摘要：针对中国缺少T800级复合材料螺栓连接设计参数的问题,发展一种综合连续损伤力学(CDM)和工程算法的单剪连接强度估算策略,以替代试验,降低研究周期和成本。在该强度估算策略中,首先建立试件的CDM有限元模型,通过数值模拟得到单剪螺栓连接的设计参数,包括单剪挤压强度修正系数、无缺口层合板拉伸强度和应力集中减缓因子等。随后根据上述参数,建立工程算法,估算复合材料单剪螺栓连接的最终挤压强度。结果表明:通过该策略得到的T800级复合材料螺栓连接设计参数和强度估算结果与试验结果有较好的一致性,说明该强度估算策略的可行性。

摘要：开展了基于连续损伤力学(CDM)的涂层抗划伤能力仿真研究,建立了损伤力学材料模型。通过有限元软件ABAQUS提供的子程序(VUMAT)接口,将该材料模型嵌入到ABAQUS求解器。以裂纹横穿涂层的压头反力来衡量涂层的抗划伤能力,预测涂层抗划伤能力。研究发现:用所建立的自定义材料模型对涂层划伤进行分析,不仅可以得到涂层的应力分布,而且可以预测涂层在载荷作用下裂纹的产生和扩展趋势;涂层对划伤速度高的载荷具有更高的抵抗划伤能力,涂层厚度对涂层抗划伤能力也有一定影响;而基体材料性能和基体厚度对涂层抗划伤能力的影响很小,研究结论可以为涂层材料的优化设计提供理论支持。

摘要：基于Lemaitre损伤理论,利用改进的损伤演化模型和损伤解耦简化分析方法,对钛合金材料TC4(Ti6Al4A)进行等幅低周疲劳损伤演化的理论分析和试验研究。试验结果表明,TC4材料的明显循环软化阶段和宏观裂纹扩展阶段较短,在两者之间的稳定损伤演化阶段,随循环次数的增加,应力幅平稳、缓慢地降低,下降幅度不很大,该阶段构成低周疲劳寿命的主要部分;在典型低周疲劳阶段TC4材料损伤抗力较强,疲劳破坏对于连续损伤比较敏感。用简化的损伤力学分析方法,计算试件和元件的低周疲劳损伤和寿命,验证方法的有效性。所建议的方法比较简单,可用于具有类似疲劳破坏特点的材料与构件的损伤演化分析和寿命预测。

摘要：损伤力学是近十年来逐渐形成，并在不断发展的一门新兴力学学科。它使以往靠经典力学理论无法理解的一些材料力学行为得以解释，并在现代工程设计中逐渐显示出巨大作用。现已引起国际力学界和工程界的极大关注。本文首先简要地阐述有关连续损伤力学的基本概念、分析方法及理论框架。

摘要：直升机金属动部件的表面缺陷是其重要的疲劳破坏源。首先收集并统计分析了直升机铝合金关键动部件表面冲击凹坑缺陷的深度数据,结果发现其深度尺寸服从正态分布,并以90%的缺陷尺寸覆盖率为依据确定了冲击凹坑缺陷的标准尺寸。采用有限元方法结合连续损伤力学理论对一种航空常用铝合金材料(2A12)的冲击凹坑形成和疲劳起裂寿命进行了研究,并通过疲劳试验结果验证了方法的合理性。研究表明合理的冲击凹坑缺陷疲劳寿命分析必须考虑缺陷局部的残余应力和塑性应变的影响。

摘要：经典连续损伤理论中，通常是由有效应力概念和应变等效假设来建立损伤材料的本构方程。已经发现有效应力概念与应变等效假设存在较大缺陷，基于应变等效假设的损伤本构方程不能正确反映实际材料的损伤行为。为克服经典连续损伤理论存在的缺陷，在严格的不可逆热力学理论基础上，提出了建立损伤本构方程的本构泛函展开法，推导出弹性各向同性损伤材料本构方程的一般形式。研究表明，弹性各向同性损伤可由定义在细观尺度下的一个标量损伤变量来描述，在小应变情况下材料的本构方程中有两个独立的“损伤效应函数”，来表征损伤对材料宏观力学性能的影响。损伤效应函数的具体形式可由细观力学解答确定，从而使连续损伤力学与细观损伤力学有机结合在一起。在广义标准材料理论框架下，利用本构泛函展开法，推导出弹性各向同性损伤演化方程的一般形式。

摘要：研究材料的变形与破坏理论的损伤力学,至今已发展各种各样的损伤理论,经典各向同性损伤理论的建立促进了损伤力学的飞速发展,但是在实际损伤演化过程中,材料的劣化是从各个方向进行的,因此各向异性损伤理论能够更加准确的描述材料的破坏机理,文章介绍并比较了几种经典各向同性与各向异性损伤理论,通过未损和损伤材料的不同等效假定,建立多种损伤变量,推导出材料的损伤本构模型。

摘要：为研究粘弹性连续损伤理论用于表征沥青混合料的疲劳性能及其对混合料抗疲劳性的影响,通过改性聚合物和纳米黏土改性沥青使用线性幅度扫描,对混合料以不同的加载速率进行4点弯曲梁疲劳试验,采用400、600、800、1000微应变,结合粘弹性连续损伤力学(VECD)概念,建立沥青混合料疲劳寿命模型.结果表明:沥青的完整性与粘弹性参数之间存在很强的相关性且与沥青混合料的抗疲劳性有较好的相关,同时沥青的LAS测试结果可与VECD疲劳模型结合使用估测HMA混合物的疲劳寿命.

摘要：目的可降解支架的局部腐蚀在脉动循环荷载下产生应力集中,是导致支架断裂的重要原因。针对当前研究中,未考虑支架腐蚀状态下的疲劳损伤问题,本文以支架降解过程中有效应力及材料属性改变为切入点,建立将疲劳损伤考虑在内的动态降解模型,探究脉动循环荷载频率对支架降解的影响。方法基于连续损伤力学原理,在均匀腐蚀、应力腐蚀和点腐蚀损伤的基础上,叠加Miner线性累积准则计算不同应力状态下的疲劳损伤,对单元的材料属性进行线性化衰减调整,模拟支架的宏观损伤和强度弱化效应。选择正常心率范围内60、80、100 Hz 3种频率进行脉动循环荷载下支架降解模拟,观察支架降解形态和断裂时间差异。结果3种脉动压频率下,支架首先降解和最后断裂区域均位于支架花冠处。不同频率支架降解的差异主要体现在支架的高应力区域,随脉动压频率增加支架的断裂时间分数分别为9.5、9.7、10.8 T,导致支架降解形态差异的主要因素来自应力腐蚀损伤和疲劳损伤。结论脉动荷载频率增加对支架的降解有促进作用,特别是频率接近正常心率上限时支架的断裂时间显著加快,因此在可降解支架设计时应充分考虑脉动荷载频率对支架服役性能的影响。所建立的模型能够为可降解支架结构设计及疲劳性能评估提供理论依据和数值模拟参考。