断裂行为

摘要： 以五元系Ti_(2)AlNb合金Ti-22Al-23Nb-1Mo-1Zr(原子分数/%)环锻件为研究对象,借助扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和力学性能检测设备,研究合金在不同固溶温度(850,880,900°C)+750°C时效处理工艺下的组织演变、拉伸性能及断裂行为。结果表明:固溶处理后,随固溶温度的增加,细片层O相易固溶于B2相基体中,粗片层O相逐渐粗化,O相体积分数下降;后经时效处理后,有少量细片层O相从B2相基体中析出,粗片层O相进一步粗化,O相体积分数趋于一致;合金强度随固溶温度增加呈下降趋势,而塑性呈上升趋势;拉伸断口形貌为典型解理和韧窝混合断裂的准解理特征,纵向断口存在微裂纹、滑移特征以及沿拉伸方向伸长的弯曲片层O相;位错在B2/O相界塞积,片层O相尺寸细小,能够有效减小位错滑移距离,使得合金强化作用较强。

摘要： 混凝土的宏观力学行为取决于材料组成及其性质。本文基于键基近场动力学理论建立了多相非均质性的混凝土细观尺度数值模型,研究了单轴拉伸作用下混凝土的宏观力学性能和断裂过程。通过改变粗骨料含量、砂浆强度、粗骨料强度以及界面过渡区强度对模型合理性进行了验证。结果表明:软化段之前的应力-应变曲线能够被很好重现,能准确描述混凝土在单轴拉伸作用下的力学性能和断裂过程;调整数值模型中各相材料的力学参数能够合理模拟出不同类型的混凝土在单轴拉伸作用下的断裂过程。

摘要： 本文采用光学显微镜对Q195b钢拉丝断裂试样进行微观和宏观检测,结合场发射扫描电子显微镜EBSD和能谱分析仪EDS检测分析断口试样的夹杂物分布特征,结果表明硅酸钙、氧化铝和硫化物等非金属夹杂物是导致Q195b钢拉丝断裂的主要原因。从脱氧工艺、中间包结构优化、保护浇注三个方面开展了工艺优化,提高了钢水洁净度,降低了Q195b拉丝断裂率。

摘要： 树木空洞可能会导致树木的死亡,同时,由于空洞树木抗风雪能力低,易在空洞处断裂,对人身和财物安全具有重大隐患。本研究通过软件Abaqus建立空心树干的三维模型进行有限元模拟分析,探索树干空洞的大小对树木强度和断裂破坏行为的影响。结果表明:1)树木发生弯曲和扭转破坏系数随载荷增加而增大,树干最外层的最大弯曲和扭转剪应力在断裂破坏前随载荷增加呈线性增加;2)当树干空洞发展到树干内外径比(α)为0.7时,随着空洞的继续增大其弯曲和扭转破坏系数会急剧增加,在α小于0.7时,弯曲和扭转破坏系数有一定的增加,但增加幅度较小;3)随着树干空洞造成内外径比的增加,树木发生扭转破坏的偏冠程度会逐渐降低。研究初步探明了树干空洞影响树木破坏行为和方式的力学机理,可为树木安全性评估提供一定的理论支持和依据。

摘要： 开展了ZrCuAlNi合金在高纯氩气氛围下的Taylor撞击断裂行为研究,借助高速摄像以及扫描电镜记录试件的断裂行为。ZrCuAlNi非晶合金由低速撞击下的单条主剪切带断裂到高速下撞击的多条剪切带断裂的转变,通过对回收剩余试件的断口观察到多种断裂形貌,证明其受力复杂,而且断面温度明显升高。ZrCuAlNi内生非晶复合材料以轴向裂纹的传播,在多条裂纹的相互作用下导致材料破碎,断裂形貌呈现河流状解理断裂形貌。通过AUTODYN软件对ZrCuAlNi非晶合金在Taylor撞击实验中的损伤及扩展进行仿真分析,发现与实验结果一致性较好。

摘要： 研究了熔炼制备的SnBi36Ag0.5无铅焊料于水冷、空冷、模冷三种方式冷却后,在应变速率为0.00067,0.00167和0.00333 s^(-1)下的力学性能和断裂行为。利用X射线衍射仪(XRD)、光学金相显微镜(OM)、扫描电镜能谱(SEM)和万能材料试验机分别对合金的物相、显微组织、断口形貌和力学性能进行表征。结果表明,冷却速度增加使焊料脆硬富Bi相和Ag_(3)Sn相得到细化,析出的富Bi颗粒减少。冷却速度越大、应变速率越小,合金的抗拉强度越低,断后延伸率越高。合金断口形貌逐渐由脆性断裂变为韧脆混合型断裂,韧窝的数量和面积逐渐增大。当冷却方式为水冷,应变速率为0.00067 s^(-1)时,合金的延伸率有最大值78.58%,应变速率为0.00333 s^(-1)时延伸率也能达到55.76%,通过水冷能明显改善合金的脆性。

摘要： 空隙作为沥青混合料的天然缺陷,其特征对断裂行为有重大影响。通过小梁弯曲试验和扩展有限元方法研究沥青混合料的断裂行为,并基于计算机断层扫描重构模型进行图像处理提取试件空隙信息,分析空隙参数对试件断裂行为的影响。结果表明,沥青混合料的断裂以沥青-集料界面为主。空隙特征对开裂路径影响显著,其中加权纵横比均值较大的空隙更易发生开裂,而两种方式模拟的裂缝路径上空隙面积率没有显著区别。

摘要： 以93W-4.9Ni-2.1Fe高比重钨合金为研究对象,系统研究了不同粒度钨粉制备的93W-4.9Ni-2.1Fe合金在1415~1550°C温度下烧结后的力学性能,并分析了热处理工艺对钨合金力学性能的影响及钨合金的断裂行为。结果表明:随着烧结温度的升高,烧结态钨合金的力学性能均表现为先增大后减小再增大的规律,在1500~1510°C烧结时钨合金的力学性能出现突然下降;6.0mm粗钨粉制备的钨合金的力学性能整体比相同烧结温度下细钨粉制备的钨合金高;93W-4.9Ni-2.1Fe合金在氢气气氛中高温烧结后再在氮气气氛下进行固溶+淬火热处理可以显著提高力学性能;钨合金的力学性能与其断裂行为有关,断口形貌为钨晶粒高度的穿晶解理断裂和粘结相延性断裂时合金表现为高强韧性。

摘要： 在-25°C-75°C的不同温度下,系统研究了稳定铁素体基体中的间隙元素的不同稳定元素(Nb、Ti和Zr)对18Cr铁素体不锈钢韧脆转变温度(DBTT)的影响。研究了含微量(0.1原子百分数)Nb、Ti或Zr的18 mass%Cr铁素体不锈钢。添加的稳定元素在本研究测试的所有钢中形成了碳化物和氮化物的析出相。添加Nb的钢中析出相的颗粒直径比其他钢中的小得多。基体钢和添加Nb、Ti、Zr钢的DBTT值分别为39°C、-3°C、39°C和11°C。虽然解理裂纹的萌生与不同的稳定元素无关,但添加Nb的钢在解理裂纹萌生后,由于塑性变形,表现出较高的夏比冲击值,从而获得较低的DBTT(较高的冲击韧性)。认为Nb钢发生塑性变形的原因是材料中均匀分布的细小碳化物和氮化物析出相。对其他钢的断口表面也进行了详细的分析,并以此为基础,根据观察到的铁素体基体中的析出相形貌,讨论了各稳定元素对18Cr铁素体不锈钢DBTT的影响。

摘要： 采用激光自熔焊接技术制备7075高强铝合金接头,研究了后热处理对接头显微组织与拉伸性能的影响.采用SEM与EBSD系统表征了后热处理对7075Al接头显微组织演变与拉伸断裂行为的影响.结果表明,焊缝中心到母材依次存在等轴晶区域、柱状晶区域、胞状晶区域与母材轧制态区域,并且胞状晶区域与等轴晶区域为接头薄弱区域.与未后热处理接头相比,后热处理接头平均抗拉强度达到475 MPa,同比提升约59%.后热处理构筑的纳米沉淀相触发了第二相强化机制,这是提升接头抗拉强度的主要因素.

摘要： 采用纳米压痕和拉伸试验对铸造Be-Al-0.4Sc合金力学性能进行表征,结合微观组织及断口形貌分析研究Sc合金化对铸造铍铝合金组织性能和断裂行为的影响.Sc合金化使粗大的铍柱状树枝晶转变为尺寸均匀细化的等轴晶,提高合金强度但降低合金塑性.含Sc第二相具有最大弹性模量321.48MPa、硬度9.83GPa和最小塑性指数0.803.铍/铝相界面处的第二相不作为基体相的裂纹源,铍晶粒内多面形第二相则诱发铍晶粒微裂纹的形成.合金拉伸断裂表现为铍相脆性解理断裂和铝相延性韧窝断裂的混合断裂模式.

摘要： 为研究X90管线钢的断裂行为,在常规拉伸试验机上对X90管线钢进行5种不同圆棒缺口的拉伸试验和低应变速率拉伸试验,利用hopkinson拉杆试验装置进行高应变速率拉伸试验.试验发现:应力三轴度越高,断裂应变越低,断裂前损伤吸收能也越低.应力三轴度值增加2.43倍,断裂应变减少29％,断裂前损伤吸收能降低71％.应变速率对断裂应变的影响较小,准静态和高速状态下,差异不到4％.

摘要： 本文基于ABAQUS软件平台实现了有限元法在模拟压电材料动态断裂行为研究中的运用,对PZT-5H所制备的压电板在冲击载荷作用下的动态断裂行为进行了研究,并讨论了不同加载条件对动态广义应力强度因子的影响.

摘要： 钛合金空心风扇叶片是目前国际大涵道比涡扇发动机的典型结构,但其研制在我国尚属首次,尤其是作为加工工艺的超塑成形/扩散连接机理研究亟需开展.本项目针对超塑成形/扩散连接过程机理不明确,工件加工缺陷大、成品率低,焊缝强度没有判定准则,工程设计和仿真分析缺乏理论依据的问题,旨在建立超塑成形/扩散连接焊缝受力机理与断裂行为预测方法,为我国大客发动机钛合金空心风扇叶片研制提供科学依据,同时提高我国超塑成形/扩散连接工艺和理论水平.

摘要： 收集同一装置低密度聚乙烯产品,进行产品支链含量和分子量分布测定,采用毛细管流变仪测定产品熔体强度,考察产品支链含量和分子量分布对低密度聚乙烯熔体拉伸断裂行为的影响.随着产品分子量降低，产品长链支化减少，产品熔体强度降低。随着产品分子量降低，产品长链支化减少，产品熔体拉伸断裂速率增加。熔体强度越高，熔体拉伸断裂速率越低。

摘要： 天然锁固段主控锁固型斜坡稳定性和构造地震演化过程,其按照承载力从低到高的次序依次断裂(宏观破坏).因此,研究某一锁固段断裂时下一个锁固段的力学响应机制,对预测后者的断裂行为具有重要意义.研究表明,锁固段在体积膨胀点处产生的高能级特征破裂事件(标志性事件)可作为该点的判识标志,亦为锁固段的断裂前兆.构建了剪切作用下断层中包含两个锁固段的力学模型,基于理论分析和数值模拟讨论了具有不同承载力的锁固段组合导致的力学行为,指出天然锁固段之间的力学作用遵循强作用模式,即当前锁固段被加载至峰值强度点时,再经历一个可忽略的剪切位移增量或应变增量,伴随的荷载转移可使下一个锁固段演化至其体积膨胀点.该模式能够合理解释多种地震观测现象和实验结果.

摘要： 随着对钢结构梁柱节点断裂行为的深入研究,学者们开始从微观机制着手研究钢材的断裂行为,进而发展出基于微观机制的断裂模型,并且用来模拟和预测材料的延性断裂.本文主要介绍了几种微观机制断裂模型的发展历史,及其在钢结构中的应用研究现状,总结了国内外近年来的研究成果,提出了现阶段研究仍需解决的问题.

摘要： 为了研究高强铝合金层状结构复合板在低速冲击载荷下的性能,利用ABAQUS有限元分析软件对复合板的冲击断裂行为进行了数值模拟.研究了复合板的层数(2、3、4、5)、复合比(706/705为1∶4、2∶3、3∶2、4∶1)、冲击面对复合材料冲击性能的影响.结果表明,706/705复合比为1∶1,冲击面为706时,3层复合板的冲击能量最高;706/705复合比为1∶1,冲击面为705时,4层复合板冲击能量最高.层数为5时,706/705复合比越大,复合板的冲击能量越低,并且复合比相同时,冲击面为706的复合板的冲击能量高于冲击面为705的复合板.

摘要： 通过扫描电子显微镜和光学金相显微镜观察ZL101合金断口及附近组织中的铸造缺陷,使用ANSYS软件分析了加载过程中铸造缺陷附近的应力场分布.研究结果发现:铸件在拉伸过程中由于铸造缺陷附近的共晶组织内产生初始裂纹,然后裂纹沿着共晶区向外扩展,最终导致合金断裂.铸造缺陷附近形成的应力集中使Al基体发生局部塑性变形,大量位错塞积使Si相断裂.

摘要： 在向量式有限元三角形薄壳单元的基本理论中,引入薄壳结构碰撞、断裂和穿透等复杂不连续行为的模拟机制.采用"点-三角形"检测和罚接触力法模拟碰撞检测和碰撞响应,获得薄壳结构碰撞接触的全过程;采用塑性失效应变准则和质点分裂方式,获得薄壳结构断裂和破碎的全过程;进而结合碰撞检测、碰撞响应、失效应变准则以及质点分裂处理方式,获得刚体穿透薄壳结构的全过程.基于此,编制了向量式有限元考虑薄壳结构的碰撞、断裂和穿透行为的分析程序,并通过算例分析验证了理论推导和所编制程序的有效性和可靠性,体现了向量式有限元方法在薄壳结构复杂不连续行为分析领域的优势.

摘要： 本发明提供一种用于被组装到曲轴上的贯通孔部分被断裂分离成近半圆的连杆的制造所适合的、断裂分离性优异的轧制材。满足规定的成分，在观察棒状轧制材的相对于纵长方向的平行截面的D/4部(D是轧制材的直径)时，硫化物系夹杂物的平均长宽比为10.0以下，并且，由下式(1)表示的Pc为0.41～0.75，并且，由下式(2)表示的Veq为0.18质量％以上。Pc＝C/(1-α/100)…(1)，(式(1)中，C表示钢中碳含量(质量％)，α表示铁素体分率(面积％))，Veq＝V+Ti/2+Si/20…(2)，(式(2)中，V、Ti、Si表示钢中的各元素的含量(质量％))。

摘要： 本发明公开了一种高能管断裂甩击行为的试验装置，它包括控制模块、加热模块（1）、补水模块（2）、变频水泵（3）和试验模块，试验模块包括防护钢板箱（4）、压力罐（5）和高能管，压力罐（5）和高能管均设置于防护钢板箱（4）内，高能管包括直管段（6）和弯管段（7），直管段（6）和弯管段（7）之间设置有耐高温金属修复剂，直管段（6）上设置有限制其甩动的限制件（8）；它还公开了试验方法。本发明的有益效果是：能够测得管道甩击时管道的动力学响应，验证理论模型、修正理论分析结果；能够研究限制件对高能管断裂甩击行为的影响机理，基于防甩限制件参数对高能管双端断裂甩击行为的影响规律，提出高能管断裂防甩控制措施。

摘要： 一种微纳米纤维增强复合材料的断裂破坏行为预测方法，通过多尺度方法描述复合材料的力学行为并建立任意纤维嵌入长度的滑移‑富集带宽模型和任意方向纤维的非局部滑移模型后，计算裂纹桥接区域的纤维应力分布及全局载荷位移响应，通过施加载荷和边界条件并迭代更新裂纹，得到应力应变关系及载荷位移曲线，实现纤维增强复合材料细观模型到宏观多场耦合的应力应变信息传递并得出复合材料细观局部特征对宏观全局载荷位移响应的分析结果。本发明在实现纤维的桥接作用的同时，可精确地模拟复合材料的断裂破坏过程。

摘要： 本发明涉及材料断裂失效分析领域，具体提供一种含多尺度缺陷金属断裂失效行为的分析方法，该分析方法中，金属材料中应含有至少两个尺度的缺陷。在本发明中，通过从小尺度到大尺度逐级预测各缺陷外周的力学性能，最终预测金属材料的断裂失效行为。通过上述方式预测金属材料的断裂失效区域，能够将第二缺陷至第N缺陷对基体性能的影响添加入有限元分析模型的分析过程中，降低第二缺陷至第N缺陷对分析预测的干扰。同时，依次预测第N‑1外周至第一外周的相关力学性能参数，与直接将远离缺陷外周的基体的相关力学性能参数作为配置参数相比，本发明提供的一种含多尺度缺陷金属断裂失效行为的分析方法，断裂失效分析预测的结果更精准。

摘要： 本发明提供一种用于被组装到曲轴上的贯通孔部分被断裂分离成近半圆的连杆的制造所适合的、断裂分离性优异的轧制材。满足规定的成分，在观察棒状轧制材的相对于纵长方向的平行截面的D/4部(D是轧制材的直径)时，硫化物系夹杂物的平均长宽比为10.0以下，并且，由下式(1)表示的Pc为0.41～0.75，并且，由下式(2)表示的Veq为0.18质量％以上。Pc＝C/(1－α/100)…(1)，(式(1)中，C表示钢中碳含量(质量％)，α表示铁素体分率(面积％))，Veq＝V+Ti/2+Si/20…(2)，(式(2)中，V、Ti、Si表示钢中的各元素的含量(质量％))。

摘要： 一种能够控制断裂行为的天然气管线及其延性断裂控制方法，该天然气管线由相连通的i‑1根运行管以及与第i‑1根运行管相连通的一根止裂管构成的管线。根据排列组合的概率统计方法，得到扩展超过i‑1根运行管的概率；根据超过i‑1根运行管的概率P

摘要： 本发明涉及一种C/SiC复合材料紧固件断裂行为能量信号原位监测装置及方法，监测装置包括声发射探头、压紧螺钉、上工装、下工装；所述的上工装和下工装均为框架式工装，框架式工装上设置装卡头分别用于与试验机连接，上工装的下框架以及下工装的上框架上均设置与待监测C/SiC复合材料紧固件外径尺寸一致的豁口，其中所述上工装的豁口外开坡口，待监测C/SiC复合材料紧固件穿过所述的豁口并在所述的上框架、下框架表面进行固定，两个声发射探头均通过安装在上工装/下工装上的压紧螺钉顶紧并与所述的紧固件两端耦合。

摘要： 一种研究金属基体与陶瓷膜层界面断裂行为的SEM原位拉伸测试方法，本发明涉及SEM原位拉伸测试方法。本发明要解决现有的均质材料的SEM原位拉伸试样及拉伸测试方式不适用于揭示脆性膜层与塑性基体体系断裂过程与机理分析的问题。方法：一、原位拉伸试样的制备；二、试样处理；三、原位拉伸过程中的力学性能参数及微观形貌的实时记录，即完成一种研究金属基体与陶瓷膜层界面断裂行为的SEM原位拉伸测试方法。

摘要： 一种能够控制断裂行为的天然气管线及其延性断裂控制方法，该天然气管线由相连通的i-1根运行管以及与第i-1根运行管相连通的一根止裂管构成的管线。根据排列组合的概率统计方法，得到扩展超过i-1根运行管的概率；根据超过i-1根运行管的概率P

摘要： 本发明公开了一种基于幂指数型准则的断裂行为仿真相场法，所述方法如下：一、引入Mα和Mβ量化不同的能量对裂纹演化的影响，基于变分原理推导相场法的控制方程以及有限元离散格式；二、通过Fortran语言编写相场单元程序、计算执行文件和输出命令文件，并定义边界条件、载荷信息和材料属性信息；三、在ABAQUS中建立有限元模型并划分网格，导出相应的单元和节点信息，生成模型信息文件；四、利用FEAP快速求解器求解，输出载荷、位移、应力、应变和相场等信息，并将求解结果导入ParaView中得到可视化结果。本发明的方法不仅过程简单，而且具有良好的适应性与稳定性，可开发成商用有限元程序以灵活适应问题的变化。