EP/纳米SiO_2/空心微珠复合材料的性能研究 被引量：8

1

作者 惠雪梅 张炜 +1 位作者 王晓洁 魏平 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2005年第7期16-19,共4页

选用微米级空心微珠和纳米SiO2作为填料,制备环氧树脂(EP)/纳米SiO2/空心微珠复合材料,研究空心微珠用量对复合材料的拉伸性能和冲击性能的影响,采用扫描电镜(SEM)研究复合材料的断裂模式,初步讨论了复合材料的隔热性能。结果表明,纳米S... 选用微米级空心微珠和纳米SiO2作为填料,制备环氧树脂(EP)/纳米SiO2/空心微珠复合材料,研究空心微珠用量对复合材料的拉伸性能和冲击性能的影响,采用扫描电镜(SEM)研究复合材料的断裂模式,初步讨论了复合材料的隔热性能。结果表明,纳米SiO2和空心微珠的加入可以提高复合材料的拉伸强度和冲击强度,并且当空心微珠用量为10%、纳米SiO2用量为3%时,复合材料的各项力学性能最佳。随着空心微珠含量的继续增加,复合材料的拉伸强度和冲击强度均有不同程度的降低,拉伸弹性模量却有提高趋势。此外,空心微珠的加入使复合材料的脆性提高、韧性降低,隔热性能却有所改善。 展开更多

关键词 EP/纳米SiO2/空心微珠复合材料 扫描电镜 拉伸性能 冲击性能 断裂模式 隔热性能 环氧树脂

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高应力三轴度下Q355钢火灾全过程断裂性能试验研究 被引量：1

2

作者 张其杰 姜健 +3 位作者 蔡文玉 杨卫明 陈伟 叶继红 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期133-147,共15页

火灾下钢构件断裂破坏是导致整体结构连续性倒塌的主要原因之一,掌握钢材高温断裂性能是研究钢结构抗火承载性能和评估高温后结构安全性的基础。以Q355钢为研究对象,设计光滑圆棒和缺口圆棒试件,进行火灾全过程(升温段、降温段、高温后... 火灾下钢构件断裂破坏是导致整体结构连续性倒塌的主要原因之一,掌握钢材高温断裂性能是研究钢结构抗火承载性能和评估高温后结构安全性的基础。以Q355钢为研究对象,设计光滑圆棒和缺口圆棒试件,进行火灾全过程(升温段、降温段、高温后)拉伸断裂试验,研究复杂应力状态(应力三轴度)和温升历程(峰值温度和拉伸温度)对钢材工程和真实应力-应变曲线、断裂应变的影响,并通过电镜扫描研究其微观断裂机理,结合数值模拟对高温断裂模型进行参数标定。研究表明:火灾全过程下Q355钢材呈现韧性断裂特征,拉伸温度和应力三轴度对其断裂性能影响较大;拉伸温度和峰值温度越高,断裂应变越大,延性越好,高温后断裂性能与常温相似;应力三轴度影响材料断裂性能对温度的敏感性,温升历程影响真实应力-应变曲线塑性段斜率;SMCS断裂模型适用于预测Q355钢材火灾全过程断裂行为,需采用不同参数表征钢材升温段和降温段断裂性能。 展开更多

关键词 Q355钢 复杂应力 火灾全过程 断裂性能 微观断裂机理 断裂模型

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Ⅰ型裂纹尖端无位错区近场的微观断裂模型 被引量：1

3

作者 詹志兰 李光霞 《中南民族学院学报（自然科学版）》 1998年第3期30-33,共4页

经微观实验及在位错理论的基础上建立了Ⅰ型裂纹尖端无位错区（ＤＦＺ）近场的微观断裂模型，对其进行了数值计算．

关键词 I型裂纹尖端 无位错区 微观断裂模型 裂纹扩展

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非常规气藏储层改造体积评价方法研究 被引量：1

4

作者 罗睿乔 《能源与环保》 2022年第2期220-226,共7页

为精确描述非常规气藏压裂后的复杂流动特征及定量评价储层改造体积(SRV),利用自主研发的缝网重构算法“破裂树生长法”建立压后缝网模型,并以此为基础提出了使用拟稳态流动时特定的压力等值线来确定SRV范围的定量评价方法,最后以长宁20... 为精确描述非常规气藏压裂后的复杂流动特征及定量评价储层改造体积(SRV),利用自主研发的缝网重构算法“破裂树生长法”建立压后缝网模型,并以此为基础提出了使用拟稳态流动时特定的压力等值线来确定SRV范围的定量评价方法,最后以长宁201井区为例进行了矿场实例分析。该方法根据微地震监测点的位置,重构出微裂缝网的连通关系。在复杂微裂缝网的基础上建立离散裂缝地质模型并进行生产数值模拟,根据数值模拟结果的压力分布精确划定SRV的范围。利用该方法计算出长宁201井区的SRV体积为0.0521 km^(3),以该缝网模型的数值模拟产量预测结果符合实际生产规律,方法实用性较好。 展开更多

关键词 微地震 裂缝重构 SRV 离散裂缝模型 产能预测

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通过观测硬化水泥浆体的细观孔隙结构预测其宏观力学性能 被引量：1

5

作者 阚晋 彭兴黔 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期668-672,共5页

首先通过高分辨微型CT系统观测水灰比为0.5的水泥浆体内部微米级孔隙并对其尺寸进行统计分析,获得水泥浆体内部孔隙结构特征和两大类微米级孔隙的直径分布,然后引入孔隙介质细观断裂模型,将观测获得的孔隙特征作为模型参数,对水泥浆体... 首先通过高分辨微型CT系统观测水灰比为0.5的水泥浆体内部微米级孔隙并对其尺寸进行统计分析,获得水泥浆体内部孔隙结构特征和两大类微米级孔隙的直径分布,然后引入孔隙介质细观断裂模型,将观测获得的孔隙特征作为模型参数,对水泥浆体的宏观力学性能进行计算,获得其应力–应变曲线和极限拉伸强度,最后将力学模型计算结果与实验结果进行对比分析。极限拉伸强度的计算和实验结果分别为9.47和7.96 MPa。微型CT系统可以准确地获取水泥浆体内部的微米级孔隙信息,孔隙结构信息引入细观断裂模型后的计算结果准确度较高。 展开更多

关键词 硬化水泥浆体 微型CT 细观断裂模型 应力应变关系 极限拉伸强度

原文传递

考虑温度影响的混凝土微观断裂模型

6

作者 张衡 魏德敏 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期14-20,共7页

该文以各组分体积不变为准则建立了考虑温度影响的混凝土三相微观断裂球体模型。将混凝土组成简化为骨料,水及水泥浆体,并以模型中各层模拟;认为高温下混凝土的断裂为模型中间层水汽蒸发逸出的结果。通过气体状态方程分析了模型内部气... 该文以各组分体积不变为准则建立了考虑温度影响的混凝土三相微观断裂球体模型。将混凝土组成简化为骨料,水及水泥浆体,并以模型中各层模拟;认为高温下混凝土的断裂为模型中间层水汽蒸发逸出的结果。通过气体状态方程分析了模型内部气压随温度的变化,并研究了骨料和水泥浆体层的应力状态。分析了含圆盘形裂纹的混凝土的可释放弹性能和表面能,并根据Griffith断裂准则给出了混凝土断裂韧性随温度的变化规律。对该文模型进行数值模拟,并与相关试验结果对比,结果证明了该文模型能够有效地计算高温下和高温后混凝土的断裂韧性。同时分析发现:随着温度的升高,混凝土可释放弹性能增大而开裂时的裂纹初始长度将减小。 展开更多

关键词 混凝土 断裂韧性 高温 微观断裂模型 弹性应变能 表面能

原文传递

基于分子动力学的锆基体多尺度断裂参数的研究

7

作者 王昌昊 陈文俊 《广东化工》 CAS 2019年第8期87-89,79,共4页

本文基于分子动力学方法,建立了含边缘裂纹缺陷的微观断裂模型,计算了锆材料在300 K温度下的T-S (Traction-Separation)曲线,得到了表征断裂属性的内聚力模型参数,为跨尺度断裂研究提供参数。同时,提出了在原子尺度断裂模型的建模方法... 本文基于分子动力学方法,建立了含边缘裂纹缺陷的微观断裂模型,计算了锆材料在300 K温度下的T-S (Traction-Separation)曲线,得到了表征断裂属性的内聚力模型参数,为跨尺度断裂研究提供参数。同时,提出了在原子尺度断裂模型的建模方法和内聚力单元参数的提取方法和从微观到宏观的跨尺度断裂模型的整体计算思路。 展开更多

关键词 锆 微观断裂模型 T-S曲线 内聚力模型

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Ⅰ型裂纹尖端无位错区近场的断裂与损伤研究

8

作者 詹志兰 李光霞 《纺织高校基础科学学报》 CAS 1998年第3期189-195,共7页

在Ａｌ单晶Ⅰ型裂纹扩展的透射电镜观察基础上，运用微观位错理论及宏观连续损伤力学，建立了无位错区（ＤＦＺ）附近塑性区的微观断裂模型与损伤线场，并进行了数值计算．结果表明：位错密度最大处与损伤值最大处与实验观察到的微孔洞... 在Ａｌ单晶Ⅰ型裂纹扩展的透射电镜观察基础上，运用微观位错理论及宏观连续损伤力学，建立了无位错区（ＤＦＺ）附近塑性区的微观断裂模型与损伤线场，并进行了数值计算．结果表明：位错密度最大处与损伤值最大处与实验观察到的微孔洞萌生位置非常接近． 展开更多

关键词 Ⅰ型裂纹尖端 无位错区 微观断裂模型 损伤线场

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基于显微CT扫描和统计强度的煤岩损伤破裂特性研究 被引量：3

9

作者 张良 齐庆新 +5 位作者 REN Ting 李祥春 高科 李春元 李晓鹏 袁红辉 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期1-12,共12页

冲击地压与瓦斯等灾害制约了我国煤矿安全高效开采,但诸多煤岩动力灾害的发生机理不明。从巷道围岩冲击-瓦斯灾害实例出发,着重研究煤岩损伤破裂演化规律与模型。开展了X射线高精度显微CT扫描试验,利用三维重构技术获得了冲击倾向性煤... 冲击地压与瓦斯等灾害制约了我国煤矿安全高效开采,但诸多煤岩动力灾害的发生机理不明。从巷道围岩冲击-瓦斯灾害实例出发,着重研究煤岩损伤破裂演化规律与模型。开展了X射线高精度显微CT扫描试验,利用三维重构技术获得了冲击倾向性煤高分辨率三维数字岩心图像,定量分析了非连续结构分布特征;采用计盒维数法和三维可视化软件AVIZO编程计算,得到了矿物条带和裂隙结构的表征参数;基于CT扫描重构和统计强度理论,提出了一种考虑三参量韦伯分布、瓦斯作用与有效应力的煤岩损伤破裂模型;进而,开展了含瓦斯煤岩三轴压缩试验,求解模型参数并验证模型可靠,揭示了煤岩渐进破坏过程中的损伤演化规律。具体而言,显微CT扫描重构和分形计算结果表明,冲击倾向煤内部矿物条带的表面积和分形维数分别处于0.0035~0.0137和1.1214~1.2342之间,而裂隙结构的表面积占比和分形维数则分别处于0.0006~0.0040和1.0651~1.1454范围。矿物条带的表面积占比和分形维数整体上大于裂隙结构的,说明冲击倾向煤内部的非连续结构数量多且分布复杂。此外,含瓦斯煤岩三轴压缩试验结果表明,围压作用下煤样应力应变关系呈现出典型的I类曲线特征,以剪切破坏为主,峰值强度和峰值应变随围压升高而增大。进一步,给出了损伤破裂模型7个参数的确定方法,并利用试验结果求解了模型参数和损伤变量。计算结果表明,该模型能较准确地反映煤岩压缩变形、准线弹性变形、塑性变形、峰值强度和峰后软化等渐进破坏特征。而且,在前2个阶段煤岩损伤变量小于0.2,进入塑性阶段尤其是峰后阶段,损伤变量急剧增大直至破裂。因此,提出了损伤阈值的概念,建议将损伤阈值0.2作为煤岩损伤破裂的预警值。研究结果将为煤岩动力灾害的发生机理、预警及防控提供理论支撑。 展开更多

关键词 巷道围岩冲击-瓦斯灾害 显微CT扫描 三维重构 数字岩心 非连续结构 三参量韦伯分布 损伤变量 损伤破裂模型

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多应变速率下尺寸效应对黄铜微尺度塑性变形本构及损伤演化的影响 被引量：2

10

作者 冉家琪 徐力 +1 位作者 王继来 龚峰 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第16期69-76,共8页

准静态微尺度塑性变形中,特征尺寸效应与晶粒尺寸效应会直接影响韧性断裂的应变能及断裂强度,其直接原因是由于表面层自由晶粒所占比例随着样品尺寸的缩小或晶粒尺寸的增大而逐渐增加从而影响流动应力。在高应变速率下,特征尺寸效应和... 准静态微尺度塑性变形中,特征尺寸效应与晶粒尺寸效应会直接影响韧性断裂的应变能及断裂强度,其直接原因是由于表面层自由晶粒所占比例随着样品尺寸的缩小或晶粒尺寸的增大而逐渐增加从而影响流动应力。在高应变速率下,特征尺寸效应和晶粒尺寸效应对金属流动应力和损伤的影响则较少被提及。通过分离式霍普金森压杆试验得出高应变速率下黄铜微尺度等温流动应力,以Johnson-Cook本构模型为基础构建了包含尺寸系数的微尺度高应变速率本构模型,并将其与Freudenthal非耦合断裂准则相结合,提出了多应变速率微尺度混合损伤模型,量化了不同应变速率下特征尺寸效应及晶粒尺寸效应对金属损伤的影响,为飞刀切削样品表面改善提供了理论依据。 展开更多

关键词 微尺度塑性变形 尺寸效应 分离式霍普金森压杆试验 非耦合断裂准则 混合损伤模型

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页岩拉张型微裂缝几何特征描述及渗透率计算 被引量：22

11

作者 曲冠政 曲占庆 +2 位作者 HAZLETT Randy Dolye FREED David MUSTAFAYEV Rahman 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期115-120,152,共7页

为了研究页岩拉张型微裂缝中的渗流规律，采用巴西实验在5块Barnett页岩岩心中形成拉张型裂缝。采用三维面轮廓仪获取裂缝面形态，基于扫描原理将三维信息转换为二维信息计算迂曲度、倾角、粗糙度等特征参数，引入聚类分析方法明确各参... 为了研究页岩拉张型微裂缝中的渗流规律，采用巴西实验在5块Barnett页岩岩心中形成拉张型裂缝。采用三维面轮廓仪获取裂缝面形态，基于扫描原理将三维信息转换为二维信息计算迂曲度、倾角、粗糙度等特征参数，引入聚类分析方法明确各参数间距离，采用格子玻尔兹曼方法模拟开度在0．05～0．40mm范围内页岩微裂缝渗流，并结合理论分析推导微裂缝渗透率计算公式。结果表明：所选取样本迂曲度在1．10左右，倾角为0．99°～8．86°，粗糙度为0．062-0．162mm；迂曲度、粗糙度、倾角对渗透率影响不存在替代关系，必须同时考虑三者的影响；计算微裂缝渗透率比平板模型渗透率要小19％-29％，说明必须考虑裂缝粗糙度影响；经验证，推导的渗透率计算公式误差控制在4％以内，可用于拉张型微裂缝渗透率计算。 展开更多

关键词 页岩 拉张型微裂缝 裂缝面形貌 裂缝面迂曲度 裂缝面倾角 裂缝面粗糙度 页岩流体运移模拟 裂缝渗透率模型

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王徐庄油田薄层生物石灰岩小—微裂缝识别及建模

12

作者 李云鹏 林学春 +4 位作者 余星辰 康志宏 李佩敬 王亚静 祁爱平 《新疆石油地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期671-679,共9页

小—微裂缝作为王徐庄油田沙河街组薄层生物石灰岩重要的储集空间之一,因缺乏有效的测量方法和表征技术,导致其研究较为困难,影响了油气开发中流体流动能力的预测。综合岩心、岩石薄片、CT扫描、地层微电阻率扫描成像测井、常规测井等资... 小—微裂缝作为王徐庄油田沙河街组薄层生物石灰岩重要的储集空间之一,因缺乏有效的测量方法和表征技术,导致其研究较为困难,影响了油气开发中流体流动能力的预测。综合岩心、岩石薄片、CT扫描、地层微电阻率扫描成像测井、常规测井等资料,对小—微裂缝的发育情况开展研究。采用PSO-BP神经网络预测研究区裂缝性储集层发育情况及分布特征,提出了离散裂缝网络模拟方法,模拟了小—微裂缝的空间展布。结果表明:小—微裂缝发育的生物石灰岩深、浅电阻率幅差较大;研究区生物石灰岩小—微裂缝较为发育,对改善储集层物性和注水受效方向有重要意义;小—微裂缝受控于断裂带和生物石灰岩沉积微相。油藏数值模拟证实,融合小—微裂缝介质的双孔双渗模型的油水关系动态拟合效果更好。 展开更多

关键词 王徐庄油田 沙河街组 生物石灰岩 小—微裂缝 粒子群优化算法 BP神经网络 离散裂缝网络模型

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Q690D 高强钢基于循环微孔扩展模型的 断裂预测分析 被引量：2

13

作者 葛建舟 黄学伟 +2 位作者 赵军 赵威 魏晨晨 《钢结构（中英文）》 2021年第7期18-28,共11页

高强钢材在实际钢结构中已经开始逐步得到应用,开展钢材的超低周疲劳断裂分析是评价高强钢结构在强震作用下断裂破坏的基础。传统断裂力学方法均假定裂纹已经存在,且在初始裂纹尖端存在高应变约束,因此主要适用于研究塑性变形极其有限... 高强钢材在实际钢结构中已经开始逐步得到应用,开展钢材的超低周疲劳断裂分析是评价高强钢结构在强震作用下断裂破坏的基础。传统断裂力学方法均假定裂纹已经存在,且在初始裂纹尖端存在高应变约束,因此主要适用于研究塑性变形极其有限的脆性断裂问题,对超低周反复荷载下无宏观初始缺陷部位和发生显著塑性变形部位的延性断裂问题不太适用,基于微孔扩展机制的超低周疲劳断裂模型在钢材韧性断裂分析中开始逐步得到应用。为研究循环微孔扩展模型(CVGM)是否适用于预测国产Q690D高强度结构钢材的断裂破坏,设计加工了17个圆棒试样和3个狗骨削弱型板状试样(DB)。应用MTS轴向伺服疲劳试验系统进行钢材圆棒试样在单调加载和超低周循环加载下的断裂破坏试验,获取了Q690D钢材的应力-应变关系、基本力学参数和试样的荷载-位移曲线,分析了加载制度对试样承载能力和变形能力的影响。试验结果表明:1)Q690D钢材没有明显的屈服平台,存在明显的缺口强化效应和循环软化现象,由于循环加载过程中材料发生了损伤,使得循环加载后再拉伸时的断裂位移小于单调加载情况。2)通过分析试样断口形貌,发现试样裂纹均起始于试样最小截面中心处,并采用扫描电镜观察了试样断口的微观形貌,断口呈现韧窝形式的延性断裂特征,符合微孔扩展断裂力学的机理,同时通过电镜扫描结果得到了Q690D钢材的特征长度约为0.3 mm。应用ABAQUS软件建立试样的有限元模型,基于Q690D钢材圆棒试样的试验结果,结合有限元分析,标定了Q690D高强度钢材的循环微孔扩展模型(CVGM)和退化有效塑性应变模型(DSPS)参数。单调加载时,循环微孔扩展模型和退化有效塑性应变模型退化为微孔扩展模型(VGM)和应力修正临界应变模型(SMCS)。最后,借助ABAQUS软件中的用户子程序USDFLD,采用Fortran语言� 展开更多

关键词 Q690D钢材 微观断裂力学模型 断裂预测 超低周疲劳 有限元分析

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