用有限元计算水曲柳裂纹尖端应力强度因子

该文研究了水曲柳（ＦｒａｘｉｎｕｓｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａＲｕｐｒ．）发生Ｉ型断裂时裂纹尖端的应力场应力强度因子的情况．借助美国大型通用有限元分析软件ＮＡＳＴＲＡＮ计算出裂纹尖端附近的应力,并通过ＧＲＡＦＴＯＯＬ软件对数据进行后期处理,画出裂纹尖端附近的应力强度因子分布图．     

Ⅲ型动裂纹尖端的基本特性

为了更简单地研究Ⅲ型动裂纹的尖端特性,利用Ⅲ型动裂纹的基本方程,并用复数变换解决了位移方程,建立了应力和位移的表达式。利用以上关系解决了不同应力和位移边界条件的问题。最后根据Miscs准则推导出塑性区轮廊的表达式,并且对应于不同的裂纹扩展速度,用电子计算机计算和打印出塑性区的形状。     

含裂纹导电混凝土板发热效果的有限元分析

采用Marc有限元分析软件和自编的Fortran用户子程序,计算了含裂纹导电混凝土板的发热效果,并与试验结果进行了对比,说明该有限元分析方法是成功的。该计算过程可以为导电发热混凝土用于工程实际打下良好基础。     

钨纤维增强铜基复合材料构造木基防弹板的机理研究

对防弹板的研究现状进行了论述,首次提出将钨纤维增强铜基复合材料与微米木纤维压制的板材通过胶接的方式进行复合制成装饰防弹板的理论。对钨纤维增强铜基复合材料的制备工艺进行了研究,并分别对制备的钨纤维增强铜基复合材料和微米木纤维板进行微观组织观察。发现钨纤维增强铜基复合材料界面结合良好,微米木纤维板中的纤维在胶接的作用下呈现有利于防弹的网状排布结构。随后对防弹板中的钨纤维增强铜基复合材料进行不同应变率条件下的压缩试验,结果显示钨纤维增强铜基复合材料具有明显的应变率敏感性,在1600s。压缩时材料的流动应力达到2350MPa,同时发现在动态压缩的过程中复合材料还出现了应变硬化和应变软化现象。研究结果表明钨纤维增强铜基复合材料具有出色的动态力学性能,利用钨纤维增强铜基复合材料构造木基装饰防弹板具有可行性。     

复合材料板壳失稳特性及有限元研究现状分析

本文从复合材料特性及板壳结构角度出发，综合评述了目前就复合材料板壳稳定性问题的各种研究方法及其适用范围，并对解决此类问题的得力工具－有限元素法的现状进行了深入分析，特别论述了建立各种有限单元模型的理论基础，应用范围及优，缺点。     

纤维增强复合材料非线性蠕变流动特性

视基体材料为各向同性非线性蠕变体；纤维材料为各向同性线弹性体，基于Ａｂｏｕｄｉ胞元模型对纤维增强复合材料的蠕变特性进行了细观分析。提出并用蠕变面函数讨论复合材料的正交各向异性蠕变流动特性。     

裂纹尖端附近区域的应力应变场分析

主要分析了裂纹尖端附近区域应力和应变场的分布情况，着重研究了裂纹尖端附近断裂过程区内的应力和应变分布。在假定断裂过程区内应力呈线性分布的条件下，利用三个协调条件（塑性奇异性的消除、裂纹尖端在临界条件下的能量平衡及裂纹张开角）分析了断裂过程区的特性，得到了断裂过程区的精确长度。同时，假定断裂过程区中的应变也呈线性分布，确定了断裂过程区中的拉伸应变。根据确定的断裂过程区的长度，修正了J-Q理论，并根据应力和应变连续分布的特点，对裂尖附近应力、应变的弹塑性J积分解作了修正，确定了裂尖附近断裂过程区和弹塑性区中应力、应变场的分布。裂尖附近区域应力、应变场的确定，对于输油气管道裂纹的扩展机理研究，提供了技术支持。     

仿贝壳结构制备纤维增强的复合材料

模仿贝壳的层状结构,以环氧树脂作为基体,在树脂中添加了竹纤维和麻纤维,并对其力学性能进行了测试。结果表明：与环氧树脂材料相比,添加了竹纤维和麻纤维的环氧树脂复合材料的力学性能有所改善;竹纤维和麻纤维的增韧机制主要有裂纹滞止、微裂纹、界面剥离、纤维拔出、塑性桥连等,与具有弱界面的脆/塑复合材料增韧机制相似。     

改性玄武岩纤维增强木塑复合材料的研究

玄武岩纤维（BF）分别经氨基和乙烯基硅烷偶联剂处理后,添加到高密度聚乙烯（HDPE）基木塑复合材料中,用于增强木粉（WF）-HDPE复合材料的性能。研究中利用扫描电镜与红外光谱对玄武岩纤维表面进行表征,探究玄武岩纤维含量及界面微观形态对复合材料力学性能的影响。结果表明：经偶联剂处理的玄武岩纤维与树脂基体界面结合较好,复合材料的冲击性能明显提高,氨基偶联剂提高了拉伸强度,硅烷偶联剂则提高了弯曲强度;添加4%的改性玄武岩纤维可达到较好的增强效果。     

仿贝壳结构制备纤维增强的复合材料

模仿贝壳的层状结构,以环氧树脂作为基体,在树脂中添加了竹纤维和麻纤维,并对其力学性能进行了测试。结果表明:与环氧树脂材料相比,添加了竹纤维和麻纤维的环氧树脂复合材料的力学性能有所改善;竹纤维和麻纤维的增韧机制主要有裂纹滞止、微裂纹、界面剥离、纤维拔出、塑性桥连等,与具有弱界面的脆/塑复合材料增韧机制相似。     

晶须增强金属基复合材料疲劳裂纹萌生寿命预报

利用等效夹杂理论计算基体中的应力。在应变控制状态下，导出了用有效应力预报疲劳寿命的方程。从理论上展示了各组分材料对疲劳裂纹萌生寿命的影响，并用寿命曲线表示出理论结果：晶须增强金属基复合材料的疲劳性能比纯基体的高；疲劳裂纹萌生寿命曲线与宏观疲劳寿命曲线形式类似、且存在疲劳裂纹萌生极限。     

晶须增强金属基复合材料疲劳短裂纹扩展速率

利用等效夹杂理论及能量释放率导出了金属基复合材料短裂纹疲劳扩展速率，公式中考虑了晶须及裂纹前端塑性区对裂纹的影响，并给出了等效裂纹长度公式。将理论结果同实验结果进行了比较，吻合得较好；分析了短裂纹扩展规律，指出晶须对裂纹扩展的作用及在裂纹越过晶须一段距离后，可以认为晶须已经失去增强作用，此时相当于无晶须的情形。     

指数型功能梯度材料十字裂纹问题的应力场通解

研究指数型功能梯度材料十字裂纹问题,利用指数型功能梯度材料平面问题的应力场通解形式,对十字裂纹问题的应力场做了分析,给出了该问题的应力场通解结果,并利用此结果 研究了裂纹尖端的应力强度因子.研究表明,对功能梯度材料平面问题中含不同的裂纹模式的应力场,均可通过利用其平面问题的通解形式来讨论,并给出不同裂纹模式的应力场通解...     

改性蔗渣纤维增强可生物降解复合材料研究进展

从蔗渣纤维、可生物降解塑料及其蔗渣纤维的改性方法等方面对国内外改性蔗渣纤维增强可生物降解复合材料的研究进展进行了综述,并对该领域未来研究方向进行了展望.     

木材裂纹尖端应力、应变场的数值分析

借助Ansys有限元软件,采用二维正交各项异性有限元模型,对带有裂纹的正交各向异性白桦试件进行3点弯曲的裂纹尖端应力、应变场的研究。为了较真实的反映裂纹尖端力学情况,分别采用在裂纹尖端进行有限元网格细化法和布置奇异单元法来模拟裂纹尖端奇异场,并将计算结果用Matlab平台下编写的后处理程序进行分析和比较。结果表明:2种方法均可满足工程实际的要求,但在裂纹尖端布置奇异单元法优于有限元网格细化法。     

黄麻纤维增强聚酯复合材料的制备与力学性能

以二维编织结构的黄麻纤维为增强体,以不饱和聚酯为基体树脂,通过模压工艺制备黄麻纤维/聚酯复合材料,考查了模压压力和温度等条件对复合材料力学性能的影响。结果表明:随着模压压力的升高,复合材料的力学性能呈增大趋势;在相同模压压力下,低温条件下的力学性能优于高温。在考查范围内,当模压温度为30℃,压力为6 MPa时复合材料的力学性能最好。扫描电镜观察材料内部结构显示,高温条件下制备的复合材料中存在大量气孔,影响力学性能;在相同温度下,压力越大复合材料中纤维与基体树脂的结合越紧密。     

马尾松纤维增强聚丙烯复合材料力学性能的实验

对马尾松热磨机械浆纤维增强聚丙烯复合材料力学性能进行测试与分析，结果表明：对纤维进行接核处理和偶联处理，可以明显改善纤维与取丙烯基体共混体系的力学性能；纤维与助剂的含量对复合材料力学性能的影响显著，马尾松热磨机械浆含量25％左右时，复合材料可达到的力学性能指标为拉伸强度27MPa以上、弯曲强度40MPa以上、冲击强度（缺口）5kJ/m^2以上。     

楔型向错偶极子对界面裂纹尖端场的干涉

研究了材料中楔型向错偶极子与界面裂纹的弹性干涉效应.运用复变函数方法获得了复势函数和应力场的封闭形式解答,导出了界面裂纹尖端应力强度因子的解析表达式.讨论了向错偶极子的位置、方向和偶臂长度对界面裂纹尖端应力强度因子的屏蔽和反屏蔽效应.结果表明,向错偶极子靠近裂纹尖端时,对应力强度因子的屏蔽或反屏蔽作用非常强烈.向错偶极子的方向存在一个临界值使其对应力强度因子的屏蔽或反屏蔽效应最大.另外,偶臂长度和材料失配对应力强度因子的影响也很大.     

国产300MW汽轮机转子应力场的有限元分析

应用ＭＥＥＰ（４．０）程序包，在多种工况下对国产３００ＭＷ汽轮机转子应力场的有限元分析，找出了机组启动过程的危险截面及危险时刻，并分析了转子的最大应力σｍ与应力集中系数ｋｔｈ随时间变化的规律，为汽轮机组的寿命管理提供字一定的理论依据。