摘要：采用力学试验、微观表征和数值模拟研究原位TiB_(2)颗粒增强7075铝基复合材料在不同应力状态下的断裂行为。设计4组拉伸试样、1组剪切试样和1组压缩试样,并对这6组试样进行力学实验。通过原位应变测试和有限元模拟研究6组试样在变形过程中的应变分布。对6组试样的断口形貌进行表征,分析其在不同应力状态下的损伤演化机制。研究发现:该材料的主要断裂机制为界面脱粘和颗粒断裂,表现为高应力三轴度下的拉伸断裂和低应力三轴度下的剪切断裂。在拉伸断裂条件下,形核空洞的体积在最大主应力的作用下增大;在剪切断裂条件下,空洞的形状在最大剪应力作用下变化明显,而体积变化不明显。基于实验揭示的断裂机理,提出一种考虑最大主应力和最大剪应力的韧性断裂准则,该准则可以预测该复合材料在不同应力状态下的断裂曲面。与改进的Mohr−Coulomb、Lou−Yoon−Huh、Hu和Mu模型的对比分析表明,新模型能更准确地预测铝基复合材料的韧性断裂行为。

摘要：考虑到钢-混凝土交界面的特殊性,提出了三个用于评价交界面法向粘结性能的参数指标,包括法向粘结刚度、法向粘结强度和法向极限张开位移,使用断裂力学理论推导了参数的计算方法,设计并进行了钢-混凝土交界面法向粘结参数测定试验。试验结果表明:在交界面粘结力的作用下,试验荷载-裂缝口张开位移(P-CMOD)曲线初始上升段会经历线性段、过渡段和平台段三个阶段;随着钢板粗糙度的增加,交界面法向粘结强度的增幅要远大于法向粘结刚度和法向极限张开位移的增幅;单位粗糙度交界面各个法向粘结性能参数的增量随着钢板粗糙度的增加而减小,其中法向极限张开位移值的增量降低最多;在钢板足够粗糙的情况下,交界面的法向粘结性能应趋近于交界面处砂浆的力学性能。将理论计算结果与有限元分析结果进行对比,两者吻合度很好,表明理论分析方法和试验方法的正确性,计算得到的交界面法向粘结参数值可用于实际工程分析。

摘要：采用随机算法生成了指定体积分数的复合固体推进剂细观分析模型。通过有限元方法及对细观场量的均匀化处理,对复合固体推进剂不同随机分布、颗粒尺寸分布及在不同应变水平下的力学响应进行了数值模拟,研究了颗粒分布随机性及颗粒大小对推进剂松弛性能的影响,并预测推进剂在宏观上的松弛行为。类比于时间温度等效原理,建立了复合推进剂时间-应变等效,并通过该原理将各应变水平松弛曲线沿时间轴平移,得到复合推进剂的预测松弛模量主曲线,预测结果与试验结果吻合较好。通过该方法生成的细观分析模型,可直观描述细观结构损伤对推进剂松弛力学性能的影响,并可在一定程度上预测不同配比方案复合推进剂的宏观松弛行为,对复合固体推进剂的配方设计及固体火箭发动机装药设计具有一定的指导意义。

摘要：研究试验频率和温度对橡胶/纤维帘线复合材料动态粘合性能的影响,并通过扫描电镜分析粘合失效后纤维帘线的表面形貌。结果表明,降低试验频率和提高试验温度会加速橡胶/纤维帘线复合材料的粘合失效,这主要是由橡胶基体的破坏以及橡胶与纤维帘线的界面脱粘引起的。

摘要：钢筋与混凝土界面的脱粘是钢筋混凝土材料与结构的主要失效形式之一。针对建立的几何剪切筒模型和选取的常用实验加载方式,对3种不同损伤模型推导出循环荷载作用下钢筋与混凝土界面脱粘应力解析模型;借助描述疲劳裂纹扩展的Paris公式,进一步研究和分析了界面疲劳脱粘速率及界面疲劳裂纹扩展长度与循环加载次数的关系;同时分析了材料刚度衰减对疲劳裂纹扩展速率和扩展长度的影响。笔者对钢筋与混凝土界面的疲劳特性研究所建立的损伤模型和分析方法,为混凝土结构的安全设计及其寿命评估提供一个新思路。

摘要：本文开展了帽型加筋壁板完好试件和损伤试件的压缩稳定性试验,获得压缩载荷下帽型加筋壁板的屈曲载荷、破坏载荷和破坏模式。同时基于有限元软件ABAQUS,采用内聚力模型(CZM)技术模拟复合材料加筋壁板结构筋条-蒙皮粘接界面。模拟结果和试验结果吻合性良好,表明完好试件屈曲后结构仍具有极大地承载能力,胶层脱粘会导致快速的损伤演化,破坏载荷峰值几乎与界面起裂载荷相等;低速冲击损伤试件筋条-蒙皮脱粘极大地降低了壁板结构的屈曲载荷和破坏载荷,并导致结构失效位置发生变化。进一步研究发现截止端斜削角度从10°增加到30°,结构屈曲载荷和破坏载荷均逐渐增加。