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题名脆性固体中内聚断裂点阵列的扩张行为及间隔影响
被引量：7
- 1
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作者
周风华
王礼立
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机构
宁波大学机械工程与力学学院
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2010年第4期691-701,共11页
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基金
国家自然科学基金项目(10572066
10972108)
+1 种基金
宁波市科技局配套项目
宁波大学王宽诚幸福基金项目资助~~
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文摘
建立一个一维模型,分析脆性材料中多个等间距虚拟断裂点在均匀应变率拉伸作用下的扩张断裂过程.采用线弹性波动方程组描述材料内部动力学关系,采用线性内聚力断裂模型(linear cohesive fracture model)描述虚拟断裂点的扩张行为,根据初始均匀拉伸条件和虚拟裂纹等间距假设给出定解条件,形成一个初边值问题.采用Laplace变换方法求解控制方程组,得到虚拟断裂点扩张过程中内聚应力随时间变化曲线,以及发生完全断裂的临界时间和单位裂纹体(碎片)的临界膨胀位移.在此基础上分析应变率和裂纹间距对碎裂发生时间及单元裂纹体临界膨胀位移的影响.在假设脆性材料在自然碎裂过程中单元裂纹体临界膨胀位移最小的基础上,进一步研究应变率对碎片尺度的影响.
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关键词
脆性材料
高应变率拉伸
裂纹阵列
内聚力断裂
碎裂
碎片尺度
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Keywords
brittle material
high strainrate tension
crack array
cohesive fracture
fragmentation
fragment size
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分类号
O347
[理学—固体力学]
O38
[理学—力学]
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题名梁在纯弯曲作用下的脆性断裂
- 2
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作者
位世阳
李凤云
郑宇轩
周风华
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机构
宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室
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出处
《宁波大学学报（理工版）》
CAS
2019年第6期67-71,共5页
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基金
国家自然科学基金（11390361）
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文摘
脆性梁在纯弯曲断裂时会产生多个碎片,其断裂过程直接影响弯曲波的产生和传播,以及产生碎片的平均尺度.采用内聚力断裂模型对脆性梁的弯曲断裂过程进行有限元数值模拟,再现了断裂中的裂纹扩展过程,分析了脆性梁断裂后断裂面弯矩与裂纹张开角之间的规律.数值结果表明:(1)在一个广泛的材料参数和加载应变率条件下,断裂面弯矩与裂纹张开角之间均呈相似的单调衰减规律;(2)断裂过程中弯矩做功与断裂面的表面能一致;(3)在纯弯矩作用下,裂纹前端总是存在压应力区域,使得断裂末期应力状态较为复杂,断裂不再是纯弯曲状态.
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关键词
脆性梁
弯曲断裂
内聚力断裂
弯矩
裂纹张开角
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Keywords
brittle beam
bending fracture
cohesive fracture
bending moment
crack opening angle
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分类号
O346.1
[理学—固体力学]
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题名脆性PMMA板中高速裂纹与孔洞的相互作用
- 3
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作者
罗炎波
张振亚
温小栋
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机构
宁波交通工程建设集团有限公司
宁波工程学院
云南民族大学
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出处
《宁波工程学院学报》
2018年第1期13-19,26,共8页
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基金
清华大学水沙科学重点实验室开放基金(042112)
国家自然科学基金(51569035)
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文摘
脆性断裂导致结构突然失效,为了保证结构安全,寻找一种方法来阻止动态裂纹传播是非常必要的。一个可能的止裂方法是在裂纹路径上布置弱化区,通过减小裂纹尖端应力集中来阻止裂纹传播。本文采用实验方法研究不同形状孔洞对动态传播裂纹的影响。研究表明:裂纹与孤立的孔洞汇交会发生止裂,如果预加荷载过大,或者孔洞有尖锐点,在裂纹所到达的孔洞对侧,可能会产生次生裂纹,导致试件完全破坏;孔洞边缘曲率在对于能否完全止裂起重要作用;采用内聚力单元的显式动态有限元程序能够较好地模拟实验现象。
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关键词
动态裂纹传播
裂纹-孔洞相互作用
止裂
裂纹重新起裂
内聚力断裂
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Keywords
dynamic crack propagation, crack-hole interaction, crack arrest, fracture re-initiation,cohesive fracture
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分类号
O346.1
[理学—固体力学]
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题名脆性聚甲基丙烯酸甲酯板动态裂纹传播有限元模拟
被引量：4
- 4
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作者
张振亚
麻鸳鸳
周风华
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机构
宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室
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出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第6期872-878,共7页
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基金
教育部博士点基金项目(20123305110005)
非线性力学国家重点实验室开放研究课题(2013年)
冲击与安全工程教育部重点实验室开放项目(2012年)
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文摘
开发了包含内聚力单元模型的用户材料子程序,嵌入商用有限元软件ABAQUS,采用显式求解模块模拟预加载的脆性聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)板中动态裂纹传播行为。在模拟过程中采用了刚性线性衰减的内聚力准则,分别考虑了率无关和率相关两种情况。模拟结果表明:在相同的预加载荷下,采用率无关内聚力模型计算的裂纹传播速度在绝大部分情况下大于实验测试值,只在高速时二者基本一致;采用率相关内聚力模型,所得到的模拟结果与实验结果基本吻合,这说明率相关内聚力模型可以反映快速裂纹传播时的裂纹尖端复杂率过程。
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关键词
固体力学
内聚力单元
动态断裂
ABAQUS
聚甲基丙烯酸甲酯
率相关内聚力断裂模型
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Keywords
solid mechanics
cohesive element
dynamic fracture
ABAQUS
PMMA
rate-dependent cohesive law
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分类号
TQ330.38
[化学工程—橡胶工业]
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题名带有幂次内聚断裂模型的韧性碎裂
- 5
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作者
徐便
郑宇轩
杨洪升
周风华
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机构
宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室
中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室
西北工业大学航空学院
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出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期1493-1501,共9页
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基金
国家自然科学基金重点项目(11932018)
冲击波物理与爆轰物理重点实验室基金项目(6142A03191004)。
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文摘
固体在受到冲击载荷作用时常常会断裂成多个碎片(碎裂),对冲击碎裂过程的研究对工程防护和国防军事具有重要意义。影响碎片尺寸的关键参数包括加载速率、材料强度和韧性、断裂形态等因素。采用非线性的幂次内聚力模型来描述材料的断裂过程,分析断裂和卸载波传播的耦合过程,给出断口完全断裂时间、卸载波传播距离及碎片平均尺度的解析表达;采用有限元数值模拟不同损伤断裂路径下的韧性碎裂过程,得到断口形貌和破碎产生碎片的平均尺寸。研究结果表明:随着幂次指数k的减小,卸载波的传播距离单调增加,产生碎片的平均尺寸也增加,并且碎片断口变形更大;在诸多可能的非线性损伤演化路径中,存在一种断口位置以最快速卸载方式的损伤断裂模型,该模型对应于幂次指数k=0.5的情况,更接近刻画断口区的断裂发展过程。
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关键词
韧性碎裂
幂次内聚力断裂模型
Mott波
碎片尺寸
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Keywords
ductile fragmentation
power law cohesive fracture model
mott wave
average fragment size
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分类号
O346.5
[理学—固体力学]
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