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高应变率加载下玻璃板碎片尺寸的理论模型 被引量：2
1
作者 葛杰 李国强 陈素文 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期69-72,98,共5页
基于材料损伤理论和损伤断裂机理,分析了普通平板玻璃在高应变率下的损伤破碎规律。根据玻璃碎片破坏损伤应变能和断裂表面能之间的平衡关系,推导了不同应变率下预测玻璃碎片大小的计算公式。该模型能够直接、定量地给出玻璃板中由于裂... 基于材料损伤理论和损伤断裂机理,分析了普通平板玻璃在高应变率下的损伤破碎规律。根据玻璃碎片破坏损伤应变能和断裂表面能之间的平衡关系,推导了不同应变率下预测玻璃碎片大小的计算公式。该模型能够直接、定量地给出玻璃板中由于裂缝间的贯通形成的平均碎片大小,同时能够求出玻璃碎片的数量。对于该模型,讨论了玻璃板尺寸及临界应变等因素对玻璃碎片大小的影响。 展开更多
关键词 损伤破碎 玻璃碎片 碎片尺寸 高应变率
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高应变率加载下材料的损伤破碎规律
2
作者 冯宁博 贺红亮 董显林 《高能量密度物理》 2007年第4期152-160,164,共10页
对材料损伤破碎规律的分析是研究材料损伤断裂行为的一种有效途径。本文着重介绍了高应变率加载下材料损伤破碎规律的研究进展、基于损伤断裂机理的研究以及材料损伤破碎过程自相似性的分形理论研究，讨论了材料损伤破碎规律与材料自身... 对材料损伤破碎规律的分析是研究材料损伤断裂行为的一种有效途径。本文着重介绍了高应变率加载下材料损伤破碎规律的研究进展、基于损伤断裂机理的研究以及材料损伤破碎过程自相似性的分形理论研究，讨论了材料损伤破碎规律与材料自身属性和外部加载条件的相互关系。 展开更多
关键词 高应变率 损伤破碎 机理
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高温处理后含铜矽卡岩的动态力学特性及损伤破碎特征 被引量：4
3
作者 王春 熊宏威 +4 位作者 舒荣华 薛文越 胡慢谷 张攀龙 雷彬彬 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2801-2818,共18页
为探究热处理后矿岩的动态力学特性及损伤破坏特征,以含铜矽卡岩为研究对象,开展“岩样密度、热处理温度、冲击气压”三因素影响下的动态冲击试验研究。研究结果表明:“三因素”对含铜矽卡岩本构曲线变化趋势的影响不明显,都未改变动态... 为探究热处理后矿岩的动态力学特性及损伤破坏特征,以含铜矽卡岩为研究对象,开展“岩样密度、热处理温度、冲击气压”三因素影响下的动态冲击试验研究。研究结果表明:“三因素”对含铜矽卡岩本构曲线变化趋势的影响不明显,都未改变动态压缩应力-应变曲线先后经历的似直线段、非线性上凸段、类平台段和峰后下降段;但含铜矽卡岩的动态峰值应力、动态变形模量却随热处理温度的升高而减小,随岩样密度的增大而增大;基于生物种群理论定义了可反映热损伤程度的损伤变量,并得出岩样内部损伤先后经历了缓慢增加-快速增加-减速增加-宏观破坏四个阶段;接着,通过捕捉冲击过程中岩样的损伤历程、分析破碎块度的形状及分形维数特征,得出裂纹起裂于岩样入射端,且分形维数的变化规律与破碎岩块块度随热处理温度、岩样密度、冲击气压变化而变化的规律相呼应;最后结合岩样内部破裂面形态及碎块多呈长条状、三棱锥状和粉末状,得出热处理后含铜矽卡岩的破坏模式复杂多变,且以拉伸破坏和压剪破坏为主,以混合型摩擦破坏为辅。基于研究结论,可推测热处理温度、动态扰动都对矿岩的动态强度劣化、损伤破碎程度起促进作用,而岩样密度的增大有利于提升矿岩抗外界冲击荷载的能力,其为深部资源开发利用及围岩状态控制方案的制定提供了理论参考。 展开更多
关键词 高温处理 含铜矽卡岩 动态力学特性 损伤破碎特征 分形维数
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空心球/铝合金复合材料动态压缩性能与损伤破碎特性 被引量：3
4
作者 王少恒 杨震琦 +2 位作者 管公顺 庞宝君 陈海波 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期439-446,共8页
采用压力浸渗法制备空心球/铝合金复合材料,并利用分离式Hopkinson压杆(SHPB)对其进行动态压缩实验。利用扫描电子显微镜(SEM)观察动态压缩后回收样品的显微结构,重点分析动态压缩后复合材料内部脆性空心球的微观损伤破碎模式。用LS-DYN... 采用压力浸渗法制备空心球/铝合金复合材料,并利用分离式Hopkinson压杆(SHPB)对其进行动态压缩实验。利用扫描电子显微镜(SEM)观察动态压缩后回收样品的显微结构,重点分析动态压缩后复合材料内部脆性空心球的微观损伤破碎模式。用LS-DYNA显式有限元软件对复合材料单胞模型动态压缩过程进行数值模拟,重现了内部空心球的损伤演化与破碎过程。结果表明,空心球/铝合金复合材料应力-应变曲线表现出明显的多孔介质压缩特征,即可划分为弹性、塑性崩塌和致密化3个变形阶段;随着压缩量的增大,材料内空心球损伤破碎模式由沿经线劈裂状裂纹逐渐过渡到在赤道方向的破碎,并最终崩塌。 展开更多
关键词 动态损伤破碎 分离式Hopkinson压杆实验 铝基复合材料
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基于岩石表面位移场的超声波振动下花岗岩损伤特性试验研究 被引量：1
5
作者 张程 赵大军 +1 位作者 张书磊 周宇 《钻探工程》 2021年第3期39-45,共7页
超声波振动碎岩技术作为解决硬岩钻进难题的新方法,其技术可行性受到国内外学者的大量验证,但是对于超声波振动下硬岩破碎机理的认识还存在不足。超声波振动下岩石表面径向响应位移与内部损伤状态存在着必然的联系,本文通过监测岩石在... 超声波振动碎岩技术作为解决硬岩钻进难题的新方法,其技术可行性受到国内外学者的大量验证,但是对于超声波振动下硬岩破碎机理的认识还存在不足。超声波振动下岩石表面径向响应位移与内部损伤状态存在着必然的联系,本文通过监测岩石在超声波振动过程中表面不同深度处的径向响应位移,利用应力波传播理论从能量耗散角度分析了岩石表面不同深度监测点径向响应位移的时空演化与岩石内部损伤发展的关系,得出超声波振动下岩石损伤主要由振动头高频冲击岩石造成的Hertz锥形环状裂纹和超声波振动交变应力产生的疲劳拉伸裂纹造成的,Hertz锥形环状裂纹的扩展深度为10 mm,疲劳损伤裂纹主要在10~20 mm深度处产生,超声波振动下岩石发生局部宏观破碎前存在着明显的径向响应位移征兆,岩石表面径向响应位移可以作为超声波振动下的破坏判据。本文的研究对于丰富超声波振动下硬岩的破碎机理具有重要意义。 展开更多
关键词 超声波振动 振动碎岩 花岗岩 径向响应位移 损伤破碎规律
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冲击荷载作用下岩石动态力学特性及破裂特征研究 被引量：95
6
作者 李晓锋 李海波 +4 位作者 刘凯 张乾兵 邹飞 黄理兴 ZHAO Jian 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2393-2405,共13页
采用分离式霍布金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验系统对灰岩,白云岩和砂岩3类岩石进行动态冲击试验,得到岩石的动强度因子,耗散能密度及破碎尺寸与应变率的变化关系。在此基础上结合晶体离散元方法,采用高分辨率扫描和... 采用分离式霍布金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验系统对灰岩,白云岩和砂岩3类岩石进行动态冲击试验,得到岩石的动强度因子,耗散能密度及破碎尺寸与应变率的变化关系。在此基础上结合晶体离散元方法,采用高分辨率扫描和图像处理技术建立了晶体尺度试样模型,研究岩石材料高应变率力学特性和损伤特征。通过与室内SHPB试验对比,验证数值模拟的准确性。结果表明:岩石材料的动态屈服强度具有明显的率相关性,但弹性模量没有随应变率的增加而显著增加;在高应变率下,材料的动强度因子与应变率更符合Ханукаев公式;随着应变率的增加,岩石的破坏形态出现完整型→劈裂破坏→粉碎性破坏转化,这是由细观裂纹的激活数目以及裂纹间的相互作用关系所决定的。裂纹密度的变化和扩展路径的选择是材料动断裂机制,其宏观表现为材料的率效应和破碎成形。 展开更多
关键词 岩石力学 分离式霍布金斯压杆 率效应 细观离散元 动态损伤及破碎
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冰激结构频率锁定振动的发生机理及简单分析方法 被引量：1
7
作者 屈衍 黄子威 +2 位作者 邹科 尹昊阳 张大勇 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期728-739,共12页
冰激结构频率锁定振动是冰区海洋工程结构的危险工况.对频率锁定振动过程的传统机理解释没有体现这一过程的全部物理特征,导致现有的分析方法无法准确分析这一问题.本文基于对现场测量结果的分析,提出了一种海冰韧性损伤-破碎过程与结... 冰激结构频率锁定振动是冰区海洋工程结构的危险工况.对频率锁定振动过程的传统机理解释没有体现这一过程的全部物理特征,导致现有的分析方法无法准确分析这一问题.本文基于对现场测量结果的分析,提出了一种海冰韧性损伤-破碎过程与结构振动耦合导致频率锁定振动的机理.该机理认为,海冰在直立结构频率锁定振动过程中发生韧性损伤-破碎行为,海冰的韧性损伤-破碎与结构运动相位耦合,导致了频率锁定振动.海冰对结构作用产生的载荷为锯齿形,作用过程可以分为加载和卸载两个阶段,其中加载阶段时间长度约为卸载阶段3倍以上.在加载阶段,结构从平衡位置先与海冰运动方向相反振动到反向最大振幅位置后回摆,然后与海冰同向运动到正向最大振幅位置,这段过程中海冰与结构接触部位内部产生裂纹并扩展但未发生主要的破碎,在此阶段海冰发生韧性损伤;在卸载阶段,结构从最大振幅位置向平衡位置回摆,结构与海冰运动方向相反,这一过程中应变速率的突然增大导致裂纹加速扩展并失稳开裂,此时带有韧性损伤的海冰发生破碎.基于这一新的机理解释,本文提出了一种冰激结构频率锁定振动幅值的简单分析方法.该方法认为海冰破碎长度是频率锁定振动的关键参数.理想状态下,海冰破碎长度约为结构水线处振动幅值的2.2倍.当冰速接近海冰破碎长度与结构自振周期的比值时,结构会发生频率锁定振动.该方法对评估海洋工程结构频率锁定振动的发生概率及疲劳损伤具有指导意义. 展开更多
关键词 冰激振动 频率锁定 韧性损伤-破碎 海冰破碎长度
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