断裂仿真中的网格尺寸效应与断裂曲线修正

有限元仿真模拟方法可实现对结构材料从变形到破坏全过程的有效预测,而仿真模型建立的精度对于预测的准确性至关重要。应用有限元对标优化方法建立DP780材料的光滑拉伸、缺口拉伸及剪切拉伸试样的准静态仿真模型。划分不同网格尺寸,逆推得到材料的大变形本构曲线,以及各试样的应力三轴度、罗德角参数,系统研究了网格尺寸对材料拉伸本构曲线及韧性断裂参数逆推结果的影响。基于Lou-Huh(2012)断裂准则模型建立了不同网格尺寸下的断裂曲线。采用GISSMO理论建立断裂应变的网格尺寸效应修正函数,并对平面应力条件下的断裂曲线进行修正。研究结果表明：随着网格的细化,塑性应变-真应力曲线的对标结果向大应变方向延伸并趋于收敛,相同试样所标定的应力三轴度值与临界断裂应变值增大。随着网格尺寸的增大,临界断裂应变呈现指数形式递减,网格尺寸大于2 mm后趋于平稳。基于网格尺寸效应修正的韧性断裂模型可有效降低材料断裂仿真分析对网格尺寸的敏感性。     

岩石试件尺寸效应与岩体强度的研究

论述了目前研究岩石尺寸效应计算模型所存在的不足,结合大红山铜矿岩石力学试验结果,提出了改进的岩石尺寸效应的计算式,探讨了岩石试件推荐值和岩体强度的计算方法及弱化方法。     

考虑岩石交界面方向效应的巴西劈裂试验研究

为了研究硬岩与软岩交界面方向对其破坏形式的影响,对含岩石-水泥砂浆(代替软岩)交界面的组合试样进行了多组加载角度的巴西劈裂试验,获得了不同交界面方向的组合试样的\     

岩体弹性模量尺寸效应的拟合研究

在岩石力学参数数据系统的支持下,利用4种函数对7种软、硬岩弹性模量的尺寸效应进行了拟合分析。研究结果表明:指数函数、幂函数和对数函数对硬质岩弹性模量尺寸效应的拟合效果比较理想;指数函数和对数函数对软质岩弹性模量尺寸效应的拟合效果比较理想;虽然目前尚不能提供一个适用于各种岩石的统一的力学参数尺寸效应的经验公式,但在预测大尺寸岩体力学参数时采用多个尺寸效应经验公式,对结果进行分析比较,可以得到一个较合理的岩体力学参数的取值范围。     

砂岩单轴循环加卸载试验及声发射特征研究

通过对砂岩进行循环加载试验,揭示了砂岩在循环加卸载过程中的强度变化及声发射特性。试验利用电液伺服岩石三轴试验机和SDAES数字声发射检测仪采集系统,对两组砂岩试样分别进行单轴抗压、单轴循环加卸载试验。试验结果表明岩样在经过循环加卸载后试样的单轴抗压强度略有增大,循环加卸载过程中在伴随着岩样内部原始天然裂隙的压密、新生裂纹的产生、扩展和贯通的同时,也伴随着声发射不断产生。声发射事件在砂岩再次加载应力到达上次加载最大应力前极少发生,达到上次加载最大应力以后则大量发生,说明砂岩岩样在循环加卸在作用下存在声发射的Kaiser效应,而无Felicity效应产生。     

软岩流变的尺寸效应

岩体内随机分布结构面对软岩流变的影响主要表现为尺寸效应.通过对四种不同尺寸砂质页岩试件的分级增量循环加、卸载单轴压缩蠕变实验,揭示了该类软岩的流变可以用萨乌斯托维奇模型来描述,模型的三个本构参数EH(线弹性参数)、E_K(黏弹性参数)和η_K(黏性系数)值随软岩试件尺寸增大而不断减小并最终趋于一定值,这一规律可用具有极值条件的非线性回归方程来表达.由此获得了求解结构面随机分布条件下工程岩体连续微元尺寸的外推方法,利用该法可通过对室内不同尺寸岩石试件的流变力学实验确定在连续性概化范围内工程岩体的流变模型及其力学参数值.     

岩石尺寸效应对其声发射影响的数值模拟研究

对6种同一高径比、不同尺寸的同性质岩石试样进行数值模拟,研究其对岩石破坏过程声发射的影响。结果表明:试样尺寸小时,大声发射事件在主破裂前后都有显著出现,其分布由当初无序性到峰值后在试样中部集聚成核;残余变形阶段,有相当数量和能量的声发射出现,且有几次出现在数量和能量上均较显著的声发射带。当试样尺寸较大时,在达到峰值前声发射较少,且随机分布在试样中,大声发射事件出现次数较少且仅在峰值应力时出现,其数量和能量均最显著,声发射在两处聚集成核;残余变形阶段,声发射很少发生,其分布又呈无序性。根据声发射时间序列和空间分布的特征关系,对利用声发射特性预测不同尺寸岩石试样破裂来临及其位置有一定的参考意义。     

天然岩石裂隙面粗糙度尺寸效应及方向性研究

为探究岩石裂隙粗糙面尺寸效应及方向性,对立方定律修正公式中表征天然岩石粗糙裂隙性质的粗糙度修正系数C进行分析。采用高精度3D扫描仪扫描天然岩石样品,得到其表面粗糙度数据,结合网络公开发布的高精度粗糙岩石裂隙CT扫描数据,生成空间坐标,采用公式法和数值法计算分析粗糙度修正系数C。根据公式法计算结果得出粗糙度具有尺寸效应;根据数值法结果得出粗糙度具有方向性,且粗糙度方向性可使用张量形式来表达。通过计算粗糙裂隙JRC值、表面及隙宽分形维数对研究结果进行印证,证明裂隙面粗糙度具有尺寸效应和各向异性。进一步研究发现：可采用粗糙度修正系数张量或粗糙度张量结合裂隙平均隙宽,形成单裂隙渗透张量,量化复杂粗糙裂隙网络中模型的粗糙面。     

三轴不同加载路径下花岗岩Kaiser效应试验研究

为了解不同加载路径三轴预加载对花岗岩Kaiser效应的影响,先对花岗岩进行三轴预加载试验,再进行单轴压缩试验并采集声发射信息,据此分析预加载对声发射特征的影响。研究表明,预加载时轴压和围压的加载顺序及大小对于Kaiser效应有明显的影响。先加围压可以抑制轴向加载损伤的产生,导致Kaiser点提前。先加轴压,后加较小围压对Kaiser点影响可忽略;后加围压如果较大,则会加大花岗岩所受损伤,导致Kaiser点延后。如果轴压围压同步加载,则会大幅度影响Kaiser点的准确性,甚至完全观察不到预加载的影响。该试验研究方法和结果可为岩石Kaiser效应理论研究提供参考。     

硬质合金断裂韧度的测试研究现状

断裂韧度是用来衡量硬质合金在实际工况条件下使用寿命最为重要的力学性能指标之一,因而有关硬质合金断裂韧度的研究一直备受硬质合金领域研究者和使用者的关注。评述了国内外有关硬质合金断裂韧度测试方面的研究成果,重点介绍几种常用的硬质合金断裂韧度测试方法的特点及研究现状,同时对硬质合金主要断裂力学模型的研究工作进行简要介绍。     

不同埋深灰岩岩爆倾向性及声发射特征试验研究

通过开展不同埋深灰岩的常规单轴试验,获取灰岩破坏过程中的应力—应变曲线和声发射时域特征参数.利用弹性能量指数WET、变形脆性指数Kε和线弹性能We指标,判别不同埋深灰岩岩爆倾向性.通过分析灰岩破坏过程的声发射特征参量及其变化规律,建立了发生岩爆的前兆信息特征.结果表明:随着埋深梯度递增,岩石岩爆倾向逐级增强,当埋深达1...     

Some properties of requivalent: A simple effect size indicator.

One version of requivalent, calculated from Fisher's exact test p values and recommended for small samples, is considered "a more realistic . . . [and] a more accurate estimate of the population correlation than . . . the sample correlation, rsample" (R. Rosenthal & D. B. Rubin, 2003, p. 494). Small sample properties of rsample and of two effect size estimators (requivalent* and rhybrid) that use requivalent were examined: rsample is preferable to requivalent* (defined as requivalent used without restrictions) in terms of bias and mean squared error (MSE); rhybrid (defined as requivalent only when rsample = 1.0) is generally preferable to requivalent*, and preferable to rsample in terms of MSEs, except when population correlations are very large. Conditions favoring rsample over requivalent* and rhybrid in meta-analyses are noted. (PsycINFO Database Record (c) 2010 APA, all rights reserved)     

晶粒尺寸对车轮钢解理断裂韧性的影响

通过紧凑拉伸试验研究了碳的质量分数约为0.5%的C50车轮钢解理断裂韧性K_IC(即条件断裂韧性K_Q)与晶粒尺寸的关系.结果表明,晶粒尺寸对试样的断裂韧性有明显的影响,但决定车轮钢解理断裂韧性的是组织中最大的晶粒尺寸,而不是平均晶粒尺寸,最大晶粒尺寸越大,断裂韧性越低.对于C50车轮钢,当前5%的最大晶粒平均尺寸为30~73μm时,车轮钢的条件断裂韧性K_Q与晶粒平均尺寸的对数呈线性关系.     

基于改进VMD和GA-BP神经网络的砂岩破裂过程预测方法

为提取有效的砂岩破裂声发射信号特征, 提高砂岩破裂过程预测精度, 提出一种基于改进变分模式分解算法(VMD)和GA-BP神经网络的预测方法。首先, 开展单轴压缩实验进行砂岩破裂试验, 并采集破裂过程的声发射信号; 其次, 为取得有效声发射信号, 从中提取出有效特征参数进行预测, 引入相关系数改进VMD算法并对原始声发射信号进行预处理, 提取信号能量特征参数作为模型的输入以便区分破裂过程; 最后构建GA-BP预测模型, 通过遗传算法(GA)优化BP神经网络的权值和阈值, 将信号能量作为样本用于预测模型的训练。结果表明, 通过引入相关系数可有效解决VMD算法中K值难以选取的问题, 对采集到的声发射信号进行有效去噪; 此外, 经GA算法改进后的BP神经网络预测模型能够准确预测破裂状态, 相较于改进前传统的BP神经网络模型稳定性更高, 收敛能力更好, 预测准确率提高17.5%。      

利用粒度重组方法克服X射线荧光光谱粉末压片法的基体效应

采用X射线荧光光谱粉末压片法测定铝铁中铝时,由于粒度效应的影响,铝测量结果的准确度降低。通常,采用单一控制样品粒度小于0.075 0 mm的制样方法来克服粒度效应时,铝的X射线荧光强度的相对标准偏差(RSD,n=10)达到4.3%。在大量试验的基础上,提出了一项粒度重组技术,即通过调整样品中的0.250～0.125 mm、0.125～0.075 0 mm、0.075 0～0.045 0 mm、＜0.045 0 mm 4个粒度等级的质量占比为2∶2∶1∶5后,铝的X射线荧光强度的RSD(n=10)降为1.2%,有效降低了粒度效应的影响。从粒度调整对测定结果的影响、两种制样方法对测量强度的影响、不同制样方法样片表面差异、不同分析方法准确度的显著性差异4个方面进行讨论,证明粒度重组方法能有效地消除粒度效应对粉末压片法结果的影响,铝铁中铝的测定结果与EDTA滴定法的结果准确度无显著性差异。     

利用粒度重组方法克服X射线荧光光谱粉末压片法的基体效应

采用X射线荧光光谱粉末压片法测定铝铁中铝时,由于粒度效应的影响,铝测量结果的准确度降低。通常,采用单一控制样品粒度小于0.075 0 mm的制样方法来克服粒度效应时,铝的X射线荧光强度的相对标准偏差(RSD,n=10)达到4.3%。在大量试验的基础上,提出了一项粒度重组技术,即通过调整样品中的0.250～0.125 mm、0.125～0.075 0 mm、0.075 0～0.045 0 mm、＜0.045 0 mm 4个粒度等级的质量占比为2∶2∶1∶5后,铝的X射线荧光强度的RSD(n=10)降为1.2%,有效降低了粒度效应的影响。从粒度调整对测定结果的影响、两种制样方法对测量强度的影响、不同制样方法样片表面差异、不同分析方法准确度的显著性差异4个方面进行讨论,证明粒度重组方法能有效地消除粒度效应对粉末压片法结果的影响,铝铁中铝的测定结果与EDTA滴定法的结果准确度无显著性差异。     

河南熊耳山矿集区破碎带蚀变岩型金矿床构造控矿规律研究

破碎带蚀变岩型金矿床是河南熊耳山矿集区最重要的金矿床类型,空间上常成群成带分布,且具有明显的方向性、等距性。矿集区内破碎带蚀变岩型金矿床的控矿构造主要是呈北东向展布的7条断裂破碎带,金矿化多集中出现于控矿断裂交汇复合部位及断裂的中央、局部拐折、弯曲、派生分支裂隙出现的地段。     

不同应力条件下硬岩强度与破裂特性试验研究

深部工程围岩内的岩石可能处于一维、二维和三维应力状态下,分别对应室内单轴压缩、双轴压缩和真三轴压缩试验中岩样的应力状态.通过开展单轴、双轴和真三轴压缩试验,系统研究了不同应力状态和水平下岩石非常规破坏的发生机制.不同高宽比和宽厚比岩样的单轴压缩试验结果表明:随着岩样厚度的增加,单轴抗压强度单调增加;随着岩样高度的增加,...     

粒度分布对大掺量矿渣、钢渣胶凝体系抗压强度影响的灰色关联分析

为了能够更好地大量利用矿渣、钢渣制备高强建筑材料,实验采用灰色关联分析方法研究了矿渣、钢渣的粒度分布对大掺量矿渣、钢渣胶凝体系抗压强度的影响.矿渣和钢渣掺量分别占胶凝材料总质量的50%和30%,水胶比为0.34.研究表明:粒度小于8.39μm的矿渣、钢渣颗粒对其胶凝体系3 d和28 d抗压强度均起到增强作用,大于8.39μm的矿渣、钢渣颗粒对抗压强度起到削弱作用.为了提高大掺量矿渣、钢渣胶凝体系28d抗压强度,应当主要增加5.03~8.39μm矿渣、钢渣颗粒数量.