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基于盆底肌三维模型的第二产程应力和应变分析 被引量:1
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作者 宣荣荣 张永妍 +5 位作者 高雅洁 任帅俊 李佳琳 杨政伦 朱珏 欧阳孟林 《温州医科大学学报》 2021年第8期623-631,共9页
目的:探讨在阴道分娩过程的第二产程中,不同胎儿双顶径大小对盆底肌可能产生的损伤程度和部位。方法:收集女性盆底磁共振成像(MRI)的数据,基于三维建模重塑盆底肌模型,通过有限元探讨盆底肌在第二产程中的响应机制,根据模拟3种不同胎头... 目的:探讨在阴道分娩过程的第二产程中,不同胎儿双顶径大小对盆底肌可能产生的损伤程度和部位。方法:收集女性盆底磁共振成像(MRI)的数据,基于三维建模重塑盆底肌模型,通过有限元探讨盆底肌在第二产程中的响应机制,根据模拟3种不同胎头模型的运动状态,进行应力分析、应变分析及最大位移分析。结果:通过盆底肌三维模型,成功建立了3种胎儿双顶径模型,分别为80 mm(D80)、90 mm(D90)、100 mm(D100)。应力分析显示,D80、D90、D100三种模型在0.15 s时最大等效应力分别为0.0782、0.0804、0.2509 MPa,胎儿双顶径越大,盆底肌的最大等效应力值和最大主应力值越大,且峰值都出现在耻骨尾骨肌与骨架附着处。应变分析显示,D80、D90、D100三种模型在0.15 s时的主应变值分别为0.3215、0.3336、0.2710 MPa,胎儿双顶径越大,盆底肌的最大主应变值越大,且峰值都出现在耻骨尾骨肌,即盆底肌与骨架附着处。最大位移分析显示,D80、D90、D100三种模型肛提肌Z方向最大位移差分别为50.36、50.68、52.51 mm,肛提肌X方向最大位移分别为127.11、140.21、129.38 mm。位移云图显示,第二产程中整个盆底肌发生了巨大的变形,其中肛提肌被拉伸明显,在竖直方向被拉伸128.90%~131.27%(主要是耻骨尾骨肌部分),在水平方向被拉伸181.59%~200.30%。结论:阴道分娩第二产程中,胎儿双顶径越大,盆底肌的最大等效应力值和最大主应力值越大,最大主应变值越大,且峰值都出现在耻骨尾骨肌与骨架附着处;第二产程中整个盆底肌发生了巨大的变形,肛提肌尤其是耻骨尾骨部分是受到拉伸最大的肌肉。 展开更多
关键词 阴道分娩 有限元分析 应力分析 应变分析 女性盆底肌功能障碍
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柔性基层合柱瞬态响应的有限元分析 被引量:1
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作者 张榜 李善恩 缪馥星 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期272-277,共6页
良好的尺寸设计可优化结构的力学性能,为了研究几何参数对柔性基底结构抗冲击性能的影响,本文运用ABAQUS软件,计算了柔性基底层合柱受冲击载荷时的瞬态响应,对比分析了不同基底厚度、截面尺寸的柔性基底层合柱的动态力学性能。给出了层... 良好的尺寸设计可优化结构的力学性能,为了研究几何参数对柔性基底结构抗冲击性能的影响,本文运用ABAQUS软件,计算了柔性基底层合柱受冲击载荷时的瞬态响应,对比分析了不同基底厚度、截面尺寸的柔性基底层合柱的动态力学性能。给出了层合柱上端面中心点的位移、速度、加速度等响应,以及接触面中心点处的应力、应变响应,发现冲击过程中柔性基层合柱出现了大变形。结果表明:柔性基底对中间层的缓冲保护起到了较大的作用,减少了冲击力对中间层的破坏;柔性基层合柱瞬态响应随基底厚度的增加而减小。均布载荷冲击下,截面尺寸为10mm或7.5mm的层合柱瞬态响应平缓且出现一定幅度的波动;截面尺寸为4mm、5mm、5.2mm层合柱出现失稳现象,发生失稳的时刻分别为7.8ms、11.4ms、13.6ms。 展开更多
关键词 柔性电子 冲击载荷 柔性基底 层合柱 瞬态响应
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强夯置换软土中碎石墩形成过程的试验研究 被引量:23
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作者 郑凌逶 周风华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期90-97,共8页
强夯置换工程要求保证夯沉量、置换墩长度等设计指标,通常通过试夯确定必要夯击次数。研究置换墩形成机制,确定夯锤能量释放时间、填料运动规律、锤底动压力等因素,对优化强夯置换工艺有重要作用。目前有关置换墩形成机制的研究较少,往... 强夯置换工程要求保证夯沉量、置换墩长度等设计指标,通常通过试夯确定必要夯击次数。研究置换墩形成机制,确定夯锤能量释放时间、填料运动规律、锤底动压力等因素,对优化强夯置换工艺有重要作用。目前有关置换墩形成机制的研究较少,往往套用强夯工程的基本参数或机制来解决。针对这一问题设计了一种模型试验方法,研究强夯冲击下填料、软土与夯锤之间的相互作用过程。试验研究表明:每次夯击中夯锤的运动加速度曲线可以分为4个阶段,分别代表了夯锤作用下土体-填料的不同运动过程;通过分析夯锤的动态力-位移曲线,阐述各阶段随夯击和填料次数变化而发生的变化及原因;随填料次数的增加,在相同夯击能下,每次夯击中夯锤的能量释放时间减小,峰值动态力增加,这反映了随着夯击次数增加,软土基础中碎石墩逐渐形成的过程。 展开更多
关键词 强夯置换法 模型试验 置换墩 冲击动力学 加速度 高速摄影
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不同加载边界下混凝土巴西劈裂过程及强度的DIC实验分析 被引量:15
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作者 徐纪鹏 董新龙 +2 位作者 付应乾 俞鑫炉 周风华 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期864-876,共13页
平板、垫条、圆弧压模及平台试样等不同加载方式下,脆性材料巴西劈裂实验结果的差异一直是人们所讨论的问题.本文设计了混凝土平板直接加载与采用垫条加载实验,采用理论、高速相机与数字图像相关法(digital image correlation,DIC)相结... 平板、垫条、圆弧压模及平台试样等不同加载方式下,脆性材料巴西劈裂实验结果的差异一直是人们所讨论的问题.本文设计了混凝土平板直接加载与采用垫条加载实验,采用理论、高速相机与数字图像相关法(digital image correlation,DIC)相结合的方法,对试样表面应变场演化、起裂位置及裂纹扩展过程进行分析,探讨了不同的加载边界对试样应变集中演化及劈裂拉伸强度结果的影响.结果显示:(1)混凝土拉伸非线性特性导致的应变集中演化对不同加载条件非常敏感,平板加载时应变集中较早在加载端起始并向中心演化,即使满足巴西实验"中心起裂"条件,其强度仍低于垫条加载情况,两者差别达17.9%;(2)如果软垫条加载接触角合理设计,与平板直接加载相比,其应力场更稳定,有利于保证圆盘试样的应变集中及断裂均从中心起始,更好满足巴西劈裂实验条件;(3)仅校验巴西实验"中心起裂"有效性条件是不充分的,设计时必须谨慎考虑.研究结果对脆性材料巴西劈裂实验设计、测试分析具有重要参考意义. 展开更多
关键词 巴西劈裂 加载边界 混凝土 数值图像相关方法
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石墨烯基防腐涂层研究进展 被引量:14
5
作者 崔明君 任思明 +3 位作者 王永刚 蒲吉斌 赵海超 王立平 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期46-55,共10页
自石墨烯发现以来,其优异的导电性、力学性能、热导性、光学性能等吸引了研究学者的广泛关注。此外,石墨烯稳定的sp^2杂化结构使其自身具有良好的化学惰性、抗氧化能力和抗渗透性,被认为是一种理想的防腐材料,在金属材料的防腐领域具有... 自石墨烯发现以来,其优异的导电性、力学性能、热导性、光学性能等吸引了研究学者的广泛关注。此外,石墨烯稳定的sp^2杂化结构使其自身具有良好的化学惰性、抗氧化能力和抗渗透性,被认为是一种理想的防腐材料,在金属材料的防腐领域具有非常大的应用前景。基于此,综述了石墨烯防护薄膜和石墨烯/有机涂层在金属腐蚀防护领域的研究进展,并从分散角度阐述了石墨烯的功能化对有机涂层防腐性能的影响;同时归纳了石墨烯的高导电性对有机涂层防护性能的影响以及防护机理。最后展望了石墨烯薄膜和石墨烯有机涂层在金属腐蚀防护应用方面面临的一系列难题以及发展方向。 展开更多
关键词 石墨烯薄膜 腐蚀防护 金属 石墨烯/有机涂层 导电性 改性
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一种基于SHPB的冲击膨胀环实验技术 被引量:14
6
作者 郑宇轩 周风华 胡时胜 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期483-488,共6页
设计了一种基于分离式Hopkinson压杆(SHPB)的冲击膨胀环实验装置,实验装置包括一个液压腔,一侧为驱动活塞,另一侧为圆环试件封闭。对活塞施加轴向冲击,利用液体体积近似不可压缩的特性,通过液压腔截面积的大比例缩小,将较低速度的对活... 设计了一种基于分离式Hopkinson压杆(SHPB)的冲击膨胀环实验装置,实验装置包括一个液压腔,一侧为驱动活塞,另一侧为圆环试件封闭。对活塞施加轴向冲击,利用液体体积近似不可压缩的特性,通过液压腔截面积的大比例缩小,将较低速度的对活塞冲击转化为圆环试件沿径向的高速膨胀,驱动试件发生拉伸变形直至断(碎)裂。使用这种冲击膨胀装置,获得了LY12铝环在不同撞击速度下碎裂过程的初步结果。实验结果显示,随着撞击速度增大,圆环试件碎裂产生的碎片的尺度减小,试件的表观断裂应变增加。这为研究材料的动态拉伸碎裂问题提供了一种加载方式。 展开更多
关键词 固体力学 动态拉伸 SHPB 膨胀环 碎裂 表观断裂应变
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石英玻璃圆环高速膨胀碎裂过程的离散元模拟 被引量:14
7
作者 熊迅 李天密 +3 位作者 马棋棋 方继松 郑宇轩 周风华 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期622-632,共11页
采用离散元算法模拟了石英玻璃圆环受到外加动态载荷时的力学行为.首先基于flat-jointed粘结模型,通过标准的单轴拉压、三点弯曲等数值实验来标定了石英玻璃的微观参数.在此模型基础上,数值模拟再现了石英玻璃圆环在不同应变率下的膨胀... 采用离散元算法模拟了石英玻璃圆环受到外加动态载荷时的力学行为.首先基于flat-jointed粘结模型,通过标准的单轴拉压、三点弯曲等数值实验来标定了石英玻璃的微观参数.在此模型基础上,数值模拟再现了石英玻璃圆环在不同应变率下的膨胀碎裂过程.为定量分析数值模拟结果,需要准确确定圆环的碎裂发生时刻.模拟发现:伴随着石英玻璃圆环的断裂,圆环外表面粒子径向膨胀速度的时程曲线会发生突然升高然后下降的跳动;详细分析表明,这种跳动源自周向的脆性断裂诱发的卸载波(周向拉伸应力急剧下降)以及伴随而来的泊松膨胀,这种径向速度跳动现象为实验中检测脆性断裂发生时刻提供了可能.进一步的数值研究表明:(1)石英玻璃圆环的断裂应变随着应变率的提高而增大,与韧性金属材料的膨胀环实验结果一致;(2)石英玻璃圆环的碎片平均质量随着应变率的增大而减小;(3)数值计算获得的碎片平均尺寸与已有的理论和实验结果比较吻合.利用液压膨胀环实验装置对石英玻璃圆环进行了验证性实验,回收得到的碎片形貌及碎片个数与数值模拟的结果基本一致. 展开更多
关键词 离散元 石英玻璃 膨胀环实验 碎裂 碎片尺寸
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地下钢筋混凝土拱形结构在顶爆条件下的抗爆试验 被引量:14
8
作者 刘光昆 刘瑞朝 +2 位作者 汪维 王幸 赵强 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期157-165,I0008,共10页
拱形结构作为地下工程的主要结构形式之一,目前大多研究都集中在数值仿真上,所得到的结构破坏特征及响应数据缺乏相应的试验验证,不能充分地指导地下工程的抗爆设计。为研究地下钢筋混凝土拱形结构在爆炸荷载作用下的破坏模式及抗爆性能... 拱形结构作为地下工程的主要结构形式之一,目前大多研究都集中在数值仿真上,所得到的结构破坏特征及响应数据缺乏相应的试验验证,不能充分地指导地下工程的抗爆设计。为研究地下钢筋混凝土拱形结构在爆炸荷载作用下的破坏模式及抗爆性能,对其在顶爆条件下开展了5个不同爆炸距离和装药量的试验。结果表明:在同一爆距下,随着装药量的增加,拱形结构的破坏程度逐渐增加,破坏模式为由背爆面产生裂纹发展为混凝土层裂脱落、钢筋隆起变形,直至拱顶中心处混凝土塌落显著、钢筋严重弯曲变形。顶爆下拱形结构的破坏不仅与比例爆距相关,还受到爆距的影响,同一比例爆距下,爆距越大拱结构的破坏越显著。通过分析位移响应与装药量及爆距的关系,初步提出了以挠跨比为依据的破坏等级划分方法,为今后的结构破坏评估分析提供试验支撑。 展开更多
关键词 钢筋混凝土拱 爆炸荷载 顶爆条件 破坏模式
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POZD涂层方形钢筋混凝土板抗接触爆炸试验研究 被引量:14
9
作者 汪维 杨建超 +2 位作者 汪剑辉 高伟亮 王幸 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期11-20,共10页
为研究聚异氰氨酸酯噁唑烷聚合物高分子材料(polyisocyanate oxazodone,POZD)涂层方形钢筋混凝土板在接触爆炸作用下的破坏模式和抗爆性能,对POZD涂层方形钢筋混凝土板进行接触爆炸条件下试验研究。试验中采用建筑结构中楼面设计常用的... 为研究聚异氰氨酸酯噁唑烷聚合物高分子材料(polyisocyanate oxazodone,POZD)涂层方形钢筋混凝土板在接触爆炸作用下的破坏模式和抗爆性能,对POZD涂层方形钢筋混凝土板进行接触爆炸条件下试验研究。试验中采用建筑结构中楼面设计常用的钢筋混凝土板为研究对象,通过11次独立的爆炸试验,分析了不同POZD涂层厚度对抗爆性能的影响,观测了钢筋混凝土板在不同装药量和不同POZD涂层厚度条件下的破坏模式和破坏特征,研究结果表明:涂层POZD钢筋混凝土板的主要破坏模式为钢筋混凝土板正面爆炸成坑,背面POZD涂层的圆锥状鼓起。POZD涂层鼓起主要是在爆炸冲击波作用下POZD涂层从基体板脱离并出现较大塑性变形所致。当冲击波荷载强度超过POZD材料的极限抗拉强度时,在涂层锥尖处形成较小的圆孔装剪切破坏,涂层的其他区域保持完好,从而让钢筋混凝土板不会产生较大范围的震塌破坏。在强冲击波荷载作用下利用POZD涂层仍然能够保持大变形、高塑性特性,可以通过自身的大变形很好地延长爆炸荷载的作用时间和耗散时间,吸收较大冲击波能量,从而约束混凝土震塌碎片,提高钢混混凝土板的抗爆性能。随着POZD涂层厚度增加,板的抗接触爆炸作用下的抗爆能力越强,临界震塌破坏装药量越多。研究结果可为工程应用及毁伤评估提供参考。 展开更多
关键词 爆炸荷载 钢筋混凝土板 POZD涂层 破坏模式
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基于超高速相机的数字图像相关性全场应变分析在SHTB实验中的应用 被引量:14
10
作者 申海艇 蒋招绣 +3 位作者 王贝壳 李成华 王礼立 王永刚 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期15-20,共6页
基于超高速相机和数字图像相关性全场应变分析方法对传统的分离式Hopkinson拉杆(SHTB)实验系统进行改进,获得尼龙和铝合金材料的动态拉伸应力应变曲线,验证了数字图像相关性全场应变分析在SHTB实验中的有效性。实验结果显示:该方法测量... 基于超高速相机和数字图像相关性全场应变分析方法对传统的分离式Hopkinson拉杆(SHTB)实验系统进行改进,获得尼龙和铝合金材料的动态拉伸应力应变曲线,验证了数字图像相关性全场应变分析在SHTB实验中的有效性。实验结果显示:该方法测量的平均应变与应变片测量结果一致性很好,而传统的SHTB实验原理计算的应变结果则明显偏大,需要对试件原始标距进行修正后才能获得有效的试件应变,并且在试件的材料和几何尺寸不变的条件下标距修正不依赖于应变率。基于数字图像相关性全场应变测量,讨论了应变均匀性问题:脆性的尼龙试件在标距范围内应变均匀性良好,而韧性的铝合金试件表现出比较严重的应变不均匀性,归因于颈缩变形的影响。 展开更多
关键词 固体力学 动态拉伸 数字图像相关性分析 SHTB 尼龙 铝合金
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玻璃钢纤维增强塑料薄壁管抗冲击性能的实验研究 被引量:14
11
作者 李善恩 缪馥星 +1 位作者 周风华 杨黎明 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期3324-3330,共7页
本文采用分离式Hopkinson压杆(SHPB)实验系统,研究了玻璃钢纤维增强塑料(GFRP)薄壁管在低速冲击载荷作用下的抗冲击性能,探讨了薄壁管的截面形状和壁厚对其冲击破坏模式、动态应力-应变曲线和比吸能值(SEA)的影响。实验结果表明:GFRP圆... 本文采用分离式Hopkinson压杆(SHPB)实验系统,研究了玻璃钢纤维增强塑料(GFRP)薄壁管在低速冲击载荷作用下的抗冲击性能,探讨了薄壁管的截面形状和壁厚对其冲击破坏模式、动态应力-应变曲线和比吸能值(SEA)的影响。实验结果表明:GFRP圆管的动态切线模量较方管的大,同壁厚的圆管的抗冲击性能较方管好;方管随壁厚的适当增加,抗冲击性能也增加。通过综合分析抗冲击性能评价参数,发现GFRP方管的吸能性能较圆管的好,且随壁厚的略微增加,吸能性能增强。与铝合金圆管相比,在相同实验条件下,GFRP圆管的动态压缩模量和冲击应力峰值较铝合金圆管大,峰值应变值较铝合金圆管小,比吸能值较铝合金圆管的大,GFRP管的抗冲击性能也较铝合金圆管好。其结果可为GFRP管类结构的优化设计及工程应用提供基础实验数据和给予理论指导。 展开更多
关键词 玻璃钢纤维增强塑料(GFRP)薄壁管 分离式HOPKINSON压杆 动态应力-应变曲线 抗冲击 能量吸收特性
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近爆作用下方形板表面爆炸载荷分布函数研究 被引量:13
12
作者 汪维 刘光昆 +3 位作者 赵强 刘瑞朝 吴飚 周松柏 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2020年第2期140-148,共9页
爆炸载荷作用的方式和大小是结构物遭受破坏的主要原因.目前的大多数研究都将爆炸载荷简化为双直线的形式,与实际的时程曲线差异较大,并且直接施加到结构上,回避了气体和结构间的流固耦合相互作用,对于近爆或内部爆炸将会对计算结果带... 爆炸载荷作用的方式和大小是结构物遭受破坏的主要原因.目前的大多数研究都将爆炸载荷简化为双直线的形式,与实际的时程曲线差异较大,并且直接施加到结构上,回避了气体和结构间的流固耦合相互作用,对于近爆或内部爆炸将会对计算结果带来较大的误差.为了快速确定方形板近爆作用下结构表面的荷载,本文利用数值模拟方法研究了爆炸冲击波与结构的相互作用,提出了方形板结构表面上不同点处爆炸载荷的分布函数,并建立了板结构表面中心点处爆炸载荷参数的简化预测公式,利用这些公式提出了构建结构表面任意点处爆炸载荷的一般方法.结果表明,利用这些公式,可以预测任意尺寸结构构件在近爆爆炸环境中承受的爆炸载荷的各参数(峰值压力和冲量). 展开更多
关键词 爆炸力学 爆炸荷载 方形板构件 数值模拟 AUTODYN
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非通航孔桥墩自适应拦截网防撞装置实船拦截试验与水动力计算 被引量:13
13
作者 王贝壳 陈涛 +4 位作者 杨黎明 刘军 董新龙 周风华 王永刚 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2017年第1期90-96,共7页
针对非通航孔桥墩,研发了一种自适应拦截网防船舶撞击装置,主要由系泊大浮体、系泊锚链和固定锚、自适应小浮筒、拦截网、恒阻力缆绳以及触发钢索所组成。阐述了该防撞装置设计原理,即偏航船舶撞击该防撞装置,小浮筒会带动拦截网自适应... 针对非通航孔桥墩,研发了一种自适应拦截网防船舶撞击装置,主要由系泊大浮体、系泊锚链和固定锚、自适应小浮筒、拦截网、恒阻力缆绳以及触发钢索所组成。阐述了该防撞装置设计原理,即偏航船舶撞击该防撞装置,小浮筒会带动拦截网自适应地从水平状态竖起展开,包裹住来撞船首,再通过相连浮体的运动阻力和恒阻力缆绳来吸收船舶动能,拦截住船舶,保护非通航孔桥墩安全。随后介绍在福建平潭海峡大桥引桥附近海域实施的实船撞击自适应拦截网防撞装置的大型试验,试验结果显示:自适应拦截网成功升起,船舶被安全拦截,从而实验证实了设计原理与设计方案的可行性和可靠性。最后,采用大型水动力分析软件AQWA对防撞装置拦截船舶过程进行数值模拟,模拟结果与实验结果基本一致,说明了数值仿真具有较好的计算精度和可靠性,能够为该防撞装置的结构设计与优化提供重要的参考。 展开更多
关键词 自适应拦截网防撞装置 非通航孔桥墩 实船碰撞 水动力分析
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强冲击载荷下钢筋混凝土的本构关系、破坏机理与数值方法 被引量:11
14
作者 宁建国 周风华 +1 位作者 王志华 马天宝 《中国科学:技术科学》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期323-331,共9页
钢筋混凝土不但在土木工程领域有着广泛的应用,而且其强动载荷下动态力学行为的研究在国家安全方面也具有十分重要的需求,其非均质、各向异性、多组分的特性亦给其动力学特性的研究带来诸多困难.本文针对强冲击载荷下钢筋混凝土的力学... 钢筋混凝土不但在土木工程领域有着广泛的应用,而且其强动载荷下动态力学行为的研究在国家安全方面也具有十分重要的需求,其非均质、各向异性、多组分的特性亦给其动力学特性的研究带来诸多困难.本文针对强冲击载荷下钢筋混凝土的力学行为的研究进展进行了评述,具体包括:1)钢筋混凝土材料动态力学行为、破坏机理及动态本构模型;2)钢筋混凝土结构的侵彻及爆炸作用破坏机理;3)强冲击载荷下结构力学行为的数值模拟方法与软件.在此基础上,分析了针对强冲击载荷下钢筋混凝土的动态特性、侵彻机理和数值方法等方面的研究所存在的不足之处,并对需要进一步深入开展的研究工作进行了展望. 展开更多
关键词 钢筋混凝土 强冲击载荷 本构关系 高速侵彻 数值模拟
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轻型陶瓷/金属复合装甲抗垂直侵彻过程中陶瓷碎裂行为研究 被引量:11
15
作者 余毅磊 蒋招绣 +3 位作者 王晓东 杜成鑫 杜忠华 高光发 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期79-88,共10页
为探讨轻型陶瓷复合装甲抗侵彻过程中陶瓷的碎裂行为,采用12.7 mm穿燃弹对不同背板厚度及陶瓷厚度下陶瓷/金属复合装甲进行弹道冲击试验。通过观测回收的靶体陶瓷宏观破坏特征,分析不同厚度组合与陶瓷主要破坏特征之间的关系;并通过对... 为探讨轻型陶瓷复合装甲抗侵彻过程中陶瓷的碎裂行为,采用12.7 mm穿燃弹对不同背板厚度及陶瓷厚度下陶瓷/金属复合装甲进行弹道冲击试验。通过观测回收的靶体陶瓷宏观破坏特征,分析不同厚度组合与陶瓷主要破坏特征之间的关系;并通过对陶瓷碎块的多级筛分称重,分析不同厚度组合下陶瓷面板的碎块尺度分布规律。结果表明,陶瓷锥是陶瓷面板的主要破坏形态,其宏观裂纹主要有:径向裂纹、环向裂纹和锥形裂纹。陶瓷锥内可细分为由高压缩应力引起的粉末状较小陶瓷碎块组成的陶瓷粉碎锥和由应力波造成的较大片状陶瓷碎块组成的陶瓷破碎锥。冲击后陶瓷锥内陶瓷碎片尺度分布满足Rosin-Rammler分布模型,当背板厚度增大时,陶瓷半锥角增大,导致陶瓷锥整体体积增大,破碎区占比亦增大,产生的陶瓷碎块以大粒径碎块为主,陶瓷锥内整体破碎尺度增大。当陶瓷厚度增大时,陶瓷锥半锥角及径向裂纹数量基本不变,陶瓷锥内粉碎区占比增大,整体破碎尺度减小。 展开更多
关键词 轻型陶瓷复合装甲 碎块尺度 陶瓷锥 12.7 mm穿燃弹 SIC陶瓷
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聚脲包覆混凝土的压缩和吸能特性研究 被引量:11
16
作者 张青艳 靳晓庆 +1 位作者 郑宇轩 周风华 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期205-209,224,共6页
混凝土结构在受到远超其极限强度的准静态或通近近载荷通用时,常常发博粉碎性的破坏,导致结构坍塌。采用高弹性材料包覆混凝土有可能减缓结构的灾难性坍塌。该文从从了聚脲涂层包覆的圆柱形混凝土试件在准静态从从态落锤压缩下的破坏过... 混凝土结构在受到远超其极限强度的准静态或通近近载荷通用时,常常发博粉碎性的破坏,导致结构坍塌。采用高弹性材料包覆混凝土有可能减缓结构的灾难性坍塌。该文从从了聚脲涂层包覆的圆柱形混凝土试件在准静态从从态落锤压缩下的破坏过程从吸能特性。实验结果表明混凝土试样的抗压强度存在明显的应变率硬化效应,观察到聚脲包覆混凝土从无聚脲包覆混凝土破坏后期残余承压特性的明显差异。分析了有无聚脲包覆混凝土的破坏形态,结果表明聚脲包覆混凝土的压缩吸能效果远远优于无包覆混凝土,有可能承压吸能构件应用于工程实际。 展开更多
关键词 聚脲 混凝土 抗压性能 破坏过程 能量吸收
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韧性材料的高应变率拉伸碎裂过程及材料参数影响 被引量:10
17
作者 郑宇轩 胡时胜 周风华 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期358-369,共12页
Grady-Kipp将一个与断裂能量相关的内聚断裂模型引入Mott[1]的刚性卸载波分析,导出一个预测韧性材料在高速拉伸碎裂过程中产生碎片的平均尺度的计算公式[2].为定量评估Grady-Kipp公式的适用程度,采用数值方法模拟了具有不同材料参数的... Grady-Kipp将一个与断裂能量相关的内聚断裂模型引入Mott[1]的刚性卸载波分析,导出一个预测韧性材料在高速拉伸碎裂过程中产生碎片的平均尺度的计算公式[2].为定量评估Grady-Kipp公式的适用程度,采用数值方法模拟了具有不同材料参数的一维弹塑性杆在高应变率拉伸过程中的碎裂现象.通过改变材料的断裂能Gc、密度ρ、屈服应力A和应变率敏感系数C,模拟了杆在不同应变率ε下的碎裂过程,研究了材料参数对碎裂时的碎片尺度、表观断裂应变和断口温升等的影响.通过对应变率和碎片尺寸进行无量纲化,证实Grady-Kipp公式在广泛的材料参数范围内能较好地预测碎裂过程中发生的碎片平均尺寸的下限. 展开更多
关键词 韧性材料 碎裂 碎片尺度 Grady-Kipp公式 Mott卸载波
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四边固支方形钢筋混凝土板抗爆试验研究 被引量:10
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作者 汪维 刘光昆 +3 位作者 汪琴 刘瑞朝 吴飚 黄家蓉 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第A01期108-113,共6页
为研究四边固支方形钢筋混凝土板在爆炸波作用下的破坏模式和抗爆性能,对方形钢筋混凝土板在四边固支条件下进行不同爆炸距离作用和装药量下的试验研究。以建筑结构中楼面设计常用的钢筋混凝土板为研究对象,通过6个独立的爆炸试验观测... 为研究四边固支方形钢筋混凝土板在爆炸波作用下的破坏模式和抗爆性能,对方形钢筋混凝土板在四边固支条件下进行不同爆炸距离作用和装药量下的试验研究。以建筑结构中楼面设计常用的钢筋混凝土板为研究对象,通过6个独立的爆炸试验观测钢筋混凝土板在不同装药量下的破坏模式和破坏特征。研究结果表明:在同一爆距条件下,随着装药量的增加,四边固支方形钢筋混凝土板的破坏程度逐渐增加;破坏模式为由背爆面细微裂纹逐渐发展为背爆面中心处混凝土崩落及裂纹且裂隙显著扩展,直至板中心处发生贯穿破坏、钢筋断裂;四边固支钢筋混凝土板的破坏不仅依赖于比例爆高,而且与爆高有关,同一比例距离下爆高越大、板试件的破坏越严重。 展开更多
关键词 钢筋混凝土板 爆炸荷载 四边固支 破坏模式 抗爆试验
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梯形应力脉冲在弹性杆中的传播过程和几何弥散 被引量:9
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作者 杨洪升 李玉龙 周风华 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1820-1829,共10页
在应力波传播过程中,几何弥散效应往往难以避免.对应力波在弹性杆中传播的几何弥散效应进行解析分析,对于基础波动问题研究以及材料动态力学行为表征等课题,显得至关重要.本文简单说明了弹性杆中考虑横向惯性修正的一维Rayleigh-Love应... 在应力波传播过程中,几何弥散效应往往难以避免.对应力波在弹性杆中传播的几何弥散效应进行解析分析,对于基础波动问题研究以及材料动态力学行为表征等课题,显得至关重要.本文简单说明了弹性杆中考虑横向惯性修正的一维Rayleigh-Love应力波理论,概述了其波动控制方程的变分法推导过程;针对Hopkinson杆实验中常用的梯形应力加载脉冲,建立了相应的偏微分方程初边值问题的求解模型,并运用Laplace变换方法研究了脉冲在杆中传播的几何弥散现象;根据留数定理进行Laplace反变换,给出了杆中不同位置和时刻的应力波的级数形式解析解,分析了计算项数对结果收敛性的影响;将解析计算结果与采用三维有限元数值模拟的计算结果进行对比,两者吻合程度良好,从而证明Rayleigh-Love横向惯性修正理论可以有效地表征典型Hopkinson杆实验中的几何弥散效应.在此基础上围绕梯形加载脉冲的弥散效应进行参数研究,定量描述了传播距离、泊松比、脉冲斜率等参数的影响.本文给出的Rayleigh-Love杆在梯形加载条件下的解析解,揭示了几何弥散效应的本质规律,可以用于实际实验的弥散修正过程. 展开更多
关键词 弹性杆 应力波 横向惯性修正 Rayleigh-Love理论 LAPLACE变换 解析解 几何弥散
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固体的冲击拉伸碎裂 被引量:9
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作者 郑宇轩 周风华 +1 位作者 胡时胜 余同希 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期506-540,共35页
固体材料在冲击拉伸载荷作用下常常会断裂成多个碎片(碎片化),固体材料碎片化的物理机制是多点损伤同时在固体中成核和发展,导致固体多处破坏.自Mott对固体的动态碎裂问题进行了开创性研究后,几十年来,对固体动态碎裂机制的研究一直是... 固体材料在冲击拉伸载荷作用下常常会断裂成多个碎片(碎片化),固体材料碎片化的物理机制是多点损伤同时在固体中成核和发展,导致固体多处破坏.自Mott对固体的动态碎裂问题进行了开创性研究后,几十年来,对固体动态碎裂机制的研究一直是应用物理学、力学、航天和兵器工程等领域共同关心的重要课题.本文介绍了在冲击拉伸载荷作用下固体的动态碎裂研究的发展历史,给出相关的理论分析、实验研究和数值模拟的研究进展,特别针对现有的各种关于碎片尺度、碎片分布、以及碎片化物理机制的理论模型进行了较详尽的阐述和讨论,最后指出现有实验和理论研究中仍然存在的关键科学问题及进一步的研究展望. 展开更多
关键词 冲击拉伸 碎裂 脆性和韧性断裂 碎片尺度 碎片分布
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