摘要：为了提高航天器对空间碎片的防护能力,设计了以TiB_2基陶瓷复合材料为缓冲屏的Whipple式防护构型(单层TiB_2基陶瓷缓冲屏以及TiB_2基陶瓷/铝合金缓冲屏),利用二级轻气炮在2.88~7.32 km/s的撞击速度范围内开展超高速撞击实验,并对上述缓冲屏与典型全铝合金缓冲屏进行比较验证。通过分析不同撞击速度下缓冲屏的穿孔、后墙损伤、碎片云结构特征,并结合SEM微观损伤形貌和EDS元素分布模式,重点阐述了不同缓冲屏材料特性与结构特性对碎片云形成以及后墙撞击成坑之间的作用关系。研究表明,单层TiB_2基陶瓷复合材料缓冲屏可以有效破碎铝合金弹丸获得更加细小的碎片云颗粒,由于碎片云动能被有效分散到更为广泛的细小碎片颗粒当中,从而获得比等面密度典型全铝缓冲屏更为优异的防护性能,且防护性能随着撞击速度的增加而有所提高。相反的,TiB_2基陶瓷/铝合金缓冲屏由于异质材料之间波阻抗的明显差异,在超高速撞击下会导致陶瓷前面板的严重断裂并造成铝合金后板的花瓣状破坏,且损伤程度随着撞击速度和弹丸尺寸的增加而增加,由于不能有效细化碎片云颗粒,其防护效能反而低于等面密度典型全铝缓冲屏。

摘要：软弱围岩的流变效应容易导致隧道二次衬砌开裂,影响结构的安全性和耐久性。因此,文章以广甘高速杜家山隧道为例,建立考虑Weibull损伤分布的混凝土数值计算模型,对流变荷载作用下二次衬砌的损伤演化行为进行了研究。结果表明:(1)若二次衬砌与围岩接触良好,衬砌损伤区域在侧压力系数λ为0.5,1,2时,分别分布在拱腰、拱脚以及拱顶与拱底附近;(2)空洞对衬砌损伤区域及其出现顺序都有较大影响,即损伤首先在空洞附近的混凝土中产生,且该位置处的混凝土均会产生较为严重的损伤;(3)地应力对存在空洞的二次衬砌损伤模式的影响可以分为两种,即影响损伤位置出现的先后顺序,但不影响结构最终损伤形态,或既影响损伤的出现顺序,又影响结构的最终损伤形态。

摘要：为研究有档链环在多种工况下的拉伸行为,采用金属韧性损伤本构方程建立了准静态数值模型,并验证了其可靠性。在此基础上,对不同相邻链环平面夹角及截面尺寸的链环结构进行拉伸,得到载荷、链环冠部变形和能量随位移的变化曲线及链环失效断裂模式,分析了链环平面夹角和截面尺寸对链环准静态拉伸行为的影响。研究结果表明,摩擦耗散能、塑性耗散能与内能随夹角增大而减小,链环损伤区域与断面位置随夹角变化规律一致,但承载能力及链环冠部变形受夹角变化影响较小;承载能力和吸能特性均随椭圆截面双轴比的增大而显著增大,链环冠部变形、损伤区域与断面位置也随椭圆截面双轴比变化而呈规律性变化。

摘要：为了探讨冲击荷载作用下裂缝对混凝土失效行为的影响,开展动态冲击荷载下混凝土预制裂缝平台巴西圆盘失效过程及损伤行为的研究.基于分离式霍普金森压杆试验,建立考虑混凝土细观非均匀性的数值模型,根据混凝土预制裂缝分布特征,分析混凝土预制裂缝角度和应变率对次生裂纹扩展规律和损伤演化程度的影响.结果表明,混凝土试件动态抗拉强度与应变率呈显著正相关,而与预制裂缝角度呈负相关.通过对混凝土单元的非均匀赋值,实现了冲击荷载下圆盘试件裂纹的萌生、扩展和贯穿的真实过程,当混凝土预制裂缝倾角大于60°时,主裂纹的扩展方向与预制裂缝近似垂直,次生裂纹数量则随预制裂缝倾角的增大逐渐增多.此外,基于破坏单元个数定量表征试件的损伤程度,发现当预制裂缝倾角为45°时,圆盘试件的损伤程度最低.研究成果可为混凝土材料的动态安全设计提供理论依据.

摘要：胶接连接接头是飞行器碳纤维复合材料结构设计的核心部分之一,与机械连接相比,胶接连接具有轻质、不破坏纤维结构、连续性好和设计灵活性强等优势。针对CFRP胶接接头,分别建立具有代表性的CFRP单搭接和L形两种胶接接头的仿真模型,对拉伸载荷下的CFRP胶接接头的损伤行为进行分析,得到了CFRP胶层内聚损伤与应变的映射关系,为工程上胶接的研究及其损伤监测提供了参考。

摘要：钛合金因其具有比强度高、抗弹性能优异等特点,在装甲防护领域具有广阔的应用前景。在实际服役中,装甲会不可避免地受到损伤,这要求钛合金有较好的抗弹性能,开展钛合金穿甲侵彻损伤行为研究十分必要。研究综述近年来国内外钛合金穿甲侵彻损伤的研究情况,从穿甲过程、宏微观损伤特性、失效机制、存在的问题等4个方面进行简要的论述,讨论钛合金装甲研究存在的问题。结果表明:装甲的损伤形式与侵彻方式、组织等多方面的因素有关,该研究在应力波传播特性、损伤区域的定量表征、微观损伤与典型组织表征与评价、抗弹性能的关键因素及优化设计等方面仍有不足。穿甲侵彻损伤行为的研究为钛合金装甲工程化应用提供借鉴。

摘要：本文研究了全钨ITER朗缪尔探针在高热负荷条件下的耐热性能、绝缘性能和损伤行为。利用核工业西南物理研究院的60 kW电子束测试平台,对探针在10 MW/m^(2)稳态热负荷、20 MW/m^(2)瞬态热负荷及15 MW/m^(2)高参数稳态热负荷下进行模拟测试。实验结果表明,全钨朗缪尔探针能够承受10 MW/m^(2)热负荷100分钟、20 MW/m^(2)热负荷300次循环以及15 MW/m^(2)热负荷3000次循环。在15 MW/m^(2)条件下,探针表面在前1000次循环中无明显损伤,但在3000次循环后出现裂纹,且部分探针表面发生再结晶现象。研究表明,现有全钨朗缪尔探针的设计能够满足当前ITER装置的服役条件,但面对未来DEMO堆更加苛刻的条件可能还需要进一步优化。

摘要：“双碳”背景下,将乳化沥青冷再生混合料作为冷拌路面材料已受到道路工程界的广泛关注.针对乳化沥青冷再生混合料设计与应用中关键技术问题的研究进展进行了综述,系统地汇总了乳化沥青冷再生混合料在施工控制、强度发展机理和损伤行为特征3个方面的研究成果.混合料制备工艺方面,总结了目前国内外乳化沥青冷再生混合料生产工艺的相关技术,阐述了乳化沥青冷再生混合料的材料特性、拌和工艺、成型方式和养生条件等对其施工和易性的影响;混合料强度发展机理方面,阐明了乳化沥青冷再生混合料在不同影响因素下的微观结构特征,凝练了材料强度形成过程中的内部界面行为;混合料断裂失效行为特征方面,归纳了研究断裂行为和断裂机理的理论方法和实验手段,探讨了乳化沥青冷再生混合料的断裂机制与疲劳特性.研究表明:构建全面的材料组成特性认知体系,利用多尺度手段揭示乳化沥青冷再生混合料强度形成机理,实时动态感知混合料疲劳损伤过程的阶段性演化规律,将对改善乳化沥青冷再生混合料的力学性能和延长冷再生路面的使用寿命具有重要意义.

摘要：以AP1000核反应堆屏蔽厂房结构为研究对象,在单一和序列型地震动作用下对屏蔽厂房的整体动力灾变行为进行损伤评估,在此基础上基于分区理念,将其沿高度方向分为9个环带区(BS-1,BS-2,MS-1~MS-7)、沿环带方向间隔15°划分24个子区(C1~C24),在序列型设计和超设计地震作用下探讨了各精细化子区域的动力灾变行为和损伤发展。研究表明:屏蔽厂房结构在设计、超设计、甚至巨震作用下的损伤变形特征均以剪切型破坏为主,随PGA增大损伤首先向洞口所在高度的环带方向拓展、贯穿,随后沿高度向上下不断延伸,损伤程度以闸门洞口环带最为严重、其次为上部洞口环带、再次为基础区域和上下洞口之间区域、最后为顶部水箱区域;余震对主震后结构损伤的加剧效应仍集中在已损伤区,随地震动PGA增大加剧效应呈现先增长后下降的趋势;闸门洞口区域损伤直接影响屏蔽厂房的损伤发展,该区域的灾变行为宜采用损伤最大值描述,其余区域可采用损伤平均值描述,在设计中应有针对性地对闸门洞口采取加强处理措施。

摘要：为研究混凝土结构的宏观力学响应及损伤行为,应用物质点法这一新型数值方法对椭圆骨料混凝土进行数值模拟研究。基于蒙特卡罗模拟方法,考虑混凝土的细观结构,提出了一种构建随机椭圆骨料混凝土细观几何模型的方法。在该几何模型的基础上,进一步提出一种快速建立混凝土细观物质点模型的方法。分别以弹塑性损伤本构模型和弹性本构模型模拟砂浆和骨料的力学行为,采用开发的物质点法程序对混凝土数值模型进行了单轴拉伸及单轴压缩数值试验。结果表明,物质点法模拟所得的结果与设计规范及有限元结果相近。可见,物质点法为混凝土结构损伤行为的数值模拟提供了一条可行的途径。