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金属材料裂纹尖端损伤研究

依据Lemaitre损伤演化模型,建立了裂纹尖端塑性  (本文共3页) 阅读全文>>

《水文地质工程地质》2019年06期
水文地质工程地质

使用相对熵研究花岗岩的损伤演化特征

岩石试件表面的视频图像可作为试件表面变形破坏的信息载体。为从试验视频图像中分析出定量的信息,文章提出一种描述岩石损伤演化的新方法:计算基准图像与对比图像的相对熵,用相对熵表征变形和破裂的发展,将相对熵明显上升阶段的起点作为试件损伤演化的启动时刻。根据花岗岩试件室内单轴压缩试验拍摄的试验视频,使...  (本文共7页) 阅读全文>>

东南大学
东南大学

损伤跨尺度演化分析的变尺度域有限元理论及其算法

在材料和结构的损伤失效分析中,易损局部性能劣化从细微观缺陷开始萌生和演化,最终造成结构层面的宏观失效。为了研究结构损伤失效机理,在数值建模过程中需要采用小尺度域对结构易损局部进行建模,考虑微缺陷萌生、损伤演化以及微裂纹扩展,采用大尺度域对应力水平较低损伤不演化的部分进行建模,形成多尺度模型。由于在结构的服役过程中,易损局部的损伤演化会从小尺度域蔓延至大尺度域,发生跨尺度演化,而现有的一致多尺度模型在模拟损伤跨尺度演化时计算精度不能得到保证,需要改进。本文的主要工作是初步发展了变尺度域有限元方法,方法中采用尺度域演变机制以保证多尺度模拟的计算精度。从变分分析出发,获得了变尺度域有限元方法中有限元方程组的形成、变换机制,并考察了变尺度域有限元方法的计算精度和计算效率。改进了结构多尺度建模中的单元连接方法,拓展了单元连接方法的应用范围。为了分析材料微结构中的断裂问题,建立了剪切增强型Beam Lattice(Shear-enhance...  (本文共137页) 本文目录 | 阅读全文>>

福州大学
福州大学

考虑长期环境和地震作用的古建木结构监测与损伤演化研究

古建木结构是我国重要的文物和珍贵的历史文化遗产,在世界上享有极高的盛誉。近年来随着长期环境腐蚀、地震灾害和人为作用等影响,越来越多的古建木结构都存在不同程度的变形和损伤,严重者甚至濒临垮塌。因此建立结构健康监测系统,揭示结构服役过程中的损伤机理,结合监测数据对结构的损伤程度进行合理评价能够帮助管理者全面地了解结构的安全状态,更好地实现在役古建木结构的维护修缮工作。现有的监测技术存在诸如无法实时监测、数据集成繁琐和批量化监测成本高等问题;同时大多古建木结构研究侧重于力学性能分析,对于环境侵蚀和地震作用下的结构损伤机理和评估还存在着考虑因素和损伤评价不全面等问题。为此,本文首先基于FBG传感技术提出了古建木结构变形监测技术,实现了古建木结构响应值的实时监测;其次,研究了长期环境侵蚀和瞬时地震作用下古建木结构损伤演化分析方法,揭示了结构从完好到失效过程中的损伤发展、演化和失效机理;最后,结合监测数据和损伤演化分析方法对某在役古建木结构...  (本文共173页) 本文目录 | 阅读全文>>

东北石油大学
东北石油大学

煤层脉动压裂应力与损伤演化规律研究

煤层脉动压裂技术的核心是在周期性变化的脉动压力作用下,通过脉动应力波的反射、叠加和能量聚积效应在煤层内部产生扰动应力,一方面使煤岩损伤强度降低,另一方面当扰动应力达到煤岩相应强度极限后使煤岩发生破裂产生裂缝。然而,目前国内外学者对煤层脉动压裂的研究大多集中于通过实验确定脉动条件下裂缝延伸的临界压力,并分析不同脉动应力波参数和煤岩力学性质对裂缝起裂延伸力学条件的影响,但对煤层脉动压裂井眼起裂和裂缝扩展扰动应力场的数值模拟和煤岩损伤演化规律的研究还十分有限。本文首先开展了煤岩力学参数测试,获取了抗拉强度、抗剪切强度和三轴抗压强度等关键力学参数,为理论和数值模拟研究提供了基础数据;依据线弹性叠加理论,将初始地应力场与脉动应力场叠加,建立了脉动压裂煤层扰动应力场数值计算模型;通过对数值模型求解分析了脉动参数、地应力条件和煤岩参数对井眼起裂应力场的影响,研究了脉动参数、裂缝长度以及裂缝与水平最大主应力方向夹角对裂缝扩展应力场的影响。基于脉...  (本文共61页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

三维机织复合材料纬向剪切渐进损伤研究

相比较于经典的二维层合板,三维机织材料在平面内和厚度方向均有纤维束分布,形成特定的空间网状结构,具有出色的抗冲击性能和较高的损伤容限,因而广泛应用于航空、航天、航海、以及汽车等重要领域。三维机织材料凭借复杂的编织结构和多种多样的组分材料类别,具有良好的可设计性,同时,这也增加了对其损伤机理的研究难度。本文从损伤理论入手,结合准静态实验,给出了层层角联锁三维机织材料在剪切载荷作用下的损伤演化过程,文章具体的内容如下:首先,详细介绍了本课题的研究背景和意义,重点回顾了三维机织材料的强度准则和损伤演化模型。其次,开展了准静态载荷作用下的面内剪切实验,结合数字图像相关技术采集试件表面的全场位移和应变,通过光学显微镜和上海光源同步辐射技术获得其表面形貌特征和内部渐进损伤过程。最后,使用有限多相元法建立了层层角联锁三维机织材料的全尺寸细观有限元模型,借助用户子程序VUMAT编写了位置判断模块并定义了材料的本构关系。充分考虑了三维机织材料的组...  (本文共66页) 本文目录 | 阅读全文>>