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花岗岩动三轴抗压强度的裂纹模型研究(Ⅱ):应用 被引量:17
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作者 李海波 赵坚 +2 位作者 李廷芥 高建光 李俊如 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期329-333,共5页
根据压缩载荷作用下的滑移型裂纹模型,结合裂纹的动态断裂准则,模拟了花岗岩在应变速率从10-4~100s-1以及围压为20,50,80MPa时的强度特性。结果表明,模拟结果与实验结果基本一致。还探讨性地从裂纹扩展和聚合特性入手揭示岩石材料强度... 根据压缩载荷作用下的滑移型裂纹模型,结合裂纹的动态断裂准则,模拟了花岗岩在应变速率从10-4~100s-1以及围压为20,50,80MPa时的强度特性。结果表明,模拟结果与实验结果基本一致。还探讨性地从裂纹扩展和聚合特性入手揭示岩石材料强度随应变速率以及围压变化的机理。 展开更多
关键词 裂纹模型 花岗岩 动三轴抗压强度
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花岗岩动三轴抗压强度的裂纹模型研究(I):理论基础 被引量:12
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作者 李海波 赵坚 +2 位作者 李俊如 高建光 刘金勇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期75-80,共6页
简要地介绍了岩石材料在压应力作用下的裂纹模型。应用虚拟力方法(Pseudo-tractionmethod)考虑2阶虚拟力情形,求解裂纹组应力强度因子表达式,为岩石动三轴抗压强度的裂纹模型研究提供理论基础。
关键词 花岗岩 动三轴抗压强度 裂纹模型 理论基础
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基于内聚裂纹模型的高聚物粘结炸药模拟材料动态巴西实验的数值模拟 被引量:2
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作者 崔云霄 陈鹏万 +2 位作者 David A.Cendon 戴开达 钟方平 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1639-1645,共7页
高聚物粘结炸药(PBX)是战斗部的关键组成部分,其动态力学行为,特别是动态断裂特性关系到战斗部的安全性和使用可靠性。基于内聚裂纹模型,对PBX模拟材料(PBX-M)的动态巴西实验进行数值模拟,对比霍普金森杆实验中测得的拉伸应力曲线,以及... 高聚物粘结炸药(PBX)是战斗部的关键组成部分,其动态力学行为,特别是动态断裂特性关系到战斗部的安全性和使用可靠性。基于内聚裂纹模型,对PBX模拟材料(PBX-M)的动态巴西实验进行数值模拟,对比霍普金森杆实验中测得的拉伸应力曲线,以及高速摄像结合数字图像相关方法得到的试样表面位移场和应变场。对比结果发现,拉伸应力峰值的数值模拟结果比实验结果小约5%,拉应变集中带的数值模拟结果与实验结果的偏差小于15%,验证了内聚裂纹模型的有效性。根据数值模拟结果,探讨了PBX-M试样在动态巴西实验过程中的起裂和裂纹扩展规律,给出了裂纹宽度的定量化信息。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 内聚裂纹模型 动态巴西实验 高聚物粘结炸药 数字图像相关方法
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混凝土类材料翼型裂纹模型及RFPA数值模拟验证 被引量:4
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作者 卢玉斌 朱万成 《混凝土》 CAS CSCD 北大核心 2013年第11期32-36,共5页
翼型裂纹模型被广泛应用于混凝土类材料压剪断裂分析及损伤分析。针对较为典型的6种翼型裂纹应力强度因子计算模型,综合考虑主裂面方位、翼型裂纹方位、侧向围压及翼型裂纹当量长度的影响,对各计算模型进行了系统的对比分析;利用岩石破... 翼型裂纹模型被广泛应用于混凝土类材料压剪断裂分析及损伤分析。针对较为典型的6种翼型裂纹应力强度因子计算模型,综合考虑主裂面方位、翼型裂纹方位、侧向围压及翼型裂纹当量长度的影响,对各计算模型进行了系统的对比分析;利用岩石破裂过程分析系统(RFPA)软件,进行了混凝土含中心预置裂纹的平板在轴向压缩荷载和不同侧向围压作用下破裂过程的数值模拟。数值模拟再现了不同侧向围压水平下平板试样所表现出不同的破裂模式以及主裂纹的扩展过程,得到的破裂模式结果与翼型裂纹模型预测结果十分吻合。最后综合得到一些有益的结论和建议,可为选用翼型裂纹计算模型进行脆性材料压剪断裂和损伤分析提供参考。 展开更多
关键词 岩石力学 翼型裂纹模型 应力强度因子 混凝土类材料 数值模拟
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粘弹性统计裂纹模型的炸药安全性分析 被引量:2
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作者 严涵 于艳春 +1 位作者 陈卫东 路胜卓 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期495-500,共6页
为更好的模拟炸药装药在发射环境下的安全性问题,本文基于粘弹性统计裂纹模型,结合JWL状态方程,采用有限体积法自编程序计算了炸药在模拟的弹底压力作用下内部的应力和温度的变化情况,及在不断增大的弹底压力加载下炸药的起爆情况,确定... 为更好的模拟炸药装药在发射环境下的安全性问题,本文基于粘弹性统计裂纹模型,结合JWL状态方程,采用有限体积法自编程序计算了炸药在模拟的弹底压力作用下内部的应力和温度的变化情况,及在不断增大的弹底压力加载下炸药的起爆情况,确定了起爆的临界弹底压力,并初步估算了炸药的点火温度。计算表明:由于考虑了炸药内部的裂纹,炸药模型在弹底压力的加载下会产生裂纹损伤功,使炸药整体温度升高;炸药内部的应力变化与弹底压力的变化趋势基本一致,说明计算结果是可信的;炸药模型不变,不断的增大弹底压力,在初始压力为0. 505 MPa,峰值压力为1. 635 GPa的弹底压力作用下,在反应17 ms左右时温度突然急剧增大,说明炸药发生了点火反应,从而确定了该弹底压力为炸药起爆的临界弹底压力,并初步估算了炸药的点火温度在700~800 K。研究结果表明:本文提出的算法初步确定了炸药点火的临界弹底压力,并初步估算了炸药的点火温度:可为炸药的安全性评估提供参考。 展开更多
关键词 爆炸力学 粘弹性统计裂纹模型 有限体积法 炸药装药 弹底压力 点火反应
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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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基于旋转裂纹模型的混凝土承载能力精确算法
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作者 张玲 施传清 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2010年第4期704-708,共5页
目的研究混凝土旋转裂纹模型在有限单元法计算承载能力理论中的应用,提出计算开裂后混凝土承载能力的精确方法.方法将拉伸软化曲线以折线代替,采用由位移增量控制施加荷载的迭代方法.当位移增量的终点越过折线近似的拉伸软化曲线的转折... 目的研究混凝土旋转裂纹模型在有限单元法计算承载能力理论中的应用,提出计算开裂后混凝土承载能力的精确方法.方法将拉伸软化曲线以折线代替,采用由位移增量控制施加荷载的迭代方法.当位移增量的终点越过折线近似的拉伸软化曲线的转折点时,通过控制位移增量大小的方法,使位移增量的终点落在转折点上,下步迭代过程的新的刚度矩阵以新的折线的斜率为基础进行计算.结果采用高次等参单元求解混凝土破坏过程,其位移和应力可以得到较高精度.结论可以减少迭代步骤、提高混凝土开裂后承载能力的计算精度.对于不同工况,具有良好的适应性. 展开更多
关键词 旋转裂纹模型 拉伸软化曲线 迭代 位移增量 混凝土
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基于内聚裂纹模型的高聚物粘结炸药模拟材料动态断裂行为研究 被引量:1
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作者 崔云霄 陈鹏万 +2 位作者 郭保桥 David A.Cendón 周忠彬 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2379-2385,共7页
对某高聚物粘结炸药(PBX)模拟材料的动态拉伸断裂行为进行研究。针对该材料开展了基于霍普金森压杆的动态带预制裂纹半圆盘弯曲实验,并结合高速摄像与数字图像相关方法,得到了试样动态破坏过程中的位移场和应变场。基于内聚裂纹模型,对... 对某高聚物粘结炸药(PBX)模拟材料的动态拉伸断裂行为进行研究。针对该材料开展了基于霍普金森压杆的动态带预制裂纹半圆盘弯曲实验,并结合高速摄像与数字图像相关方法,得到了试样动态破坏过程中的位移场和应变场。基于内聚裂纹模型,对其动态拉伸破坏过程进行了数值模拟。数值模拟与实验结果进行对比后发现,拉伸应力曲线、试样破坏前后变形场等结果符合较好。根据数值模拟结果,分析了PBX试样在动态预制裂纹半圆盘弯曲实验过程中的裂纹扩展演化规律,得到裂纹宽度比实验结果偏小约15%的结论。 展开更多
关键词 爆炸力学 内聚裂纹模型 半圆盘弯曲实验 高聚物粘结炸药 数字图像相关方法
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混凝土虛裂紋模型的数值模拟与计算规律的研究 被引量:1
9
作者 翟奇愚 张伟 《华北水利水电学院学报》 1989年第2期9-18,共10页
本文采用虚裂纹模型(FCM)对三点弯曲梁的裂缝开裂过程及规律进行了研究。结果表明:对几何相似的梁,当选取的FCM计算参数保持关系H_1/I_(ch1)=H_2/L_(ch2),时,则由此计算的梁的P~δ曲线也相似。这样,G_c/G_F(或K_c(EG_F)^(1/2))和△α_... 本文采用虚裂纹模型(FCM)对三点弯曲梁的裂缝开裂过程及规律进行了研究。结果表明:对几何相似的梁,当选取的FCM计算参数保持关系H_1/I_(ch1)=H_2/L_(ch2),时,则由此计算的梁的P~δ曲线也相似。这样,G_c/G_F(或K_c(EG_F)^(1/2))和△α_1/H将仅是变量H/L_(ch)的函数。通过计算表明,随着H/L(ch)值的增加,G_c/G_F的值趋于1和△α_1/H的值趋于σ。分析还表明,时任意两条形状相似的软化曲线,通过它们计算几何相似的三点弯曲梁时所得到的梁的P~δ曲线仍相似。 展开更多
关键词 裂纹模型 断裂能 裂纹扩展
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基于黏聚裂纹模型的混凝土断裂过程扩展有限元法模拟 被引量:4
10
作者 伍江飞 《水利水电技术》 北大核心 2019年第4期205-211,共7页
为了解决混凝土材料的断裂问题,采用扩展有限元法结合黏聚裂纹模型对混凝土非线性断裂力学行为进行模拟。在黏聚裂纹模型中,裂纹附近应力场没有奇异性,因此,基于四结点四边形单元构造了一种新的黏聚裂纹模拟的扩展有限元位移模式,并采... 为了解决混凝土材料的断裂问题,采用扩展有限元法结合黏聚裂纹模型对混凝土非线性断裂力学行为进行模拟。在黏聚裂纹模型中,裂纹附近应力场没有奇异性,因此,基于四结点四边形单元构造了一种新的黏聚裂纹模拟的扩展有限元位移模式,并采用符号函数对所有的开裂单元(包括裂纹贯穿单元和裂尖单元)进行加强。采用类似于"弧长法"的方案求解非线性控制方程。结果表明:该加强策略解决了裂尖单元裂纹两边应力不等的问题,其裂尖位置任意,且混合单元处理方便。通过数值模拟混凝土Ⅰ型和混合型断裂问题,将模拟结果与参考解及试验结果进行比较,误差均在5%以内,验证了该方法的可靠性。该方法采用统一的符号函数进行加强,编程更为方便。 展开更多
关键词 混凝土 扩展有限元法 黏聚裂纹模型 符号函数 裂纹扩展
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应用修正的虚裂纹模型研究混凝土结构的三维裂缝扩展
11
作者 翟奇愚 林皋 +1 位作者 尹双增 周晶 《计算结构力学及其应用》 CSCD 1992年第1期71-78,共8页
本文在虚裂纹模型中引入初裂强度因子的概念以研究混凝土结构的三维裂缝扩展。虚裂纹的扩展由裂纹尖端的初裂强度因子和虚裂纹所传递的软化应力共同控制。将软化应力分析曲线分段线性化进行模拟,这使问题得到很大程度的简化,同时又保证... 本文在虚裂纹模型中引入初裂强度因子的概念以研究混凝土结构的三维裂缝扩展。虚裂纹的扩展由裂纹尖端的初裂强度因子和虚裂纹所传递的软化应力共同控制。将软化应力分析曲线分段线性化进行模拟,这使问题得到很大程度的简化,同时又保证了解的必要精度。对所建立的有限元基本方程组建议了一次性的求解方法,可以不进行迭代,这既保持了解的稳定,又减轻了计算工作量。 展开更多
关键词 裂纹模型 裂缝扩展 混凝土结构
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耦合宏微观效应的约束应力区疲劳裂纹模型的求解与应用
12
作者 魏天添 唐雪松 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期611-617,共7页
用约束应力区描述材料损伤状态,建立耦合宏微观效应的跨尺度疲劳裂纹模型,可描述材料疲劳破坏从微观缺陷到宏观断裂的整个过程。约束应力的分布取决于材料的损伤状态。假定约束应力为线性分布,在远场均匀拉应力作用下,应用Muskhelishiv... 用约束应力区描述材料损伤状态,建立耦合宏微观效应的跨尺度疲劳裂纹模型,可描述材料疲劳破坏从微观缺陷到宏观断裂的整个过程。约束应力的分布取决于材料的损伤状态。假定约束应力为线性分布,在远场均匀拉应力作用下,应用Muskhelishivili方法,对跨尺度裂纹模型进行了解析求解,得到了裂纹张开位移与跨尺度应变能密度因子的解析解。以跨尺度应变能密度因子作为疲劳裂纹从微观到宏观扩展的控制参量,对疲劳破坏全过程进行了数值模拟计算。以LC4铝合金板为例,利用模型精确再现出不同疲劳荷载作用下的实验S-N曲线。由于模型考虑了微观因素的影响,疲劳实验数据的发散特性也精确再现出来。另外,通过数值计算,分析了微观效应对疲劳裂纹扩展行为的影响。 展开更多
关键词 S-N曲线 疲劳裂纹扩展 跨尺度裂纹模型 约束应力区 应变能密度因子 微观效应
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基于近场动力学理论的裂纹模型波场数值模拟及频散特性分析
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作者 左鹏飞 刘财 +1 位作者 郭智奇 冯晅 《吉林大学学报(地球科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1250-1261,共12页
近场动力学理论采用积分形式的运动方程,能够有效避免空间偏导数不存在的问题,在模拟不同材料发生裂纹扩展、断裂破坏等不连续问题方面有着广泛应用,但是对近场动力学理论中波的传播问题和频散特性研究较少。为了研究近场动力学理论中... 近场动力学理论采用积分形式的运动方程,能够有效避免空间偏导数不存在的问题,在模拟不同材料发生裂纹扩展、断裂破坏等不连续问题方面有着广泛应用,但是对近场动力学理论中波的传播问题和频散特性研究较少。为了研究近场动力学理论中应力波的传播规律,考虑平面应力情况,建立积分形式的运动方程,在均匀各向同性模型及含水平裂纹模型下进行了波场数值模拟,并与经典连续介质理论中的纵波和横波波场进行对比分析。基于常规态型近场动力学理论的运动方程,详细推导了一维和二维情况下的频散关系,并探讨了邻域内物质点数、邻域半径和形状参数等近场动力学参数对频散曲线的影响。在波场数值模拟中,线性近场动力学理论中固体与经典连续介质理论中线弹性介质的波场数值模拟结果具有良好的一致性,介质内裂纹的存在会阻碍波的传播;在频散特性分析中,所选邻域半径越小、形状参数越大,线性近场动力学理论中的频散特性越接近经典连续介质力学理论中的频散特性。 展开更多
关键词 常规态型近场动力学 线性近场动力学固体模型 裂纹模型 波的传播 数值模拟 频散分析
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风暴模型载荷下疲劳裂纹扩展模型研究
14
作者 蒋怡然 乐京霞 刘洪瑞 《船舶力学》 北大核心 2025年第8期1261-1270,共10页
风暴模型是一种用于描述船体结构在复杂海洋环境中所承受的随机波浪载荷的简化模型。为了考虑风暴模型载荷顺序及其相互作用的影响,本文基于Newman模型,结合Huang模型及改进后的McEvily模型中考虑载荷相互作用效应的思路,在有效应力强... 风暴模型是一种用于描述船体结构在复杂海洋环境中所承受的随机波浪载荷的简化模型。为了考虑风暴模型载荷顺序及其相互作用的影响,本文基于Newman模型,结合Huang模型及改进后的McEvily模型中考虑载荷相互作用效应的思路,在有效应力强度因子幅中引入超载系数,用以表征过载所导致的迟滞及过载-欠载后的加速现象,提出了一种改进后的Newman模型——NPhi模型。编写裂纹扩展模型程序,使用多级块载及风暴模型试验结果对裂纹扩展模型进行正确性验证并研究了超载系数的影响。根据国际船舶与海洋工程结构大会(ISSC)疲劳与断裂技术委员会的共同研究,通过与试验结果对比,发现NPhi模型相比其他典型裂纹扩展模型具有更好的预报能力,此外,合理的迟滞指数取值对预报结果是十分重要的。 展开更多
关键词 风暴模型 裂纹扩展模型 载荷相互作用效应 超载系数
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考虑刀尖圆弧半径的车削氟金云母陶瓷裂纹扩展模型研究
15
作者 李金昊 马廉洁 +1 位作者 李红双 贾婧 《工具技术》 北大核心 2025年第7期90-96,共7页
裂纹扩展机理是研究陶瓷材料去除和表面损伤的基础。为简化建模一般将刀具视为直刃刀具。但车削氟金云母陶瓷时,由于切削深度较小,即与刀尖圆弧半径处于同一量级,刀尖圆弧半径对裂纹形成的影响不能忽略。本文基于能量守恒原理与断裂力... 裂纹扩展机理是研究陶瓷材料去除和表面损伤的基础。为简化建模一般将刀具视为直刃刀具。但车削氟金云母陶瓷时,由于切削深度较小,即与刀尖圆弧半径处于同一量级,刀尖圆弧半径对裂纹形成的影响不能忽略。本文基于能量守恒原理与断裂力学理论建立考虑刀尖圆弧的二元裂纹扩展模型,分析切削速度、切削深度、进给量对裂纹长度与裂纹偏转角的影响。实验结果与理论值接近,模型的准确性得到验证。 展开更多
关键词 裂纹扩展模型 刀尖圆弧半径 裂纹长度 裂纹偏转角 氟金云母陶瓷
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航空发动机轮盘简化裂纹体建模
16
作者 李昀睿 唐雪鹤 +2 位作者 郭秩维 冯建文 胡绪腾 《航空发动机》 北大核心 2025年第1期103-110,共8页
为了满足航空发动机轮盘损伤容限设计评估方法发展的需求,开展了轮盘简化裂纹体建模方法研究。对轮盘盘心、辐板、螺栓孔等关键部位可能存在的表面裂纹、内部裂纹等典型裂纹类型,根据轮盘的几何特征和载荷条件,利用商业软件对轮盘及简... 为了满足航空发动机轮盘损伤容限设计评估方法发展的需求,开展了轮盘简化裂纹体建模方法研究。对轮盘盘心、辐板、螺栓孔等关键部位可能存在的表面裂纹、内部裂纹等典型裂纹类型,根据轮盘的几何特征和载荷条件,利用商业软件对轮盘及简化裂纹体模型进行裂纹扩展计算和对比分析,提出了基于轮盘不同部位特征和对应临界裂纹尺寸的简化裂纹体模型建立及选取原则。结果表明:采用规则的简化裂纹体模型代替轮盘构件进行裂纹扩展分析,所计算的应力强度因子和裂纹尺寸随循环数的变化曲线与实际轮盘计算结果均非常接近,临界裂纹尺寸计算差别在±10%以内,裂纹扩展寿命的计算差别在±5%以内。简化裂纹体模型相较于实际轮盘的裂纹扩展寿命计算结果略偏保守。 展开更多
关键词 轮盘 损伤容限设计 简化裂纹模型 临界裂纹尺寸 裂纹扩展寿命 航空发动机
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岩石破裂中多裂纹辐射模型 被引量:4
17
作者 郭子祺 郭自强 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1999年第S1期172-177,共6页
以往有关岩石破裂过程中产生的电磁辐射(EM)理论均建立在单裂纹模型之上,但实验表明,岩石破裂中存在着多裂纹同步扩展的现象,因而存在多裂纹同步扩展产生的电磁辐射。根据实验结果,提出了多裂纹同步扩展的简化辐射模型,计算了电磁辐射... 以往有关岩石破裂过程中产生的电磁辐射(EM)理论均建立在单裂纹模型之上,但实验表明,岩石破裂中存在着多裂纹同步扩展的现象,因而存在多裂纹同步扩展产生的电磁辐射。根据实验结果,提出了多裂纹同步扩展的简化辐射模型,计算了电磁辐射场的特性。结果表明,这种电磁辐射比单裂纹辐射场强振幅大N倍和具有更强的方向性,用实验测量值与该模型的计算值进行了比较,二者基本吻合。 展开更多
关键词 岩石破裂 电磁辐射 裂纹模型
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中心直裂纹Ⅰ型问题双参数模型的解析解
18
作者 段树金 赵新安 《华北水利水电学院学报》 2001年第3期75-78,共4页
基于虚裂纹模型的概念 ,导出了无限大板中心直裂纹在远场均匀拉应力作用下双参数模型的应力函数和位移函数 ,其解由线弹性断裂力学解、Dudale的解答和加权积分法导出的虚裂纹模型解所构成 。
关键词 中心直裂纹 双参数模型 裂纹模型 张开位移
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大体积混凝土等效裂纹断裂模型研究 被引量:24
19
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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大采高长壁工作面顶板垮落的裂纹板力学模型 被引量:5
20
作者 杨登峰 陈忠辉 +2 位作者 孙建伟 王利楠 高钦 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第A01期210-216,共7页
针对大采高长壁工作面顶板垮落在空间上具有局部、分段和迁移的特征,结合煤岩体地质特征,将长壁工作面顶板视为含有一定数量边裂纹的弹性薄板,利用弹性力学中的薄板理论建立了裂纹板力学模型.以周期来压过程中长壁工作面的来压规律为研... 针对大采高长壁工作面顶板垮落在空间上具有局部、分段和迁移的特征,结合煤岩体地质特征,将长壁工作面顶板视为含有一定数量边裂纹的弹性薄板,利用弹性力学中的薄板理论建立了裂纹板力学模型.以周期来压过程中长壁工作面的来压规律为研究对象,将弹性薄板在工作面推进过程中的破坏分为裂纹扩展、塑性铰失效和铰接板失稳三个阶段,利用断裂力学和弹塑性力学理论研究了各阶段顶板失稳的条件,求得了使裂纹开裂扩展的应力强度因子K1和裂纹的起裂荷载q的计算公式;得到了第二个阶段中造成塑性铰失效的极限荷载p*;通过分析薄板间的连接及破坏过程研究了第三个阶段铰接板的失稳过程.顶板破坏的三阶段力学分析方法合理地解释了工作面长度方向上顶板的来压特征;顶板第一次垮落完成后,由于应力转移,造成应力集中作用,使得长壁顶板未破断部分再次经历裂纹扩展、塑性铰失效、铰接板失稳这三个破坏过程;造成来压从破坏部位向两边迁移,形成了长壁工作面周期来压过程中矿压显现的迁移特征.研究结果从理论上解释了工作面长度方向上的顶板垮落及来压规律.并结合具体工作面监测信息对理论分析结果进行了验证. 展开更多
关键词 长壁工作面 大采高 裂纹模型 塑性铰
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