态拉伸试验获取6016铝合金材料的力学参数,并对样件断口微观形貌进行分析。为了准确表征6016铝合金在冲压过程中的损伤演化和韧性断裂性能,基于传统有限元标定法,新增样件断裂方式及断后颈缩量作为评判标准,利用修正的有限元标定法确定了一组材料的GTN损伤参数。运用Hill'48-GTN模型对6016铝合金杯突冲压过程进行了数值仿真并分析了其损伤演化机理,通过与试验结果的对比,验证了Hill'48-GTN损伤模型及修正有限元标定法的可行性。(本文来源于《塑性工程学报》期刊2019年05期）
卿龙邦,苏怡萌,喻渴来,慕儒,王苗[2]（2019）在《SFRC细观数值建模方法及纤维方向对断裂性能影响的分析》一文中研究指出基于钢纤维随机生成算法建立了钢纤维水泥砂浆(SFRC)细观有限元数值模型,将模型不同截面处的钢纤维数量进行统计,与试验统计结果进行了对比。采用粘聚裂纹模型,模拟了钢纤维水泥砂浆弯曲断裂全过程,得到了断裂全过程曲线,研究了纤维分布方向对钢纤维水泥砂浆断裂全过程的影响。结果表明:模型截面钢纤维含量与试验统计结果较为一致,提出的钢纤维随机生成算法较为合理;数值模拟得到的全曲线结果与试验结果对比较好;纤维分布方向与主拉应力方向的夹角超过60°时,对复合材料弯曲失效的峰值荷载的增强效果不明显。(本文来源于《材料科学与工程学报》期刊2019年03期）
赵玖玲[3]（2019）在《基于全域CZM的复合推进剂细观损伤与断裂研究》一文中研究指出采用全域CZM模型模拟了复合固体推进剂从细观脱湿到基体开裂,直至微裂纹扩展汇合,最后断裂破坏的演化过程,探索了其宏观力学行为发生发展的内在原因。数值模拟结果在微裂纹的开裂特征以及推进剂的宏观应力-应变曲线等方面与试验结果吻合较好。研究结果表明,采用全域CZM模型能有效模拟复合推进剂材料细观断裂破坏过程及其宏观力学性能;通过参数反演可知混合基体的初始刚度远小于颗粒/基体界面的,而粘接强度和粘接能大于界面的,这使得基体易变形而界面先脱湿;可将推进剂受拉伸载荷的细观力学行为分为四个阶段:无损伤变形阶段、界面部分脱湿阶段、脱湿与基体开裂并存阶段、微裂纹聚合断裂阶段。(本文来源于《固体火箭技术》期刊2019年03期）
周金秋[4]（2019）在《CF/Al复合材料准静态压缩细观损伤与断裂力学行为研究》一文中研究指出连续石墨纤维增强铝合金复合材料(CF/Al复合材料)充分发挥石墨纤维高强度、高模量和基体铝合金的高韧性,具有密度低、比强度高、比模量高和热膨胀系数低等优点。目前对CF/Al复合材料的研究主要集中在制备工艺、微观组织、界面形成机理与控制等方面,而关于其承载变形中组元材料与界面损伤演化和失效及其对宏观断裂力学行为影响的研究并不多。掌握CF/Al复合材料承载时的微观损伤演变规律与断裂失效机理,不但可为复合材料组元与界面设计以及制备工艺优化提供理论依据,也是该复合材料走向工程应用亟需解决的科学问题。本文针对真空压力浸渗制备的CF/Al复合材料,采用细观力学数值模拟和实验相结合的方法,研究了其在轴向和横向准静态压缩载荷下的损伤演化与断裂失效行为,分析了界面与纤维性能以及纤维体积分数对复合材料轴向和横向压缩力学性能的影响,以期为通过组分性能和细观结构设计实现CF/Al复合材料高性能制备提供理论依据。具体研究内容及结果如下:(1)采用真空压力浸渗法制备CF/Al复合材料,根据其微观组织与纤维分布特征,建立了叁种纤维排布方式的代表体积单元(RVE)模型;在基体合金性能测试基础上,建立了其延性损伤演化与失效模型;根据复合材料纤维力学性能,建立了其横观各向同性的最大应力失效模型并开发了用户失效模型子程序;在此基础上建立了基于内聚力界面模型的CF/Al复合材料细观力学有限元模型,并根据复合材料压缩实验结果分析了不同纤维排布RVE模型的计算误差及可靠性。(2)通过CF/Al复合材料室温轴向和横向压缩变形试验,测试获得了其宏观压缩应力-应变实验曲线。基于对角正四边形纤维排布RVE的细观力学有限元模型,其对轴向和横向压缩应力-应变行为的计算结果与实验曲线吻合良好。轴向压缩弹性模量、极限强度和断裂应变的计算误差分别为-8.16%、1.73%和7.69%,横向压缩弹性模量、极限强度和断裂应变的计算误差分别为13.73%、4.36%和3.90%。1(3)根据轴向压缩变形细观力学数值模拟和力学实验结果,研究了CF/Al复合材料轴向压缩时的细观损伤演化与断裂力学行为,结果表明:压缩变形初期纤维与基体合金之间的界面首先发生损伤,随着压缩变形量增加,界面损伤程度逐渐增强并导致其附近的基体合金发生不同程度的局部损伤,压缩变形后期界面失效和基体损伤累积造成纤维断裂,最终导致复合材料发生轴向压缩破坏,轴向压缩试样出现轴向45°宏观断口并呈现参差不齐的纤维断裂形貌。(4)根据横向压缩变形细观力学数值模拟和力学实验结果,研究了CF/Al复合材料横向压缩时的细观损伤演化与断裂行为,结果表明:横向压缩变形初期,复合材料界面处开始出现损伤,随着变形量增大界面损伤程度逐渐增加并导致局部界面发生失效,压缩变形中期,界面失效引起基体合金出现损伤并逐渐累积,压缩变形后期的纤维断裂失效使得复合材料丧失横向承载能力。复合材料横向压缩断口呈现出界面脱粘破坏和局部纤维断裂共存的特征。(5)基于建立的细观力学有限元模型,分析了界面性能和纤维性能对CF/Al复合材料轴向和横向压缩性能的影响,结果表明:界面结合强度和刚度对复合材料轴向压缩力学行为影响较小,而纤维性能是决定复合材料轴向压缩力学性能的关键因素;复合材料横向压缩强度随界面强度增加而显着增大,纤维性能对复合材料横向压缩强度影响不大,而界面结合强度是决定横向压缩性能的主要因素。(6)基于建立的细观力学有限元模型,分析预测了纤维体积分数对CF/Al复合材料轴向和横向压缩力学性能的影响,结果表明:在相同的组分性能和界面结合性能条件下,增大纤维体积分数可提高复合材料轴向压缩弹性模量和极限强度,而其断裂应变无明显变化;提高纤维体积分数增加了界面数量和面积,复合材料横向压缩弹性模量和极限强度均随纤维体积分数增大而减小。(本文来源于《南昌航空大学》期刊2019-05-01）
李汉章,束加庆,王海军,任旭华,汤雷[5]（2019）在《单轴压缩下砂岩断裂试验及细观统计损伤模型》一文中研究指出岩石是典型的非均匀性材料,含有裂纹、颗粒胶结面等缺陷,建立叁维岩石损伤破裂本构模型,真实模拟岩石宏细观力学特性,是岩石损伤力学中的首要问题之一。通过赋予损伤后细观单元一定的承压能力,使其成为"接触单元",模拟压缩状态下的物质接触愈合作用,建立考虑细观单元残余强度的统计损伤本构模型,给出损伤变量的演化规律,采用Weibull双参数分布模拟岩体细观参数的非均匀性和随机性,编制程序实现了叁维模型的单轴压缩计算。开展圆柱形砂岩单轴压缩物理试验,将基于细观统计损伤模型的计算结果与物理试验结果对比。结果表明,数值模拟结果与砂岩单轴压缩试验中宏观弹性模量及单轴抗压强度一致,应力应变曲线相吻合。基于考虑细观单元残余强度的本构模型可以准确模拟砂岩试样逐渐从细观损伤累积到集聚成核断裂扩展直至破坏的全过程,数值模拟最终破坏形态特征与物理试验一致。验证了模型的有效性,为进一步采用本构开展不同荷载条件及岩体工程分析应用奠定了基础。(本文来源于《人民珠江》期刊2019年01期）
王煜曦,王金安,牛升晟[6]（2018）在《断裂岩石细观破坏机理及叁维接触损伤》一文中研究指出以断裂岩体长期稳定性为研究背景,开展岩体断面细观接触演化和长期力学行为的研究,借助CT检测方法,研究断裂岩体双翼表面细观接触状态、接触损伤演化等影响岩体长期力学行为的特征以及断裂岩石蠕变过程中粗糙表面凹凸体磨损及亚表面微裂纹、微孔洞发展等表面接触损伤演化规律。CT图片得出剪切蠕变破碎岩石的多种失稳模式,这几种破坏模式共同存在于岩石断裂面的剪切蠕变过程中,并在断裂面不同位置交替出现。通过叁维重构初步了解断裂岩石损伤过程中新生断面的形成过程:断裂面在剪切蠕变过程中微凸体附近易产生损伤形成空洞或初始裂隙,随后大量空洞和裂隙发展形成裂纹网络,裂纹网络贯通形成新断裂面。(本文来源于《城市地质》期刊2018年02期）
冯魁元[7]（2018）在《混凝土断裂过程的细观力学有限元模拟研究》一文中研究指出混凝土材料广泛应用于建筑工程,桥梁工程等领域,随着建筑结构和建筑技术的发展,对混凝土材料破坏的控制要求越来越高,因此研究混凝土的断裂破坏机理对相关工程领域有重要意义。目前,工程中混凝土断裂的研究大部分都是基于宏观唯象本构,将混凝土材料理想化为均质体,缺乏对混凝土微观变形和破坏机理的考虑。本文基于叁相细观力学模型,各项组分采用不同本构,系统地研究了混凝土各相材料的力学性能对混凝土材料宏微观性能的影响。根据富勒级配曲线和蒙特卡洛随机原理,本文建立二维随机圆形骨料代表性体元细观力学模型,对交界面、砂浆基体、骨料叁种组分进行了明确的考虑,来分析混凝土的多尺度变形和破坏行为。针对交界面厚度、骨料数量和网格收敛性等方面对模型进行校准,并与真实尺寸模型作对比,验证其合理性。本文对交界面采用粘结单元本构,对砂浆基体采用损伤塑性本构,对骨料采用弹性本构和损伤塑性本构。细观力学模型中各组分的材料参数通过将模拟结果与试验结果对比来标定。本文采用均匀化的方法多尺度分析混凝土断裂行为,建立拉伸荷载作用下宏观抗拉强度和砂浆抗拉强度及交界面抗拉强度的函数关系,和建立拉伸荷载作用下宏观软化系数与砂浆基体软化系数的函数关系。同时建立压缩荷载作用下宏观抗压强度和砂浆抗压强度、砂浆抗拉强度及交界面抗拉强度的函数关系。另外,根据该模型,本文系统地分析了混凝土材料的裂纹产生及扩展的过程与微观结构和各组分性能之间的关系,并找出骨料是否发生破坏的分界线。还研究了双轴拉伸状态下,混凝土宏观抗拉强度与裂纹之间的关系。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
田亮[8]（2018）在《连续CF/Al复合材料准静态拉伸细观损伤与断裂力学行为研究》一文中研究指出先进碳纤维具有密度低,强度和模量高、高低温性能稳定、热膨胀系数小等优异性能;铝合金韧性较好且具有一定塑性,价格低廉加工方便,而且耐腐蚀和耐热性能优异。由二者复合而成的连续纤维增强铝基复合材料(CF/Al复合材料)兼具两种组元材料的特性,而且呈现出高比强度和高比模量,抗疲劳耐磨损,以及良好尺寸稳定性等一系列优点,其较钛合金和高分子复合材料等传统结构材料优势明显,是满足未来航空航天结构轻量化、高精度技术要求的先进复合材料。现阶段关于CF/Al复合材料的研究,主要集中在制备工艺方法、微观组织、界面反应控制等方面,而关于CF/Al复合材料承载变形时损伤与断裂行为的研究并不多,从微观角度掌握其损伤演变规律与内在失效机理,不仅可为进一步改进制备工艺提高材料性能提供理论指导,也是复合材料性能设计及工程应用亟待解决的基础问题。本文选用石墨纤维M40J为增强体,铸造铝合金ZL301为基体合金,采用真空压力浸渗法制备出了纤维体积分数为55%的单向CF/Al复合材料。采用单轴拉伸和显微硬度实验获得了基体合金弹塑性力学行为和界面结合性能,通过准静态拉伸实验研究了复合材料纵向和横向拉伸断裂力学行为,获得了其纵向和横向拉伸弹性模量、拉伸强度、断裂应变等性能参数。在此基础上,通过对基体合金延性损伤、界面损伤减聚和纤维断裂等关键问题的处理,建立了单向CF/Al复合材料细观力学叁维有限元模型,计算获得了复合材料纵向和横向准静态拉伸载荷下的力学响应,通过实验与计算结果对比分析了细观力学模型的可靠性。在此基础上,通过数值模拟进一步研究了纤维性能、界面性能和纤维体积分数对复合材料微观损伤和宏观力学性能的影响规律,获得以下主要结论:(1)复合材料横向拉伸微观损伤演变与失效机理如下:复合材料界面首先发生局部损伤,随着横向应变增加,界面损伤不断积累并引起局部界面发生脱粘和失效,与此同时界面失效导致基体合金局部应力集中,从而使得界面附近基体合金开始损伤,此后随塑性应变增大基体合金损伤程度逐渐增加并引发界面区域的基体合金失效,最终引起纤维与基体开裂而导致复合材料发生整体横向断裂。(2)复合材料纵向拉伸微观损伤演变与失效机理如下:界面损伤积累引起了基体合金的局部损伤,随着纵向应变增加,界面和基体合金的损伤逐渐发展和积累,直至界面和基体合金先后发生局部失效,但基体合金和界面的局部失效不会引起复合材料最终断裂,而是导致在纤维局部区域发生应力集中,当纤维应力水平达到其强度极限后局部纤维断裂,并导致复合材料迅速产生整体的纵向断裂失效。(3)对复合材料横向拉伸变形行为进一步模拟结果表明:在横向拉伸过程中载荷主要由界面以及铝合金基体承担,纤维力学性能对横向拉伸极限强度和弹性模量的影响不大。随着界面结合强度的提高,复合材料抵抗横向变形的能力越强且横向拉伸极限强度也越大;界面刚度的变化对复合材料横向拉伸极限强度和弹性模量影响不大;在一定范围内,纤维体积分数增大会导致复合材料横向弹性模量和拉伸强度降低。(4)对复合材料纵向拉伸变形行为进一步模拟结果表明:复合材料纵向拉伸极限强度和弹性模量随着纤维力学性能增加而增加;界面强度越高,复合材料纵向拉伸极限强度越大,但弹性模量基本无变化;界面刚度对复合材料纵向拉伸极限强度和弹性模量影响较小;在纤维体积分数45%-65%范围内,复合材料纵向拉伸强度和弹性模量均随着体积分数增大而增大。(本文来源于《南昌航空大学》期刊2018-06-01）
郑宇[9]（2018）在《基于细观力学的高强度油套管钢环境断裂模拟研究》一文中研究指出石油套管是用于支撑油、气井井壁的钢管,以保证钻井过程进行和完井后整个油井的正常运行。由于地质条件不同,井下受力状态复杂,一旦套管本身由于某种原因损坏,可能导致整口井减产,甚至报废。随着深井和超深井增加以及伴随H2S环境,使得油套管失效事故频繁,这对石油套管提出了更高要求。而油套管的宏观性能与其细观尺度下的力学性能具有密切的关系。在此基础上,采用宏观尺度分析和细观尺度分析相结合的方法,对油套管开展多尺度分析从而在较深的层次上找出油套管断裂根源及变形与破坏机制。本文对国内外从宏观和细观角度开展钢材断裂机理研究的相关文献进行了大量调研,并在金属材料细观力学分析方法的基础上,对含有缺陷(微裂纹、夹杂)的高强度钢细观有限元模型进行了建模和分析,分析在不同外载作用下,由于缺陷存在,材料细观尺度下应力应变分布以及对材料宏观性能的影响。并采用扩展有限元方法,用ABAQUS对含有微裂纹的细观力学有限元模型进行了断裂模拟,分析裂纹的动态扩展过程以及相应的应力应变分布,为探索油套管断裂机理提供了新的方法。本文的主要成果如下:(1)开展了高强度钢拉伸力学性能实验研究,其结果为建模材料参数的选取提供数据,并对断口形貌和金相组织进行分析,得到了材料中微裂纹和夹杂物尺寸大小以及分布情况。进行了高强度钢氢脆和SSC实验,得到其在酸性环境下的宏观力学性能,并对腐蚀环境中的断口进行微观形貌观察,测得细观结构尺寸,为建模提供依据。(2)根据材料细观力学基本理论,建立含微裂纹的高强度钢代表性体积单元RVE细观有限元模型,分别对微裂纹长度、倾角进行建模分析;并将含氢压与不含氢压的微裂纹有限元模型对比分析;分析了多个微裂纹存在时的应力分布,并将结果进行均匀化处理,研究微裂纹和氢压对高强度油套管钢宏观性能的影响。(3)建立了含夹杂物的高强度钢代表性体积单元RVE细观有限元模型,对夹杂物形状进行建模分析,分析了多个夹杂存在对材料宏观性能的影响。(4)基于扩展有限元和断裂力学理论,建立了含有微裂纹的细观扩展有限元模型,模拟了裂纹扩展以及断裂的过程,得到了微裂纹动态扩展下相应的应力应变分布,并对结果进行均匀化处理,研究微裂纹扩展对高强度油套管钢宏观性能的影响。(本文来源于《西南石油大学》期刊2018-05-01）
张晓东[10]（2018）在《不同加载速率下岩石Ⅰ型断裂过程的细观试验研究》一文中研究指出加载速率是影响砂岩断裂特征的重要因素之一,针对砂岩I型断裂这一破坏形式,开展细观尺度下不同加载速率下砂岩I型断裂过程试验研究具有十分重要的意义。本文通过开展红砂岩岩样的叁点弯曲加载试验,综合运用声发射监测、高速显微细观观测等方法,对获取的细观图像进行数字散斑相关方法(DIC)计算分析,深入研究了不同加载速率下红砂岩I型断裂过程中的声发射活动及细观断裂特征,取得了如下研究成果:(1)采用砂岩力学试验加载系统、高速显微监测系统(长工作距离显微镜和高速摄像机)和声发射监测系统,系统开展了不同加载速率下砂岩I型断裂的叁点弯曲细观试验研究,获得了不同加载速率下红砂岩I型断裂的强度特征、声发射振铃计数特征和声发射能量特征,并对不同加载速率下声发射活动进行阶段划分,研究了不同加载速率下声发射确定的起裂荷载规律,揭示了不同加载速率下砂岩I型断裂的力学特性和声发射特征规律。(2)基于不同加载速率下砂岩I型断裂的叁点弯曲细观试验结果,利用一体式主控制系统(KH-8700)内置固化软件测量了砂岩I型断裂开裂参数,系统分析了不同加载速率下不同荷载状态预制缺口尖端区域内裂纹长度、开裂面积、裂纹宽度及裂纹扩展角度的特征规律,并对比不同加载速率下峰值荷载状态时裂纹细观形态特征,揭示了细观尺度下不同加载速率下红砂岩I型断裂裂纹扩展特征。(3)基于DIC技术计算了不同加载速率下红砂岩I型断裂过程的细观图像,获得了水平位移和应变云图,认为水平位移等值线密集交汇意味着裂纹在该位置起裂,对比分析了声发射技术和DIC技术确定的不同加载速率下砂岩I型断裂的起裂载荷规律,进一步研究了细观尺度下起裂的加载速率效应,表明加载速率越低声发射技术确定的起裂荷载越滞后于DIC技术确定的起裂荷载,随着加载速率的增加二者确定的起裂荷载越接近,当加载速率较大时,可以认为二者确定起裂荷载基本一致,深入揭示了不同加载速率下红砂岩I型断裂起裂特征规律。(本文来源于《中国矿业大学》期刊2018-05-01）
细观断裂论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
基于钢纤维随机生成算法建立了钢纤维水泥砂浆(SFRC)细观有限元数值模型,将模型不同截面处的钢纤维数量进行统计,与试验统计结果进行了对比。采用粘聚裂纹模型,模拟了钢纤维水泥砂浆弯曲断裂全过程,得到了断裂全过程曲线,研究了纤维分布方向对钢纤维水泥砂浆断裂全过程的影响。结果表明:模型截面钢纤维含量与试验统计结果较为一致,提出的钢纤维随机生成算法较为合理;数值模拟得到的全曲线结果与试验结果对比较好;纤维分布方向与主拉应力方向的夹角超过60°时,对复合材料弯曲失效的峰值荷载的增强效果不明显。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
细观断裂论文参考文献
[1].江帅,胡玉梅,肖晋,金晓清,罗文军.6016铝合金冲压损伤演化和韧性断裂的细观力学表征[J].塑性工程学报.2019
[2].卿龙邦,苏怡萌,喻渴来,慕儒,王苗.SFRC细观数值建模方法及纤维方向对断裂性能影响的分析[J].材料科学与工程学报.2019
[3].赵玖玲.基于全域CZM的复合推进剂细观损伤与断裂研究[J].固体火箭技术.2019
[4].周金秋.CF/Al复合材料准静态压缩细观损伤与断裂力学行为研究[D].南昌航空大学.2019
[5].李汉章,束加庆,王海军,任旭华,汤雷.单轴压缩下砂岩断裂试验及细观统计损伤模型[J].人民珠江.2019
[6].王煜曦,王金安,牛升晟.断裂岩石细观破坏机理及叁维接触损伤[J].城市地质.2018
[7].冯魁元.混凝土断裂过程的细观力学有限元模拟研究[D].哈尔滨工业大学.2018
[8].田亮.连续CF/Al复合材料准静态拉伸细观损伤与断裂力学行为研究[D].南昌航空大学.2018
[9].郑宇.基于细观力学的高强度油套管钢环境断裂模拟研究[D].西南石油大学.2018
[10].张晓东.不同加载速率下岩石Ⅰ型断裂过程的细观试验研究[D].中国矿业大学.2018
论文知识图
