爆破荷载作用下煤岩本构模型参数特性研究

1

作者 张鑫 刘泽功 +4 位作者 常帅 陈响升 薛勇林 朱家亮 宋鑫 《振动与冲击》 北大核心 2025年第5期263-277,共15页

为探究RHT(Riedel-Hiermaier-Thoma)本构模型和HJC(Holomquist-Johnson-Cook)本构模型在深部煤岩体爆破数值模拟中的适用性,首先基于淮北矿区深部原煤对RHT和HJC两种本构模型参数进行了标定;然后通过单孔爆破室内试验和数值模拟对所标... 为探究RHT(Riedel-Hiermaier-Thoma)本构模型和HJC(Holomquist-Johnson-Cook)本构模型在深部煤岩体爆破数值模拟中的适用性,首先基于淮北矿区深部原煤对RHT和HJC两种本构模型参数进行了标定;然后通过单孔爆破室内试验和数值模拟对所标定参数进行了有效性验证,并添加最大拉伸应力和最大剪切应力的复合失效准则对HJC本构模型进行改进;最后基于两种本构模型对不同地应力状态下单孔爆破进行数值模拟,探讨两种本构模型在模拟损伤区范围和破裂形态方面的适用性。单孔爆破数值模拟结果表明:无地应力加载状态下,RHT本构模型和改进的HJC本构模型都能够较好描述压碎区的形成和裂纹区裂纹演化;不同地应力加载状态下,RHT和HJC两种本构模型数值模拟结果均能体现出地应力对裂纹扩展具有制约作用。当围压为0时,理论裂隙区半径为RHT本构模型的1.11倍,为HJC本构模型的1.20倍,两者差异较小;当围压增加到30 MPa时,理论值裂隙区半径为RHT本构模型的1.31倍,为HJC本构模型的4.13倍,两者相差较大,基于RHT本构模型的数值模拟结果与理论值更接近。根据研究结果,RHT本构模型和改进的HJC本构模型均适用于无地应力状态下爆破问题的数值模拟,对于高地应力状态下爆破RHT本构模型应成为首选。 展开更多

关键词 煤岩体 爆破 本构模型 裂纹扩展 裂隙区范围

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基于内聚力模型的再生沥青混合料低温断裂性能研究 被引量：5

2

作者 吴昊 宋卫民 邓子成 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期473-484,共12页

内聚力模型(CZM)在沥青混凝土开裂研究中得到了广泛应用,但采用内聚力模型对再生沥青混凝土断裂的研究还很少。本文采用随机算法和坐标控制法建立包含旧集料和新集料的再生沥青混合料半圆弯拉模型,将模型分为集料同分布模型和集料随机... 内聚力模型(CZM)在沥青混凝土开裂研究中得到了广泛应用,但采用内聚力模型对再生沥青混凝土断裂的研究还很少。本文采用随机算法和坐标控制法建立包含旧集料和新集料的再生沥青混合料半圆弯拉模型,将模型分为集料同分布模型和集料随机分布模型两类。研究-10℃时不同RAP掺量(0、25%、50%、75%、100%,质量分数)对再生沥青混合料SCB试件应力强度因子K_(IC)、断裂能G_(F)和抗裂指数I_(CR)的影响。研究结果表明:无RAP掺入的SCB试件具有较好的断裂性能;随着RAP掺量增大,应力强度因子K_(IC)、断裂能G_(F)和抗裂指数I_(CR)均减小,表明RAP的掺入会削弱沥青混合料的低温断裂性能;采用有限元模型得到的断裂参数与室内试验结果一致;相比于集料同分布模型,集料随机分布模型各评价指标的变异性系数整体更大,表明集料分布状态对开裂结果有一定影响;当计算样本足够多时,这两类模型获得的抗裂参数变化规律一致,可有效评价再生沥青混合料断裂性能。 展开更多

关键词 再生沥青混合料 应力强度因子 断裂能 抗裂指数 内聚力模型

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基于DIC及CPG技术的热冷循环后花岗岩Ⅰ型断裂特性 被引量：2

3

作者 吴秋红 夏宇浩 +3 位作者 赵延林 翁磊 王世鸣 冯淦 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期3102-3117,共16页

深部储层岩石的热力学特性,尤其是循环热冷作用下损伤破坏特性,对于增强型地热系统井壁稳定性分析及地热开采效率评估具有重要意义。针对中心直裂纹半圆盘(NSCB)花岗岩试样,首先进行不同热冷循环处理(加热温度400℃,最高循环次数13次),... 深部储层岩石的热力学特性,尤其是循环热冷作用下损伤破坏特性,对于增强型地热系统井壁稳定性分析及地热开采效率评估具有重要意义。针对中心直裂纹半圆盘(NSCB)花岗岩试样,首先进行不同热冷循环处理(加热温度400℃,最高循环次数13次),然后开展3点弯Ⅰ型断裂韧度特性试验。基于裂纹扩展计(CPG)和数字图像相关(DIC)测试技术,研究了热冷循环作用下花岗岩Ⅰ型断裂韧度、断裂过程区(FPZ)、裂纹扩展速率及断裂轮廓特征的影响规律。试验结果表明:当热冷循环次数达到10次以上,花岗岩试样脆性明显减弱,而峰前软化特性和峰后延性增强;花岗岩的断裂过程区由裂缝尖端开始逐步孕育,断裂过程区长度随荷载增大呈先增大后减小的趋势,Ⅰ型断裂韧度、最大断裂过程区长度及裂纹平均扩展速度随热冷循环次数增大而指数减小,Ⅰ型断裂面随热冷循环次数增大越来越不平整。最后,基于X-ray衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等微观测试技术,研究了热冷循环作用对花岗岩矿物成分及微观结构的影响规律,结果表明花岗岩4种矿物成分的峰值衍射强度及矿物质量分数均随热冷循环次数增大而降低,而微裂纹大小及数量随热冷循环次数增大而增大。热冷循环作用下花岗岩的损伤劣化机理包含了多次高温热损伤、水冷冲击及水弱化等3方面的联合作用结果。 展开更多

关键词 热冷循环 断裂韧度 断裂过程区 裂纹扩展速度 裂纹扩展计(CPG)技术 数字图像相关(DIC)技术

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无烟煤断裂韧度与断裂过程区各向异性试验研究

4

作者 龚爽 赵毅鑫 +3 位作者 张寒松 周永恒 赵灿鑫 王文 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3399-3424,共26页

为了测定原生层理构造引起各向异性对无烟煤断裂韧度和断裂过程区(FPZ)孕育特性的影响,在MTS液压伺服试验系统上对不同层理倾角直切槽半圆弯曲(NSCB)无烟煤试样进行了I型三点弯曲加载试验。结合数字图像相关法(DICM)和声发射(AE)定位技... 为了测定原生层理构造引起各向异性对无烟煤断裂韧度和断裂过程区(FPZ)孕育特性的影响,在MTS液压伺服试验系统上对不同层理倾角直切槽半圆弯曲(NSCB)无烟煤试样进行了I型三点弯曲加载试验。结合数字图像相关法(DICM)和声发射(AE)定位技术研究了裂纹尖端FPZ孕育过程。同时,基于Irwin-Bazant模型、Strip-yield均匀牵引模型和Strip-yield线性牵引模型,对无烟煤样完全发育FPZ长度进行预测,并与试验结果进行了对比分析。探讨了各向异性无烟煤FPZ几何形态以及不同层理角度无烟煤FPZ孕育过程中剪切和拉伸变形时序特征。结果表明:无烟煤的峰值载荷、峰值位移和断裂韧度均随层理倾角的增加而增大;与0°层理角度煤样相比,层理角度为22.5°、45.0°、67.5°和90.0°的煤样平均断裂韧度分别增大了6.76%、86.82%、85.47%和134.46%。Irwin-Bazant模型和Strip-yield均匀牵引模型预测的不同层理角度试样FPZ长度比试验值更短,而Strip-yield线性牵引模型预测值普遍高于试验值,Strip-yield均匀牵引模型对无烟煤FPZ长度预测与试验值最为接近。表明无烟煤试样裂纹尖端黏聚力分布形态更加趋于均匀。无烟煤试样FPZ长度(L)与断裂韧度(KIC)和抗拉强度(σt)比值的平方成正比:L∝(KIC/σt)2。裂纹尖端变形以拉伸为主,剪切为辅,拉伸变形起始时刻的范围分布于峰值载荷的27.71%~57.26%,剪切变形起始时刻的范围分布于峰值载荷的72.88%~92.40%,裂纹尖端的拉伸变形发生时刻优先于剪切变形。层理角度为0°和45°试样各环向测量线上的应变场分布呈类似洋葱切面纹理分布,而90°试样的最大主应变监测值在大部分测量角度呈波动无序分布。无烟煤试样FPZ尖端各方向发散测线上,应变增加梯度并不相同。 展开更多

关键词 无烟煤 断裂韧度 断裂过程区 裂纹扩展 各向异性

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含内聚裂纹弹性体的能量释放率与断裂能

5

作者 安蕊梅 侯永康 +1 位作者 李云峰 段树金 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第3期295-302,共8页

根据内聚裂纹模型,含裂纹的弹性体在裂纹尖端附近存在一内聚区,内聚区断裂参数表达是其核心研究内容.该文假定弹性平板直线裂纹尖端存在一带状内聚区,并由一条虚拟线裂纹代替,其张开位移与内聚力存在确定的非线性函数关系.以Ⅰ型边裂纹... 根据内聚裂纹模型,含裂纹的弹性体在裂纹尖端附近存在一内聚区,内聚区断裂参数表达是其核心研究内容.该文假定弹性平板直线裂纹尖端存在一带状内聚区,并由一条虚拟线裂纹代替,其张开位移与内聚力存在确定的非线性函数关系.以Ⅰ型边裂纹为例,导出了满足虚拟裂纹条件的解析解;在此基础上给出了物理裂纹尖端扩展的能量释放率Ga、内聚裂纹尖端扩展的能量释放率Gb的计算公式;讨论了Gb,J积分和断裂能GF之间的关系;从理论上证明了临界能量释放率Gbc就是断裂能GF,Gbc可以作为含内聚区材料裂纹失稳扩展的断裂参数.提出的方法适用于所有含Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型内聚裂纹的弹性体. 展开更多

关键词 内聚区 虚拟裂纹 能量释放率 J积分 断裂能

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混凝土三点弯曲梁随机骨料模型的开裂模拟

6

作者 王青原 许颖 钱胜 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1037-1046,共10页

在试验表征及工程实践中,仿真可以准确反映裂缝的发展规律.采用内聚力模型来研究混凝土梁三点弯曲试验的宏观力学性能和细观开裂损伤破坏行为.在三点弯曲试验中的受力破坏的全过程研究中,对I型断裂能、II型断裂能、抗剪强度、抗拉强度... 在试验表征及工程实践中,仿真可以准确反映裂缝的发展规律.采用内聚力模型来研究混凝土梁三点弯曲试验的宏观力学性能和细观开裂损伤破坏行为.在三点弯曲试验中的受力破坏的全过程研究中,对I型断裂能、II型断裂能、抗剪强度、抗拉强度及弹性模量(刚度)这5个控制单元开裂的关键参数进行了反演研究.通过宏观力学性能和细观开裂的试验结果,对一组试件的试验结果与参数化模型结果进行逆推分析,得到了控制因素在模拟中适用的参数范围.然后结合不同配合比试件的骨料定量化信息,对3个骨料面积不同的模型,应用已得到的参数范围中值来模拟获得裂缝扩展的定量结果,并对照模拟与试验的力学性能和裂缝量化结果验证参数范围的准确性. 展开更多

关键词 内聚力模型 断裂参数 三点弯曲试验 裂缝扩展 细观尺度

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大体积混凝土等效裂纹断裂模型研究 被引量：24

7

作者 黄达海 宋玉普 吴智敏 《计算力学学报》 CAS CSCD 2000年第3期293-300,共8页

根据大比尺混凝土紧凑拉伸与楔入劈拉试验成果 ,将裂纹在稳定扩展中断裂过程区应力分布与相应的变形 (张开度ω )联系起来 ,通过“归一化”处理 ,得到了大体积混凝土断裂过程区长度的解析表达式 ,建立了大体积混凝土 型断裂破坏的等效... 根据大比尺混凝土紧凑拉伸与楔入劈拉试验成果 ,将裂纹在稳定扩展中断裂过程区应力分布与相应的变形 (张开度ω )联系起来 ,通过“归一化”处理 ,得到了大体积混凝土断裂过程区长度的解析表达式 ,建立了大体积混凝土 型断裂破坏的等效裂纹断裂模型。 展开更多

关键词 断裂过程区 等效裂纹断裂模型 大体积混凝土

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混凝土结构裂缝扩展的双G准则 被引量：34

8

作者 赵艳华 徐世烺 吴智敏 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第10期13-18,51,91,共8页

断裂力学基本上有两种分析裂缝稳定性的方法 :应力强度因子法和能量法。在混凝土断裂性能的描述上两者应该是等效的。针对目前大多数混凝土断裂模型以应力强度因子型的断裂韧度作为判定准则 ,本文尝试从能量的角度出发 ,结合线弹性断裂... 断裂力学基本上有两种分析裂缝稳定性的方法 :应力强度因子法和能量法。在混凝土断裂性能的描述上两者应该是等效的。针对目前大多数混凝土断裂模型以应力强度因子型的断裂韧度作为判定准则 ,本文尝试从能量的角度出发 ,结合线弹性断裂力学和虚拟裂缝区上的黏聚力分布 ,以能量释放率G作为断裂性能判定参数 ,建立了混凝土结构裂缝扩展的双G准则。与双K断裂参数相对应 ,双G准则引入了两个重要的裂缝扩展判定参量 :起裂断裂韧度GiniIc 和失稳断裂韧度GunIc 。其中 ,起裂断裂韧度GiniIc 对应于起裂荷载Pini和初始裂缝长度a0 ;失稳断裂韧度GunIc 对应于极值荷载Pmax和临界有效裂缝长度ac。根据线性渐进叠加假定 ,可以把 (Pini,a0 )和(Pmax,ac)代入线弹性断裂力学相对应的公式直接求得GiniIc 和GunIc 。考虑到起裂荷载Pini的不易确定性 ,本文引入黏聚力分布引起的能量损耗GcIc,通过三者GiniIc 、GunIc 和GcIc的关系 ,给出了起裂断裂韧度GiniIc 和失稳断裂韧度GunIc的适用计算公式 ,并通过三点弯曲梁实验得到了验证。 展开更多

关键词 断裂力学 混凝土 双K准则 应力强度因子 能量释放率 黏聚力 三点弯曲梁 虚拟裂缝区

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颗粒尺寸对岩石抗拉强度和断裂韧度影响的数值模拟 被引量：4

9

作者 于淼 朱万成 +1 位作者 于永军 于庆磊 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期864-868,共5页

选取三种粒径(平均尺寸1.02,2.12,3 mm)花岗岩试样,利用自主开发的岩石破裂过程数值计算软件(RFPA-DIP细观版),进行带缺口试样三点弯曲试验.利用虚裂纹模型描述岩石试样达到峰值载荷前的断裂过程区,引入双线性应力分布模型,将试样内部... 选取三种粒径(平均尺寸1.02,2.12,3 mm)花岗岩试样,利用自主开发的岩石破裂过程数值计算软件(RFPA-DIP细观版),进行带缺口试样三点弯曲试验.利用虚裂纹模型描述岩石试样达到峰值载荷前的断裂过程区,引入双线性应力分布模型,将试样内部平均颗粒尺寸与虚裂纹模型建立起联系,通过数值模拟可分别计算出不同颗粒尺寸花岗岩的抗拉强度和断裂韧度.通过引入分形维数概念来表达不同颗粒尺寸花岗岩试样内部颗粒分布的特征,得到结论:颗粒尺寸与分维值呈反比例关系,分维值较小的花岗岩试样其抗拉强度和断裂韧度相对较小. 展开更多

关键词 颗粒尺寸 断裂韧度 抗拉强度 虚裂纹模型 三点弯曲试验

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混凝土断裂韧度及临界裂缝尖端张开位移——基于虚拟裂缝模型的分析 被引量：10

10

作者 吴智敏 徐世烺 王金来 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2002年第1期29-34,共6页

将虚拟裂缝模型与线弹性断裂力学相结合 ,利用楔入劈拉试件在实验中测得的最大荷载Pmax及对应的裂缝口张开位移CMODc,求得了混凝土裂缝亚临界扩展量Δac 的解析解 ,据此计算了最大尺寸为 12 0 0mm× 12 0 0mm× 2 0 0mm的楔入... 将虚拟裂缝模型与线弹性断裂力学相结合 ,利用楔入劈拉试件在实验中测得的最大荷载Pmax及对应的裂缝口张开位移CMODc,求得了混凝土裂缝亚临界扩展量Δac 的解析解 ,据此计算了最大尺寸为 12 0 0mm× 12 0 0mm× 2 0 0mm的楔入劈拉混凝土试件的起裂断裂韧度KsIc、失稳断裂韧度KeIc及临界裂缝尖端张开位移CTODc 研究结果表明 ,随着试件尺寸的增加 ,Δac 增大 ,但其增长幅度明显减小 ;而KsIc、KeIc、CTODc 却是与试件尺寸无关的断裂参数 因此 ,双K断裂准则可很好地描述混凝土裂缝的起裂。 展开更多

关键词 混凝土 断裂韧度 虚拟裂缝模型

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冻土破坏过程的微裂纹损伤区的计算分析 被引量：8

11

作者 李洪升 刘增利 张小鹏 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期696-700,共5页

对冻土破坏过程进行了试验研究,冻土破坏的过程是微裂纹损伤与临界串接的演化过程,确认了冻土微裂纹损伤区的存在,并分别用莫尔准则和最大拉应力准则建立了微裂纹损伤区计算模式。将微裂纹损伤区按缺陷处理并简化为当量裂纹,进行了裂纹... 对冻土破坏过程进行了试验研究,冻土破坏的过程是微裂纹损伤与临界串接的演化过程,确认了冻土微裂纹损伤区的存在,并分别用莫尔准则和最大拉应力准则建立了微裂纹损伤区计算模式。将微裂纹损伤区按缺陷处理并简化为当量裂纹,进行了裂纹尺寸的定量计算,结果表明其尺寸与冻土中初始裂纹尺寸相当,将计算结果与观测结果相比较,误差不超过10%。 展开更多

关键词 冻土破坏过程 微裂纹损伤区 计算分析 当量裂纹

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考虑断裂过程区的混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型断裂判据研究 被引量：3

12

作者 邓爱民 徐道远 朱为玄 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1674-1677,共4页

根据以前的混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型断裂实验资料,同时采用数值模拟实验的方法,基于双K断裂准则,分别计算了混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型断裂试件失稳断裂破坏时,断裂过程区影响的临界有效裂缝长度ac及应力强度因子KⅠ、KⅡ。根据分析计算结果,建立了考... 根据以前的混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型断裂实验资料,同时采用数值模拟实验的方法,基于双K断裂准则,分别计算了混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型断裂试件失稳断裂破坏时,断裂过程区影响的临界有效裂缝长度ac及应力强度因子KⅠ、KⅡ。根据分析计算结果,建立了考虑断裂过程区的新的Ⅰ-Ⅱ复合型断裂K判据,并与课题组以前的K判据作了分析比较。 展开更多

关键词 断裂过程区 临界有效裂缝长度 断裂判据

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用损伤法计算混凝土断裂过程区的等效缝长 被引量：1

13

作者 王跃锋 王向东 +1 位作者 华曦 刘梦和 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2013年第2期210-213,共4页

在混凝土结构宏观裂缝前缘存在一定范围的断裂过程区,若考虑其影响,则裂缝失稳扩展的临界缝长已不再是初始缝长a0,而是最大荷载对应的等效临界缝长ac,即ac=a0+Δae,其中Δae是断裂过程区的等效裂缝长度。损伤力学认为混凝土从开始受力... 在混凝土结构宏观裂缝前缘存在一定范围的断裂过程区,若考虑其影响,则裂缝失稳扩展的临界缝长已不再是初始缝长a0,而是最大荷载对应的等效临界缝长ac,即ac=a0+Δae,其中Δae是断裂过程区的等效裂缝长度。损伤力学认为混凝土从开始受力到最终破坏的整个过程就是一个损伤产生、积累、发展的过程。在计算断裂过程区等效缝长时,应考虑混凝土初始损伤及σ-ε曲线上升段对计算结果的影响。本文运用灰色理论计算了楔入劈拉实验试件的初始损伤D0和损伤阈值Df,并基于虚拟裂缝模型原理,运用损伤力学理论,对初始裂缝为a0的混凝土楔入劈拉试件进行研究,推导得到了断裂过程区的等效缝长Δae及对应的损伤度。 展开更多

关键词 混凝土损伤模型 断裂过程区 虚拟裂缝模型 等效缝长

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混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型拉剪断裂试验研究 被引量：2

14

作者 邓爱民 徐道远 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期428-432,共5页

通过混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型拉剪断裂试验设计及成果分析,基于双K断裂准则,分别计算了混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型拉剪断裂试件失稳断裂破坏时考虑断裂过程区影响的临界有效裂缝长度ac及其对应的应力强度因子KⅠ和KⅡ,建立了考虑断裂过程区影响的混凝... 通过混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型拉剪断裂试验设计及成果分析,基于双K断裂准则,分别计算了混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型拉剪断裂试件失稳断裂破坏时考虑断裂过程区影响的临界有效裂缝长度ac及其对应的应力强度因子KⅠ和KⅡ,建立了考虑断裂过程区影响的混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型拉剪断裂判据,并用二次抛物线拟合了其临界曲线.与不考虑断裂过程区影响的判据临界曲线相比,考虑断裂过程区的影响,可提高裂缝稳定性计算的安全度,降低材料抗裂性能的要求. 展开更多

关键词 混凝土 断裂试验 断裂过程区 临界有效裂缝长度 断裂判据 临界曲线

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X80管线钢动态断裂分析的落锤撕裂实验与有限元模拟 被引量：1

15

作者 任中俊 万玲 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期809-814,948,共6页

已有的不同类型落锤撕裂实验数据表明,高钢级管线钢的单位断裂能和裂尖张开角依赖于断裂速度。本文进一步确定了其依赖关系是由断裂韧性而非试件几何差异所引起,并且定量分析了基于断裂准则所定义的断裂韧性与断裂速度之间的关系。利用... 已有的不同类型落锤撕裂实验数据表明,高钢级管线钢的单位断裂能和裂尖张开角依赖于断裂速度。本文进一步确定了其依赖关系是由断裂韧性而非试件几何差异所引起,并且定量分析了基于断裂准则所定义的断裂韧性与断裂速度之间的关系。利用所提出的黏结本构法则分别对X80管线钢标准试件和修正试件的落锤撕裂实验进行了三维有限元模拟,并将有限元结果与实验结果进行了对比。结果表明:有限元计算的加载曲线、断裂速度、裂尖张开角与对应的实验结果吻合较好,故本文提出的黏结本构法则能较好地应用于X80管线钢的动态断裂分析;标准试件的断裂韧性高于修正试件的断裂韧性,而标准试件的断裂速度则低于修正试件的断裂速度;七次有限元计算结果都表明断裂韧性随稳态断裂速度的增大而减小,且二者的关系可以由本文提出的自然指数函数进行描述。 展开更多

关键词 黏结区模型 落锤撕裂实验 断裂速度 裂尖张开角

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带缺陷流变性材料裂尖断裂过程区的热力学性和电磁性 被引量：5

16

作者 袁龙蔚 《湘潭大学自然科学学报》 CAS CSCD 1997年第3期29-37,共9页

带缺陷流变性材料破坏过程中显现出热致磁效应的实验结果表明：在材料破坏的过程中，由于内部温度梯度的存在，导致裂尖断裂过程区具有热致磁效应．可见，热传导方程应包括电磁场的贡献．这种情况意味着断裂过程区内的磁感应场变化，不... 带缺陷流变性材料破坏过程中显现出热致磁效应的实验结果表明：在材料破坏的过程中，由于内部温度梯度的存在，导致裂尖断裂过程区具有热致磁效应．可见，热传导方程应包括电磁场的贡献．这种情况意味着断裂过程区内的磁感应场变化，不是由磁通量守恒律的局部化剩余产生，而是本构关系的直接结果，它显示为非局部效应，并参与能量耗散，因此，材料的破坏过程不是纯粹的力学过程．本文应用线性算子谱论建立了条带型断裂过程区的流变场方程并讨论了其热力学关系．最后，以对于Galilei不变式是协变的Lorentz不变式方程分析了裂尖断裂过程区的电磁场特性．本文的成果将有利于金属基复合材料、导电聚合物、定向纳米材料等新型材料的设计和制造以及有关结构物的失效分析． 展开更多

关键词 裂尖断裂过程区 流变性材料 热力学性 电磁性

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混凝土开裂过程扩展有限元数值模拟 被引量：9

17

作者 张晓东 任旭春 《公路交通技术》 2010年第3期81-85,共5页

介绍用扩展有限元法结合虚拟裂缝模型对混凝土结构进行开裂过程数值模拟的实现方法。对单向拉伸混凝土板和三点弯曲混凝土梁进行开裂过程模拟,重点考察初始裂纹长度、混凝土断裂能对混凝土板和梁开裂特性的影响。计算结果显示,以上参数... 介绍用扩展有限元法结合虚拟裂缝模型对混凝土结构进行开裂过程数值模拟的实现方法。对单向拉伸混凝土板和三点弯曲混凝土梁进行开裂过程模拟,重点考察初始裂纹长度、混凝土断裂能对混凝土板和梁开裂特性的影响。计算结果显示,以上参数对混凝土板和梁的开裂特性都有明显影响。 展开更多

关键词 扩展有限元法(XFEM) 虚拟裂缝模型 混凝土开裂过程

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混凝土劈裂试件断裂过程的数值模拟 被引量：4

18

作者 赵新安 段树金 《石家庄铁道学院学报》 2003年第3期48-52,共5页

将Duan-Nakagawa模型解析得到的断裂过程区上的应力和位移场转化为节点上的无体积、无长度的虚拟弹簧代替拉应变软化曲线,对混凝土劈裂试件的断裂过程进行有限元数值分析。在算例中,把裂纹尖端张开位移与材料的极限抗拉强度作为控制裂... 将Duan-Nakagawa模型解析得到的断裂过程区上的应力和位移场转化为节点上的无体积、无长度的虚拟弹簧代替拉应变软化曲线,对混凝土劈裂试件的断裂过程进行有限元数值分析。在算例中,把裂纹尖端张开位移与材料的极限抗拉强度作为控制裂纹扩展过程的参数,模拟了混凝土劈裂试件起裂、扩展、破坏的全过程,与试验结果吻合良好。 展开更多

关键词 混凝土劈裂试件 断裂过程 数值模拟 有限元分析 应力 位移场 Duan—Nakagawa模型 抗拉强度 虚裂纹模型

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纤维增强混凝土断裂过程区试验研究 被引量：4

19

作者 武艳霞 《华北工学院学报》 CAS 2000年第3期214-217,共4页

目的　研究纤维增强混凝土的韧性 .方法　利用激光散斑法对混凝土及纤维增强混凝土切口梁的断裂过程区进行了研究 .结果　对失稳断裂前微裂纹发展的全过程进行了跟踪测量 ,并得到了载荷与裂纹尖端张开位移 P-d CTO曲线 .结论　断裂过程... 目的　研究纤维增强混凝土的韧性 .方法　利用激光散斑法对混凝土及纤维增强混凝土切口梁的断裂过程区进行了研究 .结果　对失稳断裂前微裂纹发展的全过程进行了跟踪测量 ,并得到了载荷与裂纹尖端张开位移 P-d CTO曲线 .结论　断裂过程区呈不规则狭长带状形 ,且混凝土中加入纤维后微裂纹区的扩展受到限制 ,使主裂纹的亚临界扩展长度、临界裂纹尖端张开位移增加 。 展开更多

关键词 纤维增强混凝土 断裂过程区 激光散斑法

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宏微观双尺度运动裂纹模型面内拉伸下的解析解 被引量：1

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作者 唐雪松 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期100-108,共9页

研究裂纹动态扩展中宏微观因素相互作用机制与微观裂尖区的钝化效应。平面拉伸状态下,宏观主裂纹以恒定速度运动。通过一个介观约束应力过渡区,将宏观主裂纹与微观裂尖区相连接,由此建立了一个宏微观双尺度运动裂纹模型。应用弹性动力... 研究裂纹动态扩展中宏微观因素相互作用机制与微观裂尖区的钝化效应。平面拉伸状态下,宏观主裂纹以恒定速度运动。通过一个介观约束应力过渡区,将宏观主裂纹与微观裂尖区相连接,由此建立了一个宏微观双尺度运动裂纹模型。应用弹性动力学与复变函数理论,分别在宏观与微观尺度下对该模型进行解析求解,获得了解析解。通过裂纹张开位移从宏观到微观的连续性条件与宏微观应力场协调条件,将两个不同尺度下的解相耦合,获得了计算宏微观损伤区特征长度的显式表达式。研究表明,运动裂纹的宏观应力场仍具有通常的r-1/2的奇异性。由于微观裂尖的钝化,微观应力场奇异性的阶次有所降低,与宏观应力场相比具有弱奇异性。双尺度运动裂纹模型中,可允许裂纹运动速度达到剪切波速,解除了经典运动裂纹理论中裂纹速度不能超过Rayleigh波速的限制。数值结果表明,介观损伤过渡区与裂尖微观损伤区尺寸,及裂纹张开位移等,与裂纹运动速度、材料性质、约束应力比、裂尖钝化角度等因素有关。 展开更多

关键词 运动裂纹 弹性动力学 介观断裂力学 约束应力区 双尺度裂纹模型

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