基于微缺陷成核序列的岩石微裂纹生长和损伤演化模型

岩石在承载之初,由于微缺陷无序成核和有限生长,在材料内部形成大量分布性微裂纹。在该文中,这种演化机制被归结为：微缺陷随机、孤立成核生成最小微裂纹和微缺陷无重叠聚集成核、排列生长形成大尺度微裂纹,裂纹尺度生长是微缺陷成核数的函数。利用微裂纹尺度-频数分布分形以及微裂纹粗糙表面分形,建立基于微缺陷累计成核数序列的裂纹尺度生长模型和损伤演化模型。通过对二维岩石试件破坏过程的微裂纹尺度统计和损伤测试表明,模型的预测结果与观测值符合较好。由于微缺陷成核与声发射源机制具有相似性以及微缺陷成核数序列与声发射数序列具有相似性,所以该模型可用于通过声发射参数序列跟踪微裂纹生长和损伤演化。裂纹尺度生长对于完整认识材料宏观力学性质演化和预测材料灾变具有重要意义。     

简谐激励下复合材料加筋板的基体微裂纹损伤演化

研究了在简谐激励作用下复合材料加筋板基体微裂纹损伤的演化行为及其对加筋板动力特性的影响。基于平均微裂纹密度和断裂力学方法, 建立了复合材料加筋板基体微裂纹演化的刚度退化准则。由于该准则考虑了载荷作用周期数的影响, 从而能够更合理地分析周期性动载荷作用下基体微裂纹损伤演化规律。采用Mindlin一阶剪切理论和复合材料模态阻尼模型, 建立了复合材料加筋板动力分析的有限元方法, 研究了在简谐激励作用下, 含分层损伤复合材料加筋板振动过程中诱发的基体微裂纹损伤的演化、 刚度退化, 频率折减和动力响应。      

冲击压缩下准脆性材料含微裂纹损伤的本构模型

基于准脆性材料中翼型拉伸裂纹的成核准则,运用细观损伤理论推导了翼型裂纹损伤对材料弹性模量的弱化作用.考虑裂纹扩展对材料动态断裂的滞后效应,建立了动态裂纹扩展准则,并给出损伤演化方程,在此基础上建立了准脆性材料单轴冲击压缩下的动态损伤本构模型.结合氧化铝陶瓷材料独特的力学响应和破坏特性,讨论了模型中微裂纹成核参数、微裂纹尺寸对动态断裂强度的影响,并用该模型计算了单轴压缩下氧化铝陶瓷的应力应变曲线,数值结果与实验结果吻合良好.     

准脆性材料裂纹桥联筋的应力与变形

基于钢筋混凝土的破坏分析,结合混凝土类准脆性材料的断裂特性,本文提出了强化筋桥联基体裂纹力学分析模型,在该虚拟裂纹端部存在粘聚力分布,而强化筋在桥联裂纹处具有与基体脱离的部分段.由变形体的叠加原理和协调性条件,通过断裂力学的应力函数分析方法,推导出了在远场载荷作用下,离裂纹端部较远处桥联筋的轴向受力和变形,与脱粘筋长度之间的函数关系.文中分别就基体和强化筋材料为完全弹性,裂纹端部存在粘聚力,和强化筋为弹塑性材料等不同情况时,对裂纹和强化筋的变形和受力进行了算例分析和讨论.     

力、电、热作用下晶内微裂纹的演化

基于表面扩散的经典理论及其弱解描述,对曲率、力、电和热共同作用下金属材料内部晶内微裂纹的演化进行了有限元分析。详细讨论了微裂纹初始形态、电场大小、应力大小和电致生热对微裂纹演化的影响。结果表明：对于形态比为的微裂纹,存在一临界电场值和临界应力值。当且时,微裂纹逐渐圆柱化;当或时,微裂纹分节为上、下或左、右两个小裂纹。热应力可减小的值,即有利于微裂纹分节。同时热应力可加快微裂纹的漂移速度,缩短分节时间。     

含微裂纹夹杂多向纤维复合材料的损伤及本构关系

利用细观力学的Ｅｓｈｅｌｂｙ和Ｍｏｒｉ－Ｔａｎａｋａ理论，考虑纤维和筒 裂纹之间的相互作用，研究了材料内部微裂纹的损伤演化规律及其材料力学性能的影响，导出了基本体开裂的 条件及多向复合材料的细观本构关系。     

准脆性材料损伤斑图生长的数值模拟

准脆性材料损伤斑图的生长过程研究,对于认识重大工程动力学灾变孕育、发生的机制具有特别重要的基础性意义.尤其是岩石类动力学灾害如地震、岩爆、煤矿开采中的三突,其形成机制都町归结为岩石损伤演化诱致结构灾变的模式.损伤斑图的生长过程可以再现灾变的孕育、发生过程,具有非常深刻的物理力学背景.该文根据微损伤不可逆演化原理,利用格...     

脆性材料复合型裂纹的断裂准则

实际工程中,脆性材料中的裂纹多处于复合型受力状态,因此,确定脆性材料中的复合型裂纹起裂角和临界荷载有着重要的理论意义和实用价值。以复合型裂纹为研究对象,将裂纹尖端的最小无量纲塑性区尺度ρmin和广义合成偏应力强度理论相结合,建立脆性材料复合型裂纹的断裂准则,预测裂纹起裂角及临界荷载,将其结果与最大周向应力准则和应变能密度因子准则相比较发现,基于该文方法得到的临界荷载曲线大于最大周向应力准则得到的临界荷载曲线,与应变能密度因子准则得到的临界荷载曲线比较接近。因而,表明了用该文的方法来预测脆性材料复合型裂纹起裂角和临界荷载是行之有效的。     

椭圆形半露头裂纹的线弹簧模型

建立了无限平板椭圆形半露头裂纹线弹簧模型,由积分变换方法推导了问题的控制方程和应力强度因子表达式,给出了相应于表面裂纹及内埋裂纹的计算结果,通过与现有有限元解或交替迭代解比较,表明了解的良好性。由此说明半露头裂纹的线弹簧模型解也将是合理的可靠的。     

Quasi-brittle and quasi-ductile strength of steel

The effect of the form of loading and short-term test temperature on the quasi-brittle and quasi-ductile strength of quench-hardened steels in various structural states was investigated.     

现代椅子设计中材料工艺的嬗变

以现代椅子设计的发展为线索,讨论木材、金属、塑料、复合材料等工业化材料及其工艺运用于椅子设计制造的过程与变迁,并结合工业设计发端以来各阶段的典型案例,分析每一个历史时期特定的材料工艺得以规模应用的原因,论述了在现代椅子设计和材料工艺之间,存在显性关联的历史线索,并指出当前材料工艺以加速度多方向发展,椅子设计也同样呈现明显的多元化趋势。     

超导材料研制及其舰船和风电应用最新进展

随着Ⅰ代及Ⅱ代高温超导材料的产业化,超导材料的应用形势也逐渐明朗起来。本文即从超导材料产业化最新动态入手,比较了Ⅰ代及Ⅱ代高温超导材料的优劣势,对两代超导材料的应用前景进行了分析,并详细介绍了超导在舰船及风电领域的应用动态,而上述领域被业界普遍认为是最有可能率先实现超导应用的两大领域。     

日本制定食品中核放射性物质标准的演变过程

本文主要介绍了日本制定食品中核放射性物质标准的过程,包括:核放射性物质标准的制定,相关标准制定程序,与乌克兰相关标准的比较,与国际标准的比较,日本解除限制上市产品的程序,日本新的食品核放射性物质残留限量标准的出台以及影响等,为我国食品监管机构和企业提供参考。     

沸石新材料研究进展

综述了沸石分子筛在新材料方面的研究现状与应用前景。着重分析了沸石骨架内簇合物的制备、表征与应用。认为沸石可能将向半导体材料、手征性材料、沸石膜等方向发展，而并非仅囿于传统的吸附剂、催化剂等。     

Kinetics of Graphene and 2D Materials Growth

During the last 10 years, remarkable achievements on the chemical vapor deposition (CVD) growth of 2D materials have been made, but the understanding of the underlying mechanisms is still relatively limited. Here, the current progress on the understanding of the growth kinetics of 2D materials, especially for their CVD synthesis, is reviewed. In order to present a complete picture of 2D materials' growth kinetics, the following factors are discussed: i) two types of growth modes, namely attachment‐limited growth and diffusion‐limited growth; ii) the etching of 2D materials, which offers an additional degree of freedom for growth control; iii) a number of experimental factors in graphene CVD synthesis, such as structure of the substrate, pressure of hydrogen or oxygen, temperature, etc., which are found to have profound effects on the growth kinetics; iv) double‐layer and few‐layer 2D materials' growth, which has distinct features different from the growth of single‐layer 2D materials; and v) the growth of polycrystalline 2D materials by the coalescence of a few single crystalline domains. Finally, the current challenges and opportunities in future 2D materials' synthesis are summarized.     

化学气相沉积法ZnS块材料的生长

本文用化学气相沉积法制备了ZnS薄膜和块材料;观察了ZnS在具有不同表面粗糙度的石墨和石英基体上的成核和长大行为;研究了沉积温度、H₂S和Zn蒸汽流量对ZnS生长速率的影响规律．     

Laser Multi-mode Scanning Thermography Method for Fast Inspection of Micro-cracks in TBCs Surface

Conventional non-destructive testing methods are difficult to be applied in defect detection of thermal barrier coating (TBCs) because of some of its characteristics, such as porosity and thin thickness, etc. For detecting surface cracks in TBCs, a laser multi-modes scanning thermography (SMLT) method has been developed in this paper, combining fast scan mode using linear laser with fine scan mode using point laser on the tested specimen surface. Linear scanning has a large detection range and detection speed, and point scanning has a higher sensitivity. Through the theoretical analysis, numerical simulation and experimental verification, five unique thermal response features of the cracks stimulated by two scanning modes were discovered and summarized. These features in the thermal images include temperature sharply rising in local region, distinct increase of the area of high temperature zone, obvious ‘tailing’, ‘dislocation’ and thermal obstruction phenomenon, respectively. Therefore, with the corresponding post-processing algorithm developed here, the location and shape of surface cracks in TBCs can be efficiently detected by analyzing the information of these thermal response features. Validation tests showed that the surface cracks with the width of more than \(20\,\upmu \hbox {m}\) can be quickly detected in line-scan stage, while in point-scan stage, the \(9.5\,\upmu \hbox {m}\) wide surface cracks can be accurately detected.     

稀土超磁致伸缩材料取向生长和控制

分析了稀土超磁致伸缩材料RFe2(R=Tb Dy）合金然凝固时晶体择优取向、取向度与磁致伸缩性能之间的关系;对一定成分的RFe2合金,凝固条件（GTL和R）是影响晶体择优取向和取向度的决定性因素;比较了目前常用的研究和制备RFe2合金方法的优缺点,提出ZMLMC法是控制和提高RFe2合金凝固时晶体取向和取向度的理想方法。