基于颗粒离散元法的锚固节理剪切行为宏细观研究 被引量：16

1

作者 王刚 袁康 +3 位作者 蒋宇静 石永奎 陈连军 韩作振 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2381-2389,共9页

为了研究锚固节理岩体的破坏特点及锚固机理,基于颗粒离散元法利用修正的锚杆双线性本构模型对有锚和无锚节理面在不同边界条件下进行了宏观研究,并对锚固节理试件内部颗粒之间接触力和颗粒旋转弧度等的演化过程进行了细观研究。研究结... 为了研究锚固节理岩体的破坏特点及锚固机理,基于颗粒离散元法利用修正的锚杆双线性本构模型对有锚和无锚节理面在不同边界条件下进行了宏观研究,并对锚固节理试件内部颗粒之间接触力和颗粒旋转弧度等的演化过程进行了细观研究。研究结果表明:1压剪作用下锚固节理块体中处于拉伸状态的锚杆对节理面施加了一个附加的法向应力,从而提高了节理面的黏聚力;随着法向应力的增加,锚杆对节理面峰值剪切强度的贡献越来越小,在宏观上揭示了加锚节理岩体的锚固机理。2压剪荷载和边界位移约束共同作用下,锚固节理试件内部颗粒间接触力和颗粒自身位置不断演化并重新分布,在锚杆周围以及节理面凸起处产生较高的接触压力并在锚杆与节理面交叉处发生较大的颗粒旋转弧度,进而导致压致拉裂纹的产生以及颗粒旋转导致的剪切裂纹的萌生,从细观层面揭示了锚固节理岩体的破坏特点。 展开更多

关键词 锚固节理 颗粒离散元法 剪切试验 接触力 颗粒旋转弧度 细观裂纹

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基于颗粒离散元法岩石压缩过程破裂机制宏细观研究 被引量：13

2

作者 袁康 蒋宇静 +1 位作者 李亿民 王刚 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期913-922,共10页

为了研究岩石在压缩荷载作用下的破裂机制,基于颗粒离散元法,对岩石压缩荷载作用下内部颗粒组分的宏细观力学响应进行研究,得到岩石压缩破坏过程中颗粒旋转弧度、颗粒间接触力、颗粒竖向位移以及细观裂纹的演化过程。研究结果表明:岩石... 为了研究岩石在压缩荷载作用下的破裂机制,基于颗粒离散元法,对岩石压缩荷载作用下内部颗粒组分的宏细观力学响应进行研究,得到岩石压缩破坏过程中颗粒旋转弧度、颗粒间接触力、颗粒竖向位移以及细观裂纹的演化过程。研究结果表明:岩石宏观破裂过程是在外部荷载作用下,内部组分之间相互作用导致的岩石试件由静态到动态、由局部到整体、由细观到宏观的不断演化的过程,并最终形成宏观上的破裂带。研究结果从细观层面揭示岩石的破裂机制,对岩体工程稳定性的评价、地质灾害发生的预测等具有参考价值。 展开更多

关键词 岩石 压缩试验 破裂机制 颗粒旋转弧度 接触力 细观裂纹

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基于NCPP平面波算法磁记忆信号特征研究 被引量：6

3

作者 刘斌 曹阳 +1 位作者 付英 王国庆 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1538-1545,共8页

磁记忆检测技术能够对铁磁性金属构件的应力集中区和微观裂纹进行有效的检测。但是,由于缺乏科学的理论解释和系统的实验研究,磁记忆信号特征和磁力学定量变化关系至今没有定论,严重影响了该项技术的发展。本文利用固体电子理论,采用模... 磁记忆检测技术能够对铁磁性金属构件的应力集中区和微观裂纹进行有效的检测。但是,由于缺乏科学的理论解释和系统的实验研究,磁记忆信号特征和磁力学定量变化关系至今没有定论,严重影响了该项技术的发展。本文利用固体电子理论,采用模守恒赝势(NCPP)算法建立了全电子势磁力学模型,计算了固体屈服时,原子磁矩、晶格结构及磁记忆信号的变化特征。计算结果表明:固体的原子磁矩、晶格常数和漏磁信号强度与应力成线性变化趋势,当应力集中程度达到固体的屈服强度时,晶格结构发生畸变,磁记忆信号会产生突变。本文的实验结果与理论计算结果具有很好的一致性。 展开更多

关键词 磁记忆 微观裂纹 赝势 屈服强度

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不同粗糙度下锚固节理破坏机理宏细观研究 被引量：6

4

作者 张永政 王刚 +3 位作者 马明 赵志鹏 赵云鹏 孙昭晖 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3373-3383,共11页

为了研究不同粗糙度下锚固节理岩体的破坏特征和锚固机理,利用二维颗粒流程序PFC2D生成6种不同粗糙度的锚固节理面,并对这6种粗糙度的锚固节理模型在5种法向荷载下进行剪切实验,探讨JRC值和颗粒摩擦因数对锚固节理抗剪强度的影响。并从... 为了研究不同粗糙度下锚固节理岩体的破坏特征和锚固机理,利用二维颗粒流程序PFC2D生成6种不同粗糙度的锚固节理面,并对这6种粗糙度的锚固节理模型在5种法向荷载下进行剪切实验,探讨JRC值和颗粒摩擦因数对锚固节理抗剪强度的影响。并从宏细观角度分析不同节理粗糙度的形貌破坏和裂纹扩展演化特征。研究结果表明:当剪切试验中节理面的微凸体没有发生太大的破坏时,锚固体系的峰值剪切强度随粗糙度的增加而不断变大,但是当微凸体剪断破坏后峰值抗剪强度会有小幅的衰减,同时随着节理面摩擦因数的增加,锚固体系的峰值剪切强度也相应变大,并呈现很好的线性关系;细观裂纹开始主要在节理面的微凸体处产生,随后在锚杆周围快速大量产生,并且逐步扩展到模型的内部,产生的裂纹以张拉裂纹为主;锚固节理上的颗粒间接触力的数量和方位角的分布区域随剪切过程的进行逐渐衰减,并且接触方位角逐渐向剪切荷载施加的方向发生偏转。 展开更多

关键词 粗糙度 离散元 剪切实验 接触力 细观裂纹 接触方位角 颗粒旋转角度

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基于颗粒流对混凝土尺寸效应下的抗压裂缝分析 被引量：1

5

作者 李玉成 代金鹏 王起才 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2023年第10期3554-3561,共8页

基于颗粒流(PFC)的Fish语言编写了二维颗粒流程序,构建了二维混凝土细观模型,采用标定后的PB模型参数,对不同尺寸混凝土的破坏裂纹演化和破坏机理进行分析。模拟结果表明:混凝土单轴抗压破坏是水泥砂浆界面以及骨料与水泥砂浆交界面裂... 基于颗粒流(PFC)的Fish语言编写了二维颗粒流程序,构建了二维混凝土细观模型,采用标定后的PB模型参数,对不同尺寸混凝土的破坏裂纹演化和破坏机理进行分析。模拟结果表明:混凝土单轴抗压破坏是水泥砂浆界面以及骨料与水泥砂浆交界面裂纹扩张和演化造成的;不同的尺寸以及随机骨料的分布会对混凝土的峰值应力和破坏模式有一定的影响;单轴抗压试件内的裂纹起始于水泥砂浆界面,随后以骨料与水泥砂浆的交界面为主开始延伸,并随着载荷增加向混凝土内部发展,到90%峰值抗压强度后,裂纹的延伸速度和增加速度进入突增阶段,主裂纹和水泥砂浆界面的次生裂纹相互作用,呈现出贯穿状,使混凝土试件破坏;随混凝土尺寸的增大和骨料数量增加,裂缝数量增加,且随混凝土尺寸的减小,裂纹突增的速度与数量比例更大。 展开更多

关键词 混凝土 颗粒流 尺寸效应 细观裂纹 单轴抗压破坏 随机骨料分布

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不同固化剂含量改良砂土力学特性数值模拟 被引量：3

6

作者 郭伟超 祁长青 +1 位作者 李青朋 甘飞飞 《河北工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第4期49-55,共7页

对不同固化剂含量条件下的改良砂土进行室内无侧限单轴压缩试验,利用颗粒流数值模拟软件建立对应数值模型并进行数值模拟试验。通过研究不同固化剂含量下试样在不同加载阶段的微观破坏机理,发现固化剂的含量显著影响试样的抗压强度、抵... 对不同固化剂含量条件下的改良砂土进行室内无侧限单轴压缩试验,利用颗粒流数值模拟软件建立对应数值模型并进行数值模拟试验。通过研究不同固化剂含量下试样在不同加载阶段的微观破坏机理,发现固化剂的含量显著影响试样的抗压强度、抵抗变形能力以及试样破坏的宏观模式。随着固化剂含量的增加,试样的峰值强度、弹性模量均增大,而峰值应变减少。根据微观裂隙、接触力链及颗粒位移场的发育演化过程可以看出,随着固化剂含量增多,试样容易出现应力集中现象,发生局部破坏,破坏面由整体贯穿逐渐变为局部压碎破坏,破裂后力链弯曲程度由大逐渐变小,颗粒位移方向由紊乱分散逐渐均匀有序,试样的破坏模式由拉剪复合型破坏为主过渡到剪切破坏为主。 展开更多

关键词 PFC 固化剂 砂土 无侧限压缩 微观裂隙 颗粒位移场

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CrWMn钢金相磨制面显微裂纹原因分析

7

作者 李平平 刘柯军 《轨道交通材料》 2023年第5期7-10,共4页

对CrWMn钢进行淬、回火处理后磨制金相试样,不同状态下磨制面均可见显微裂纹,通过光学显微镜和扫描电子显微镜观察抛光状态和侵蚀状态下的裂纹形貌,得出以下结论:高碳淬火马氏体尤其在过热淬火状态下,金相磨制面极易产生显微裂纹,随着... 对CrWMn钢进行淬、回火处理后磨制金相试样,不同状态下磨制面均可见显微裂纹,通过光学显微镜和扫描电子显微镜观察抛光状态和侵蚀状态下的裂纹形貌,得出以下结论:高碳淬火马氏体尤其在过热淬火状态下,金相磨制面极易产生显微裂纹,随着淬火烈度和过热程度的增加,显微裂纹的数量显著增加;由于放大倍数和衬度等因素,抛光状态下显微裂纹在光学显微镜中不易被发现,须借助扫描电镜在更高倍数下观察;侵蚀状态下显微裂纹易于辨别,其长度与奥氏体晶粒尺寸为同一级别;大多数显微裂纹产生于试样磨制阶段,主要与马氏体的组织敏感性和磨制表面不平衡的收缩有关,但不排除部分裂纹由马氏体针叶相撞所致;淬火试样经中、高温回火后,磨制裂纹数量大幅下降。 展开更多

关键词 CRWMN钢 高碳马氏体 显微裂纹 过热淬火 组织敏感性

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厚规格低碳低合金钢探伤缺陷原因分析 被引量：3

8

作者 苏春霞 范志 +3 位作者 张起生 王勇 孙殿东 何毅 《鞍钢技术》 CAS 2012年第1期22-25,54,共5页

采用低倍、金相、显微硬度等检验手段,对厚规格低碳低合金钢板探伤缺陷进行了分析,确定造成探伤缺陷的原因是钢中存在严重的组织偏析,引起组织应力,与冷却时产生的热应力综合作用,使钢中塑性较差的区域出现裂纹。同时采取了轧后堆垛缓... 采用低倍、金相、显微硬度等检验手段,对厚规格低碳低合金钢板探伤缺陷进行了分析,确定造成探伤缺陷的原因是钢中存在严重的组织偏析,引起组织应力,与冷却时产生的热应力综合作用,使钢中塑性较差的区域出现裂纹。同时采取了轧后堆垛缓冷的控制措施,避免了钢中显微裂纹的出现。 展开更多

关键词 低碳低合金钢 探伤缺陷 组织偏析 显微裂纹

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温度对6005A铝合金焊接接头组织与性能的影响 被引量：3

9

作者 李鹏伟 张明铭 +3 位作者 杨志勇 齐芃芃 黄明 刘景刚 《轻合金加工技术》 CAS 北大核心 2013年第9期45-48,共4页

在不同预热温度与层间温度对6005A-T4铝合金型材进行熔化极惰性气体保护焊(MIG)焊接试验,利用金相显微镜、X射线探伤仪及力学性能检测设备,测试焊接接头的组织和性能。结果表明,预热温度与层间温度过低时,焊接接头会产生显微裂纹。适当... 在不同预热温度与层间温度对6005A-T4铝合金型材进行熔化极惰性气体保护焊(MIG)焊接试验,利用金相显微镜、X射线探伤仪及力学性能检测设备,测试焊接接头的组织和性能。结果表明,预热温度与层间温度过低时,焊接接头会产生显微裂纹。适当地提高焊接接头的预热温度与层间温度,可以有效地消除显微裂纹。 展开更多

关键词 6005A铝合金 MIG焊接接头 显微裂纹

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汽车零件模具H13钢失效分析及预防措施 被引量：3

10

作者 姚宏康 曹立军 冯明明 《模具制造》 2020年第9期86-89,共4页

利用直读光谱分析仪、洛氏硬度计、光学显微镜及扫描电镜等检测手段,对HI3汽车零件模具表面早期失效进行了系统分析,确定模具失效的原因为电火花加工过程中操作不当产生产的电火花蚀坑,并具有电火花白层、显微裂纹等电火花加工缺陷。针... 利用直读光谱分析仪、洛氏硬度计、光学显微镜及扫描电镜等检测手段,对HI3汽车零件模具表面早期失效进行了系统分析,确定模具失效的原因为电火花加工过程中操作不当产生产的电火花蚀坑,并具有电火花白层、显微裂纹等电火花加工缺陷。针对电火花加工过程存在的影响模具使用的问题,给出了预防措施。 展开更多

关键词 汽车零件 模具 电火花蚀坑 电火花白层 显微裂纹 预防措施

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7B04铝合金断裂过程的研究 被引量：3

11

作者 朱其芳 孙泽明 +3 位作者 朱宝宏 张智慧 李志辉 熊柏青 《新技术新工艺》 2008年第11期83-85,共3页

用材料介观力学(介于宏观和微观之间)手段研究了7B04高强高韧铝合金在拉伸试验过程中的塑性变形的产生、旋转和材料的断裂过程。试验结果表明:7B04合金中有害杂质相是有棱角的颗粒,以几个颗粒团簇在一起,或是单独分散在基体材料中。在... 用材料介观力学(介于宏观和微观之间)手段研究了7B04高强高韧铝合金在拉伸试验过程中的塑性变形的产生、旋转和材料的断裂过程。试验结果表明:7B04合金中有害杂质相是有棱角的颗粒,以几个颗粒团簇在一起,或是单独分散在基体材料中。在拉伸过程中,对材料塑性变形的产生、发展的观察发现,杂质相附近是材料的薄弱环节。随着塑性变形的发展,在这个区域流变曲线产生大角度的旋转,表明杂质相阻碍了变形的流畅进行,同时还发现微裂纹首先在杂质相的边界中产生。杂质相的消除或减少是提高7B04合金材料强塑性的主要途径之一。 展开更多

关键词 7804高强铝合金 断裂 旋转量

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模锻件链钩螺杆切边带热处理裂纹的控制 被引量：1

12

作者 艾明平 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2009年第8期162-163,共2页

对链钩螺杆的切边带裂纹的形成原因进行分析和其控制方法的研究。结果表明:锻造切边时较大应力使其产生微观裂纹,而热处理时热应力与组织应力的共同作用促使微观裂纹扩展成宏观裂纹。适当缩小链钩螺杆锻造时的切边带高度、提高终锻温度... 对链钩螺杆的切边带裂纹的形成原因进行分析和其控制方法的研究。结果表明:锻造切边时较大应力使其产生微观裂纹,而热处理时热应力与组织应力的共同作用促使微观裂纹扩展成宏观裂纹。适当缩小链钩螺杆锻造时的切边带高度、提高终锻温度、保持凸模与凹模之间适当的间隙、使用锐利刃口凹模都能降低锻造切边应力;降低热处理时的淬火应力,通过回火消除大部分热应力及组织应力,切边带的裂纹便得到有效控制。 展开更多

关键词 热应力 微观裂纹 宏观裂纹

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H13钢铝型材挤压模桥裂分析及解决方法

13

作者 姚宏康 曹立军 冯明明 《模具制造》 2021年第9期82-84,共3页

利用直读光谱分析仪、洛氏硬度计、光学显微镜、冲击试验机等检测手段,对H13钢铝型材挤压模进行了系统分析,确定模具桥裂的原因为渗氮处理工艺不当导致的渗氮层深度不均及脆性,并存在显微裂纹特征。针对挤压模渗氮处理工艺要求,明确了... 利用直读光谱分析仪、洛氏硬度计、光学显微镜、冲击试验机等检测手段,对H13钢铝型材挤压模进行了系统分析,确定模具桥裂的原因为渗氮处理工艺不当导致的渗氮层深度不均及脆性,并存在显微裂纹特征。针对挤压模渗氮处理工艺要求,明确了模具表面质量要求及渗氮层质量标准,并给出解决方法。 展开更多

关键词 挤压模 渗氮处理 渗氮层深度 显微裂纹 解决方法

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城轨列车制动盘SiC_(p)/A356复合材料热疲劳裂纹扩展机理 被引量：2

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作者 杨智勇 臧家俊 +3 位作者 方丹琳 李翔 李志强 李卫京 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期165-175,共11页

为研究制动盘服役温度载荷及材料微结构对SiC_(p)/A356复合材料热疲劳裂纹扩展行为的影响,明确其热疲劳裂纹扩展微观机理,开展SiC_(p)/A356复合材料热疲劳裂纹扩展实验。结果表明:裂纹扩展过程包括由SiC颗粒偏转作用和二次裂纹释放扩展... 为研究制动盘服役温度载荷及材料微结构对SiC_(p)/A356复合材料热疲劳裂纹扩展行为的影响,明确其热疲劳裂纹扩展微观机理,开展SiC_(p)/A356复合材料热疲劳裂纹扩展实验。结果表明:裂纹扩展过程包括由SiC颗粒偏转作用和二次裂纹释放扩展驱动力导致的缓慢扩展阶段和主裂纹与裂纹扩展前端微损伤连接的快速扩展阶段;加热温度较低时,裂纹扩展的“台阶状”特征明显,整体扩展速率较低,裂纹宽度较小,裂纹扩展方式为颗粒断裂、轻量基体撕裂和沿界面开裂;加热温度较高时,“斜直线跃升”阶段更为明显,裂纹宽度较大且扩展速率较高,裂纹扩展以颗粒脱落以及大幅度基体撕裂为主;主裂纹总是通过选择沿SiC颗粒群或者直接穿过α-Al基体以阻力较小的方式向前扩展,Si相承载时极易发生断裂,成为裂纹扩展源,同时裂纹扩展前端的微损伤对其扩展具有引导作用。 展开更多

关键词 SiC_(p)/A356复合材料 服役温度载荷 热疲劳 裂纹扩展微观机理

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焊趾微观短裂纹成核及其早期扩展的寿命仿真 被引量：1

15

作者 成立夫 魏国前 +1 位作者 胡珂 姜雍盛 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1436-1441,共6页

针对十字焊接接头,研究了焊趾微观短裂纹成核和早期扩展的行为。采用泰森多边形方法,建立了焊趾部位的一个边长为150μm的代表性单元(RE),基于疲劳指标参量(FIP)的分布特性,构建了FIP与微观短裂纹疲劳寿命之间的联系,计算了微观短裂纹... 针对十字焊接接头,研究了焊趾微观短裂纹成核和早期扩展的行为。采用泰森多边形方法,建立了焊趾部位的一个边长为150μm的代表性单元(RE),基于疲劳指标参量(FIP)的分布特性,构建了FIP与微观短裂纹疲劳寿命之间的联系,计算了微观短裂纹的成核及其早期扩展寿命。结果显示焊趾微观短裂纹成核及其早期扩展的计算寿命与试验寿命数据较为吻合,表明了该种计算方法的适用性,微观短裂纹成核及其早期扩展的计算寿命均占总体疲劳寿命的比值较大,因此具有不可忽略的影响,受晶粒微观结构的影响,导致早期裂纹的扩展路径呈现明显的曲折形态。 展开更多

关键词 微观短裂纹 裂纹成核 早期扩展 晶粒模型

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TEM原位拉伸试验及其应用

16

作者 殷俊林 《上海钢研》 1997年第2期16-19,共4页

本文介绍了在TEM上结合拉伸附件装置,开展了动态拉伸原位观察实验工作,重点对样品观察部位选择及加载时形变率控制计算等实验技术方面进行了探索,并通过对钢箔样品的实际观察进一步说明了这种方法的重要意义。

关键词 透射电子显微镜 拉伸试验 裂纹 TEM 金属材料

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