木材横纹理断裂及强度准则

以杉木为研究对象从宏观和微观上研究了木才横纹断裂的性质，并阐述了木才的强韧机理。研究表明：木材横纹Ⅰ型裂纹扩展方式是先沿纤维开裂伸展，然后再沿横截面作韧性断裂，其扩展过程分线性、稳定和非稳定性3个阶段；顺纹启裂时的断裂韧性与试件尺寸无关，是木材的固有属性；木材因其多胞及纤维增强的多层胞壁结构，而具有很强的抗横断韧性，不会因裂尖应力奇异性而发生低工作应力破坏，故在对含横纹理裂纹的木构件作安全设计时，建议仍采用传统的强度准则，考虑净尺寸上的常规强度即可。     

基于SHPB试验的桦木压缩动力学特性

【目的】利用木材动态压缩加载试验研究热磨机研磨解离破碎阶段木材原料受动态压缩载荷的动力学特性，并研究应变率、加载方向对木材原料动力学特性的影响，旨在深化木材原料研磨解离机制的研究，为热磨法纤维分离设备及磨片的齿形结构优化设计提供理论指导。【方法】利用 Hopkinson 杆试验装置对含水率为12.65%、密度为0.50 g·cm －3的桦木试件进行应变率约为400，800，1200 s －1，加载方向为径向、弦向和轴向的动态压缩试验，获得桦木在不同应变率及方向上动态压缩加载的解离特征、动态应力－应变曲线及相应的力学特性。【结果】对比分析各组试验后试件的破坏形态发现：1)当应变率约为400 s －1时，径向、弦向和轴向加载的试件主要发生塑性变形；2)当应变率约为800 s －1时，径向加载试件被解离成几大块，并且有一些“火柴棍”状的小试件从大试件上剥离；弦向加载试件沿加载方向上产生更大的塑性变形，并且在试件上、下两端处沿加载方向产生贯穿性裂纹，试件被解离成三大块；轴向加载试件受载面边缘处的纤维大量产生压溃现象，在加载面上产生贯穿性裂纹且有片状小试件从大试件上剥离；3)当应变率约为1200 s －1时，径向加载试件被解离成大量“火柴棍”状的小试件，并且小试件的尺寸明显小于应变率为800 s －1时；弦向加载试件沿加载方向上产生的塑性变形与应变率为800 s －1时相当，但是试件上端处被解离成许多片状的小试件，并且沿加载方向试件上产生了数条贯穿整个试件的大裂纹；轴向加载试件被解离成大量短粗状的小试件，并且小试件上带有明显的褶皱。对比分析各组试验试件的应力－应变曲线发现：1)动态压缩加载条件下桦木的应力－应变曲线可以由屈服点应变分为弹性阶段和屈服后弱线性强化阶段2部分；2)桦木沿径向加载应变率约为400，800，1200 s －1时，其屈服强度和韧性模量分别为4.56，10.49，14.22 MPa 和2.88，8.32，20.70 kJ·cm －3，应变率从400 s －1增加到1200 s －1时，屈服强度和韧性模量分别增加了2.11和6.19倍；3)桦木沿弦向加载应变率约为400，800，1200 s －1时，其屈服强度和韧性模量分别为5.87，7.90，9.65 MPa 和2.53，7.41，12.92 kJ·cm －3，应变率从400 s －1增加到1200 s －1时，其屈服强度和韧性模量分别增加了0.64和4.10倍；4)桦木沿轴向加载应变率约为400，800，1200 s －1时，其屈服强度分别为22.90，71.41，96.37 MPa 和18.79，67.74，114.32 kJ·cm －3，应变率从400 s －1增加到1200 s －1时，其屈服强度和韧性模量分别增加了3.21和5.08倍。【结论】随着应变率的增加，桦木的解离程度加大，径向加载最易解离，轴向加载最难解离；桦木的动态压缩屈服强度、动态压缩韧性模量具有很强的应变率敏感性，是一种应变率敏感材料。     

EFFECT OF MICRO-GALLIUM ON THE INTERGRANULAR SEGREGATINN OF PHOSPHORUS IN CARBON STEELS

The effect of small amounts of gallium on the intergranular segregation of phosphorus in carbon steels is discussed, with the help of the impact test, fracture morphology and micro-structure analyses, combined with composition analysis on the fracture surfaces by Auger electronspectrometer. The results show that gallium in the steel with a content of gallium more than ten thou-sandth can suppress, to some extent, the intergranular segregation of phosphorus and retard the tempering process. As a result, the temper embrittlement of the steel disappears and the embrittlement transition temperature declines.     

管道计算机辅助断裂评定系统研究

管道断裂评定工作是管道系统安全运行的重要保证，应用计算机辅助手段进行油气管道断裂评定能够大大简化工程人员的工作，使断裂评定工作更趋科学化。重点分析了油气管道计算机辅助断裂评定系统的研究和开发，介绍了系统的设计原则、系统构成、总体设计、设计流程和系统的实现，并简要分析了系统评定过程及结果的可靠性，为管道断裂评定提供了科学依据。     

竹塑复合材料的冲击韧性

以高密度聚乙烯(HDPE)、马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)、竹浆纤维、竹造纸剩余物竹屑、白泥为试验原料,制造竹塑复合材料。采用基本断裂功(EWF)方法对竹屑/HDPE、白泥/竹屑/HDPE和竹浆纤维/竹屑/HDPE3种复合材料的冲击韧性进行了研究,比较了不同质量分数的竹屑、白泥、竹浆纤维对复合材料各性能参数的影响。结果表明:复合材料的比基本断裂功(we)随着竹屑和白泥的增加逐渐下降,随着竹浆纤维的增加显著提高;竹屑和竹浆纤维的质量分数对竹塑复合材料的比非基本断裂功(βwp)影响较小。     

SiC-W层状复合材料增韧机理分析

为分析SiC－W层状复合材料增韧性机理，对以SiC陶瓷胶片为基体层，金属W为夹层的SiC－W层状复合材料进行了力学性能测试，并用电镜法得到其断面显微结构照片。试验结果表明：1）与SiC单材料断裂韧性相比，SiC－W层状复合材料的断韧性增大；2）在基体层厚度不变，夹层厚度为10－50μm时，SiC－W层状复合材料的断裂韧性随夹层厚度的增加而增大，而抗弯强度随之下降；3）材料在不同方向断裂韧性不同。SiC－W层状复合材料裂韧性增大的原因是：1）夹层晶体颗粒大于基体体层的，其沿晶断裂形式延长了裂纹扩展路径；2）断裂过程中有晶片拨出消耗了能量；3）二级层状结构中片层间的微裂阻止了断裂裂纹的扩展。     

重油催化再生器典型缺陷安全评定

应用断裂力学理论和实验技术,测定了重油催化再生器材料及焊缝的力学性能和断裂韧度值,按照《压力容器缺陷评定规范》(CVDA-84)对再生器下部筒体典型缺陷进行了评定。经分析计算获得了重油催化再生器下部筒体各部位各种裂纹类型缺陷的允许尺寸,可将其作为重油催化再生器无损检测时的缺陷评定指标。     

竹材Ⅲ型层间的断裂韧性

采用改进设计的端部切口悬臂梁(SCB)装置,试验测试毛竹(Phyllostachs pubescens)Ⅲ型层间断裂性质,并分别用柔度法和面积法计算其Ⅲ型层间断裂韧性值。结果表明:(1)采用柔度法和面积法得到的Ⅲ型层间断裂韧性,分别为2.38 N·m~(-1)(标准差0.74 N·m~(-1))、2.20 N·m~(-1)(标准差0.36 N·m~(-1)),前者略高于后者,但方差分析差异不显著;(2)二种方法测得的Ⅲ型层间断裂韧性,基本上与裂纹尺寸无关,说明层间断裂韧性是竹材的一种基本性质;(3)对竹材断面的观察发现,Ⅲ型层间裂纹在未木质化的短型基本组织细胞中的扩展是伴随着胞壁的撕裂,但在已木质化的长型基本组织细胞之间和纤维束之间,裂纹是沿胞间层扩展的。     

Experimental Study on Flexural Toughness and Fatigue Property of Polypropylene (PP) Fiber Reinforced Cement-stabilized Macadam

By four-point bending test and fatigue test,the authors studied the flexural toughness and fatigue property of semi-rigid base course of cement-stabilized macadam with and without polypropylene(PP) fiber.Some significant data about these two kinds of material have been obtained,such as the load-deflection curves,toughness index according to the standard methods of JCI and ASTM C1018-97,the fatigue lifetime under different stress levels and the fatigue lifetime regression equation.The results show that the reinforcing effect of the PP fiber is remarkable;the bending strength,ultimate deformability,JCI toughness index,ASTM C1018-97 toughness index and fatigue life of cement-stabilized macadam with PP fiber are increased by about 10%,150%,67.7%,36.1%~79.8%,and 126%~352%,respectively,when the volume fraction of PP fiber is only 0.077%.At the same time,the authors revealed the toughness improving mechanism and the anti-fatigue mechanism of the fiber in such material based on the fracture mechanics theory.