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隧道新奥法原理与发展 被引量:56
1
作者 朱汉华 杨建辉 尚岳全 《隧道建设》 2008年第1期11-14,共4页
首先探讨了围岩自承能力的力学机制,认为围岩自承能力来源于强度,围岩塑性强化区和弹性区是主要的承载结构。新奥法"充分发挥围岩自承能力"的观点可进一步表述为"基本维持围岩原始状态",这是一种"显性"表... 首先探讨了围岩自承能力的力学机制,认为围岩自承能力来源于强度,围岩塑性强化区和弹性区是主要的承载结构。新奥法"充分发挥围岩自承能力"的观点可进一步表述为"基本维持围岩原始状态",这是一种"显性"表述,提出了技术方向,具有可操作性。将能量最小原理分别应用于石质隧道和土质、破碎围岩隧道,对其具体含意进行了深入阐述,提出此原理可以作为判断各种施工方案优劣的依据。 展开更多
关键词 新奥法 围岩强度 原始状态 能量最小原理
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基于内聚力模型的预裂缝技术机理分析 被引量:18
2
作者 刘敬辉 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2012年第7期32-37,共6页
基于水泥稳定基层产生收缩裂缝难以避免,并容易扩展到沥青面层而形成反射裂缝,故在水泥稳定基层材料摊铺后养护的1~3 d内,采用振动压路机进行碾压,使其产生网状细裂缝,避免产生宽或长的裂缝,形成了理想的裂缝分布模式。采用内聚力模型... 基于水泥稳定基层产生收缩裂缝难以避免,并容易扩展到沥青面层而形成反射裂缝,故在水泥稳定基层材料摊铺后养护的1~3 d内,采用振动压路机进行碾压,使其产生网状细裂缝,避免产生宽或长的裂缝,形成了理想的裂缝分布模式。采用内聚力模型对裂缝分布模式进行模拟,并对预裂缝技术的机理进行了理论分析。结果表明:与间距大、数量少而宽的裂缝相比,间距小、数量多的细裂缝引起反射裂缝的可能性要小很多,预裂缝技术释放了早期水泥稳定基层内部由于干缩和温缩蓄积的部分能量。根据能量最小原理,系统的能量越小,系统越稳定。基于能量法的内聚力模型能较好的模拟裂缝,解释了预裂缝技术的本质机理,为预裂缝技术的应用提供了良好的理论基础。 展开更多
关键词 道路工程 预裂缝 内聚力模型 能量最小原理 收缩裂缝
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基于最小能量原理的矿井通风优化研究 被引量:10
3
作者 张黔生 谢贤平 《中国安全生产科学技术》 CAS 2007年第6期56-59,共4页
本文将矿井通风优化分为两类。第一类优化问题,是网络优化;第二类优化问题,是原理方案优化。给出了矿井通风优化的基本问题、步骤和程序。优化的目标是对拟定的各系统方案得出一个最优的技术经济参数方案。基于最小能量原理,通过将矿井... 本文将矿井通风优化分为两类。第一类优化问题,是网络优化;第二类优化问题,是原理方案优化。给出了矿井通风优化的基本问题、步骤和程序。优化的目标是对拟定的各系统方案得出一个最优的技术经济参数方案。基于最小能量原理,通过将矿井通风网络平衡方程化成等价的非线性规划问题,认为矿井通风网络平衡时,各分支的损失能量之和为最小,给出了网络平衡方程解的存在唯一性结论,指出用节点法求解网络平衡方程的能量意义,并以例题说明这些结果。 展开更多
关键词 矿井通风 网络优化 最小能量原理 非线性规划 能量守恒定律
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基于斜角切削的曲线端铣切削力建模 被引量:10
4
作者 罗智文 赵文祥 +4 位作者 焦黎 高守锋 刘志兵 颜培 王西彬 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期184-192,共9页
切削力预测是制定与优化加工工艺的重要环节。针对曲线端铣加工过程,提出一种基于斜角切削的切削力建模方法。将刀具沿轴向微分,以曲线微分几何计算微元刃上的工作基面。在微元刃的工作法平面参考系中,应用最小能量原理,构建微元刃中力... 切削力预测是制定与优化加工工艺的重要环节。针对曲线端铣加工过程,提出一种基于斜角切削的切削力建模方法。将刀具沿轴向微分,以曲线微分几何计算微元刃上的工作基面。在微元刃的工作法平面参考系中,应用最小能量原理,构建微元刃中力矢量、速度矢量、流屑角、法向摩擦角、法向剪切角及剪应力等切削参数之间的约束。以单齿直线铣削试验对切削参数进行标定,其中法向摩擦角、法向剪切角及剪应力等可表示为瞬时未变形切屑厚度的函数。选取高强度钢PCrNi3MoVA试件,分别进行圆弧和Bézier曲线端铣加工试验。试验结果表明,曲线端铣时切削力的变化与瞬时进给方向和曲线曲率相关。切削力预测值的幅值大小和变化趋势与试验值一致,验证了该切削力建模方法的有效性。 展开更多
关键词 切削力 曲线端铣 斜角切削 最小能量原理
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陶瓷材料热冲击开裂机理与裂纹间距预报 被引量:9
5
作者 武小峰 王鹏 蒋持平 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期458-463,共6页
该文研究陶瓷材料热冲击开裂机理和热冲击裂纹的分布规律。1mm厚的99Al2O3陶瓷薄片的水淬实验显示:裂纹间距随热冲击温差增大而减小,在同一热冲击温差下,5个试件中的各个裂纹间距与平均间距的偏差不超过7%。理论上,结合传热学和力学方法... 该文研究陶瓷材料热冲击开裂机理和热冲击裂纹的分布规律。1mm厚的99Al2O3陶瓷薄片的水淬实验显示:裂纹间距随热冲击温差增大而减小,在同一热冲击温差下,5个试件中的各个裂纹间距与平均间距的偏差不超过7%。理论上,结合传热学和力学方法,计算了热冲击过程中试件的瞬态温度场和应力场,阐述了陶瓷材料热冲击条件下的开裂机理。以裂纹间距和深度作为变量,利用最小能量原理,发展了热冲击裂纹间距预报的有限元方法。由于从文献获得的毕渥数数据分散度很大,并且难以直接测量,因此发展了"间接测量法",逆向估计了实验过程中的毕渥数,并在其他温度点获得了与实验吻合很好的裂纹间距数值预报结果。该文的研究对深入理解陶瓷材料的热冲击失效机制,对陶瓷材料的改性和研制有重要的意义。 展开更多
关键词 陶瓷材料 热冲击 裂纹间距 最小能量原理 间接测量法
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GMAW短路过渡动态模型的建立 被引量:3
6
作者 何建萍 华学明 +1 位作者 吴毅雄 焦馥杰 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期77-80,共4页
从全系统的角度建立了短路过渡GMAW系统的动态模型。在研究了短路过渡GMAW过程各物理量相互关系的基础上,在一定的条件下,以焊接回路模型为主体,进行了短路过渡GMAW过程全系统的动态模型建立,其中的液桥形状动态模型则采用了能量最小原... 从全系统的角度建立了短路过渡GMAW系统的动态模型。在研究了短路过渡GMAW过程各物理量相互关系的基础上,在一定的条件下,以焊接回路模型为主体,进行了短路过渡GMAW过程全系统的动态模型建立,其中的液桥形状动态模型则采用了能量最小原理。在建立的动态模型基础上进行了仿真计算和误差分析,并进一步与实际的焊接过程进行了比较。 展开更多
关键词 熔化极气体保护焊系统 短路过渡 动态模型 能量最小原理
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静置工况条件下掺氢天然气浓度分布规律 被引量:2
7
作者 李敬法 宇波 +2 位作者 苏越 刘翠伟 李玉星 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期145-155,共11页
利用天然气管道进行掺氢输送已成为氢能及天然气输送领域的热点和重点,但当前业界对于掺氢天然气在管道输送和停输静置过程中是否会自发分层一直存在较大争议。为了厘清该问题,以掺氢天然气在管道中静置这一极端工况为例,基于热力学能... 利用天然气管道进行掺氢输送已成为氢能及天然气输送领域的热点和重点,但当前业界对于掺氢天然气在管道输送和停输静置过程中是否会自发分层一直存在较大争议。为了厘清该问题,以掺氢天然气在管道中静置这一极端工况为例,基于热力学能量最小原理,推导了在重力场作用下掺氢天然气浓度分布数学模型,并采用Peng-Robinson真实气体状态方程对该数学模型进行了求解,最后研究了甲烷—氢气二元组分混合气体在4种典型场景高度和5种掺氢比下氢浓度随高度的分布规律。研究结果表明:(1)在重力影响下管道顶部和底部的氢浓度存在差异,但其受高度差的影响显著,对于米级的水平管道、几十米级的一般城镇楼宇天然气立管、百米级的高层楼宇天然气立管,氢浓度随高度变化的差异微小,可完全忽略氢分层;(2)对于千米级大落差的掺氢天然气管道,当掺氢比不超过20%时,氢分层仍可忽略,但当掺氢比很高时(例如50%)管道顶部和底部的氢浓度差将超过1%,此时需考虑工程实际情况评估能否忽略氢分层;(3)西气东输某管道考虑真实气体组成、掺氢比20%、管道落差200 m时,各气体组分的浓度随落差高度的分布规律揭示了在实际工程中此类落差高度的掺氢天然气氢分层可忽略。结论认为,对于掺混均匀的掺氢天然气在静置这种最容易发生分层的极端工况下,如果不存在千米级极端大落差和极端大掺氢比,掺氢天然气管道分层现象可完全忽略;该认识从理论上厘清了目前关于掺氢天然气分层现象的争议,对掺氢天然气管道安全输送具有重要指导意义。 展开更多
关键词 掺氢天然气 氢分层 掺氢比 能量最小原理 静置工况
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现代元素周期律的化学微观视角探析 被引量:6
8
作者 陈彬 周仕东 郑长龙 《化学教育(中英文)》 CAS 北大核心 2020年第3期1-4,共4页
由门捷列夫元素周期表到现代元素周期律的发展,将人们的关注点从元素化学性质相似性的宏观考量转移到原子电子组态周期性递变的微观探析上来。对原子核外电子排布"构造原理"的产生、发展及其作用展开讨论,尝试对元素周期律的... 由门捷列夫元素周期表到现代元素周期律的发展,将人们的关注点从元素化学性质相似性的宏观考量转移到原子电子组态周期性递变的微观探析上来。对原子核外电子排布"构造原理"的产生、发展及其作用展开讨论,尝试对元素周期律的微观本质进行探析。 展开更多
关键词 元素周期律 构造原理 能量最低原理
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基于磁各向异性的管壁应力集中区域检测方法
9
作者 杨理践 吕志鹏 +2 位作者 高松巍 郑福印 刘斌 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第1期97-102,共6页
针对应力集中导致管壁发生屈服失效的问题,提出了利用磁各向异性检测管壁应力集中区域的方法。从能量角度出发,研究了应力导致管壁产生磁各向异性的机理,建立了管壁当量应力与磁各向异性探头输出电压信号的数学模型,通过计算管壁的当量... 针对应力集中导致管壁发生屈服失效的问题,提出了利用磁各向异性检测管壁应力集中区域的方法。从能量角度出发,研究了应力导致管壁产生磁各向异性的机理,建立了管壁当量应力与磁各向异性探头输出电压信号的数学模型,通过计算管壁的当量应力判断其是否发生屈服失效,搭建了应力检测实验平台。实验结果表明,应力会导致管壁产生磁各向异性,磁各向异性检测方法能够检测出管壁当量应力的变化趋势和主应力方向所在延长线的角度,进而判断管壁是否产生应力集中区域。 展开更多
关键词 磁各向异性 管壁 屈服失效 第三强度理论 能量最低原理 能量守恒定律 磁化率 应力集中区域
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磁畴结构是来源于能量最小原理的定性分析 被引量:5
10
作者 张丽慧 安颖 《河北理工学院学报》 2005年第3期105-106,121,共3页
根据泡里不相容原理和能量最小原理,对铁磁质磁畴的形成原因进行了粗略的定性分析,此结果可直接应用于物理基础教学和物理实验教学。
关键词 泡里不相容原理 能量最小原理 磁畴
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基于第一性原理的钙钛矿BaFe0.5Nb0.5O3B位的有序结构 被引量:4
11
作者 纪登辉 张娅 +3 位作者 王淑玲 李秀玲 张聪敏 曾志伟 《河北大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2017年第6期595-604,共10页
基于第一性原理,利用Materials Studio计算软件中CASTEP软件包构建出双钙钛矿材料BaFe_(0.5)Nb_(0.5)O_3的4种位形,研究B位有序无序对其结构和物理性能的影响.通过GGA+PBE关联函数对4种位形结构分别进行几何优化和能量优化,根据能量最... 基于第一性原理,利用Materials Studio计算软件中CASTEP软件包构建出双钙钛矿材料BaFe_(0.5)Nb_(0.5)O_3的4种位形,研究B位有序无序对其结构和物理性能的影响.通过GGA+PBE关联函数对4种位形结构分别进行几何优化和能量优化,根据能量最低原理,获得最终优化后的几何结构与各项物理性能.计算结果表明:反铁磁的能量最低且为半导体,为最优的几何结构,并且通过紫外可见吸收实验证明了带隙的存在;铁磁结构与反铁磁结构自旋存在夹角,属于半金属;在费米能级附近,d电子与p电子的相互作用明显,对态密度的贡献最大;在低频率范围内,反铁磁结构Ba-AFM出现吸收峰最早,但吸收峰强度最低. 展开更多
关键词 双钙钛矿 第一性原理 带隙 能量最低原理 态密度
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用能量原理推导圆轴扭转弹性变形与应力分布 被引量:4
12
作者 汤安民 李智慧 莫宵依 《西安理工大学学报》 CAS 北大核心 2010年第4期403-406,共4页
关于圆轴自由扭转时横截面上的应力分布,弹塑性力学给出的弹塑性解与大量金属材料的扭转实验结果存在众多分歧。针对这一问题,通过分析材料在弹塑性变形阶段弹性变形和塑性变形对应的细观机理,根据最小变形能原理,给出了弹塑性小变形时... 关于圆轴自由扭转时横截面上的应力分布,弹塑性力学给出的弹塑性解与大量金属材料的扭转实验结果存在众多分歧。针对这一问题,通过分析材料在弹塑性变形阶段弹性变形和塑性变形对应的细观机理,根据最小变形能原理,给出了弹塑性小变形时,圆轴扭转横截面上任一点处的切应力和弹性切应变的分布规律。结果表明,圆轴扭转时小塑性变形的出现,并不影响材料的弹性性质,也不改变构件内弹性变形的分布规律,即在弹塑性小变形条件下,圆轴扭转横截面上任一点处的切应力、弹性切应变的大小仍与该点到圆心的距离成正比,亦即仍呈现出与弹性变形时相同的分布规律。 展开更多
关键词 弹塑性 最小能量原理 圆轴扭转 应力场
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广义变分原理在桥上无缝线路伸缩附加力计算中的应用
13
作者 陈秀方 朱文珍 +1 位作者 刘新建 唐乐 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期13-17,共5页
将广义变分原理应用于桥上无缝线路附加力的计算中,基于已有的试验及计算结果,先假设钢轨伸缩附加力函数,由此得到钢轨位移及梁轨相对位移函数。通过结构的边界和变形协调条件并运用广义变分法,再计算梁轨体系各部分的能量。建立结构体... 将广义变分原理应用于桥上无缝线路附加力的计算中,基于已有的试验及计算结果,先假设钢轨伸缩附加力函数,由此得到钢轨位移及梁轨相对位移函数。通过结构的边界和变形协调条件并运用广义变分法,再计算梁轨体系各部分的能量。建立结构体系的平衡方程,采用相应的软件编制计算程序,计算结果符合工程实际。 展开更多
关键词 桥上无缝线路 广义变分原理 附加力 伸缩 变形协调条件 计算结果 广义变分法 原理应用 位移函数 钢轨位移 平衡方程 结构体系 计算程序 软件编制 工程实际 力函数
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双刃斜角切削中流屑角的变化规律 被引量:1
14
作者 万珍平 邓文君 +1 位作者 汤勇 叶邦彦 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期83-87,共5页
流屑角是金属切削过程中的重要特征参数.目前,人们对于前角和刃倾角均不为0°的双刃斜角切削的流屑角尚没有形成统一的认识.文中研究了前角和刃倾角均不为零的双刃斜角切削的流屑角.通过建立切削模型,并根据切削深度和进给量的不同... 流屑角是金属切削过程中的重要特征参数.目前,人们对于前角和刃倾角均不为0°的双刃斜角切削的流屑角尚没有形成统一的认识.文中研究了前角和刃倾角均不为零的双刃斜角切削的流屑角.通过建立切削模型,并根据切削深度和进给量的不同,导出两种不同的模型,系统地研究了前角、安装倾角、刀尖角、进给量和切削深度变化时流屑角的变化规律,并通过实验进行验证.理论预测与实验结果吻合得较好,说明所提出的模型可以用来预测双刃斜角切削的流屑角. 展开更多
关键词 流屑角 双刃斜角切削 切削模型 切削能 最小能量法
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梯度表面能材料表面上液滴形状的数值模拟 被引量:2
15
作者 朱恂 范勇 +1 位作者 廖强 石泳 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期484-486,共3页
本文建立了固体表面上静止液滴的势能方程,根据能量最小化原理,当系统总势能取得最小值时,液滴将处于平衡状态。采用有限元方法,将初始自由液面离散化,通过曲面上节点的虚拟位移,改变自由液面的拓扑结构,使系统总势能取得最小值,从而得... 本文建立了固体表面上静止液滴的势能方程,根据能量最小化原理,当系统总势能取得最小值时,液滴将处于平衡状态。采用有限元方法,将初始自由液面离散化,通过曲面上节点的虚拟位移,改变自由液面的拓扑结构,使系统总势能取得最小值,从而得到静止液滴的形状。并应用该方法对均质表面和梯度表面能材料表面上的液滴界面进行了数值模拟,得到了均质材料表面和梯度表面能材料表面上静止液滴的界面形状及分布。 展开更多
关键词 梯度表面能材料 液滴形状 能量最小化原理 有限元方法
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复杂空间曲面薄板冲压成形回弹预测 被引量:3
16
作者 杨忠炯 袁宏亮 +1 位作者 周立强 姜东身 《长安大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期119-126,共8页
为了预测复杂空间曲面薄板冲压成形的回弹,以混凝土搅拌车螺旋叶片为例,提出了一种基于薄板能量函数的复杂空间曲面薄板的冲压成形回弹预测方法。首先通过粒子群优化算法得到毛坯直线在曲面上的映射,接着引入映射曲线上节点坐标参数u,... 为了预测复杂空间曲面薄板冲压成形的回弹,以混凝土搅拌车螺旋叶片为例,提出了一种基于薄板能量函数的复杂空间曲面薄板的冲压成形回弹预测方法。首先通过粒子群优化算法得到毛坯直线在曲面上的映射,接着引入映射曲线上节点坐标参数u,并将节点转化为控制顶点;然后将由控制顶点表示的曲面函数代入由板壳理论建立的薄板能量函数,借助最小能量原理建立曲面节点应变的解析参数方程,求解方程即能得到曲面各节点应变;最后利用塑性变形理论推导复杂空间曲面各节点的回弹量,拟合回弹后重新分布的节点就能得到回弹后曲面。研究结果表明:基于能量函数的半解析半数值的薄板冲压回弹预测算法能够较为准确地预测螺旋叶片冲压成形的回弹,与现行的数值模拟法相比,简单易行,计算速度快,对复杂空间曲面预测具有一定的工程指导意义。 展开更多
关键词 机械工程 回弹预测 粒子群优化 最小能量原理 塑性变形理论
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The Minimum Energy Principle in Description of Nonlinear Properties of Orthotropic Material 被引量:1
17
作者 Tadeusz WEGNER Dariusz KURPISZ 《Advances in Materials Physics and Chemistry》 2012年第4期53-55,共3页
In this paper the conception of theoretical determine the relations between material experimental characteristics is presented. On the base of stress-strain relations for nonlinear elastic anisotropic material and geo... In this paper the conception of theoretical determine the relations between material experimental characteristics is presented. On the base of stress-strain relations for nonlinear elastic anisotropic material and geometrical interpretation of deformation state, the general form of strain energy density function was introduced. Using this function and variational methods the relations between material characteristics were achieved. All considerations are illustrated by a short theoretical example. 展开更多
关键词 Material Characteristics Mechanical Properties DEFORMATION State Components STRAIN energy Density Function minimum energy principle VARIATIONAL Methods
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锥体上滚实验的力学分析 被引量:2
18
作者 师玉荣 马丽珍 《物理实验》 2019年第4期41-43,共3页
分析了锥体上滚运动的动力学方程,并通过受力分析方法求解出锥体上滚的条件,结果与通过能量最低原理得出的结论一致.
关键词 锥体 上滚条件 受力分析 能量最低
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平面状态下的力磁关系及实验分析 被引量:2
19
作者 常福清 刘东旭 刘峰 《燕山大学学报》 CAS 2009年第4期352-356,共5页
从磁性、弹性基本理论出发,根据最小能原理推导出应力张量磁化率关系表达式,提出张量磁化率Mohr圆概念,得出主磁化率表达式以及主磁化率方向夹角,进一步得出应力-磁化率变化量的关系表达式。设计出磁化率检测装置,测量了受单向应力状态... 从磁性、弹性基本理论出发,根据最小能原理推导出应力张量磁化率关系表达式,提出张量磁化率Mohr圆概念,得出主磁化率表达式以及主磁化率方向夹角,进一步得出应力-磁化率变化量的关系表达式。设计出磁化率检测装置,测量了受单向应力状态下的机械钢板不同取向上的磁化率。实验结果表明理论值与实验值符合的很好。从而为改善磁测技术提供了理论依据和潜在方法。 展开更多
关键词 磁记忆 张量磁化率 Mhor圆 最小能原理
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硫化锌热冲击试验与裂纹间距预报 被引量:2
20
作者 陶永强 李晶 +1 位作者 宋月娥 冯雪 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期528-533,共6页
重点研究了硫化锌热冲击开裂机理和热冲击裂纹间距、深度的预报。10mm厚硫化锌试块的燃气急热试验表明:裂纹间距随热冲击能量的增大而减小,热冲击过程中加热面最先出现非贯穿裂纹,停止加热后,裂纹贯穿试件。结合传热和热强度仿真分析,... 重点研究了硫化锌热冲击开裂机理和热冲击裂纹间距、深度的预报。10mm厚硫化锌试块的燃气急热试验表明:裂纹间距随热冲击能量的增大而减小,热冲击过程中加热面最先出现非贯穿裂纹,停止加热后,裂纹贯穿试件。结合传热和热强度仿真分析,获得了热冲击过程中试件的瞬态温度场和应力场。基于材料性能的损伤演化理论,以裂纹间距和深度为变量,利用最小能量原理,获得了热冲击裂纹间距的理论预报方法,预测结果与试验吻合较好,进而分析了断裂韧性、热胀系数、材料初始模量对裂纹间距、裂纹深度的影响。该文的研究对深入理解硫化锌的热冲击失效机制,对其改性和研制具有重要意义。 展开更多
关键词 硫化锌 热冲击 最小能量原理 裂纹间距 裂纹深度
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