国家教育部博士点基金(200806100042)
- 作品数：8 被引量：67H指数：5
- 相关作者：王启智倪敏罗林张盛樊鸿更多>>
- 相关机构：四川大学河南理工大学中国矿业大学（北京）更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：理学一般工业技术建筑科学水利工程更多>>
- U形切槽梁准脆性材料力学双参数测试法被引量：5
- 2012年
- 提出用变化U形切槽根部圆角半径的纯弯曲梁或三点弯曲梁同时测试准脆性材料断裂韧度和抗拉强度的方法。其测试原理为:首先对U形切槽二等分线上的弹性张开应力在断裂过程区长度上积分,再除以该长度,得到平均应力;然后用非局部应力法和平均应力得到含有断裂韧度和抗拉强度的破坏准则;将材料试验机测得的几组U形切槽梁的临界载荷代入平均应力破坏准则,得到有关这两个力学参数的超定方程组,再用恰当的数值方法求解。用此力学双参数测试方法必须知道U形切槽梁相应的应力集中系数,为此分别给出纯弯曲和三点弯曲U形切槽梁在宽范围内的应力集中系数,它们扩充和改进了现有应力集中系数手册中的有关数据。利用相关文献中的U形切槽梁实验数据验证了建议的测试方法是可行的。
- 王启智罗林
- 关键词：断裂韧度抗拉强度准脆性材料纯弯曲
- 用U形切槽梁同时测定准脆性材料的拉伸强度和断裂韧度:理论分析被引量：12
- 2009年
- 对于三点弯曲U形切槽梁二等分线上的张开应力,如果用Creager和Paris的经典近似公式计算,则其适用范围很小;而用我们修正的公式计算,其适用范围几乎函盖U形切槽二等分线上整个拉伸区。由张开应力在U形切槽二等分线断裂过程区长度上积分,然后除以该长度得到平均张开应力;当其达到临界值时就得到包含拉伸强度和断裂韧度两个材料参数的平均应力破坏准则;利用这一准则提出用三点弯曲U形切槽梁同时测定这两个材料参数的新方法。因此,只要在实验时,制作一系列切槽深度相等而根部曲率半径不同的待测准脆性材料的U形切槽梁,用三点弯曲加载并分别测得其临界荷载,在已知应力集中系数的情况下,应用平均应力破坏准则就得到一超定方程组,再用恰当的数值方法便可解出拉伸强度和断裂韧度两个未知数。
- 罗林王启智
- 关键词：准脆性材料断裂韧度
- SHPB冲击加载下四种岩石的复合型动态断裂实验研究被引量：8
- 2010年
- 分别用绿砂岩、黄砂岩、灰砂岩、大理岩制作了三种几何相似的(φ80mm、φ122mm、φ155mm)中心直裂纹平台巴西圆盘(CSTFBD)试样;利用分离式霍普金森压杆加载,进行了I型和I-II型复合动态断裂实验,并由实验结合有限元分析得到了四种岩石材料的I、II型动态断裂韧度KId、KIId。研究表明:动态断裂韧度均存在尺寸效应,试样尺寸对I-II型复合比和纯II型加载角均会产生影响,复合比随尺寸的增大而减小,大尺寸试样II型加载的加载角比小尺寸试样的小。同时,由于负值的T应力显著减小了裂纹的起裂角,用广义最大拉应力准则预测的起裂角更符合实验结果。
- 倪敏汪坤王启智
- 关键词：分离式霍普金森压杆动态断裂韧度
- 复合型三维裂纹应力强度因子计算方法的研究被引量：4
- 2009年
- 对单元初始应力法应用于复合型三维裂纹问题进行了研究。基于有限元分析技术,利用近裂尖退化的1/4节点奇异单元最佳应力点的应力和坐标,对含有内埋倾斜圆形复合型三维裂纹的圆柱体在远场均布拉伸应力作用下的应力强度因子进行了计算。结果表明,与解析解相比,单元初始应力法计算的KI的最大相对误差为1.44%,KⅡ的最大相对误差为-2.30%,KⅢ的最大相对误差为-1.22%。单元初始应力法对于复合型三维裂纹应力强度因子的计算具有较强的实用性,且计算精度高。
- 樊鸿张盛王启智
- 关键词：应力强度因子
- 钢纤维混凝土叠合梁非线性有限元分析及破坏过程的计算机仿真被引量：4
- 2010年
- 在试验研究的基础上,通过分析叠合梁二次成型、二次受力的过程,考虑材料非线性,运用V-F语言编制了钢纤维混凝土叠合梁非线性有限元计算程序,对钢纤维混凝土叠合梁从加载→开裂→破坏的全过程进行了数值模拟。将计算结果与实验结果作对比,二者吻合较好。同时,对掺入钢纤维后叠合梁的受力特性进行了研究。结果表明:随着钢钎维含量的提高有效的阻止了裂纹开展的程度,并能减缓受拉钢筋应力超前的现象。最后,通过构造DXF格式的图形转换文件,对钢纤维叠合梁的破坏过程实现了部分计算机仿真。
- 蒋玉川徐双武黄陆海
- 关键词：叠合梁非线性有限元DXF计算机仿真
- 用直裂缝平台巴西圆盘确定混凝土的动态起裂韧度被引量：11
- 2010年
- 采用一种直裂缝平台巴西圆盘试件,在分离式霍普金森压杆系统上研究了混凝土动态起裂韧度的测试方法。该方法基于一维应力波理论,利用压杆上的应变信号计算试件所受的动态冲击载荷,结合动态有限元法求得试件相应的动态应力强度因子,再由试件上应变片测得的起裂时间对应的临界动态应力强度因子,即为混凝土的动态起裂韧度。试验表明,混凝土的动态起裂韧度高于在材料试验机上测得的静态断裂韧度,在动态加载情况下,圆盘试件除在预制裂缝方向产生与静态加载一样的裂缝扩展外,还产生大致平行于预制裂缝方向的多重裂缝扩展破坏现象。试件破坏模式、临界破坏时间等是影响混凝土材料动态起裂韧度测试结果的重要因素。
- 樊鸿张盛王启智
- 关键词：混凝土霍普金森压杆
- 霍普金森杆冲击压缩单裂纹圆孔板的岩石动态断裂韧度试验方法被引量：24
- 2013年
- 对压缩单裂纹圆孔板（single cleavage drilled compression-SCDC）砂岩试样，利用分离式霍普金森压杆（SHPB）冲击加载，进行了岩石张开型（I型）动态断裂实验。分别采用2种方法确定砂岩的动态断裂韧度，第1种方法是实验一数值法：由SHPB弹性杆上应变片获得作用在试件上的加载力，然后输入有限元分析程序求得试样裂尖动态应力强度因子，对应于裂尖起裂时刻的动态应力强度因子即为材料动态断裂韧度值；第2种方法是准静态法：将载荷峰值代入静态应力强度因子公式确定动态断裂韧度。2种方法的结果差异较大，对无量纲裂纹长度α／R=0．64（A组）试样，准静态方法确定的断裂韧度值要比实验．数值法确定的断裂韧度值平均要小35％～62％；对无量纲裂纹长度α／R=1．61（B组）试样，准静态方法的计算结果比实验-数值法的计算结果平均要小72％～83％。从原理上讲，实验-数值法比准静态法能更合理地测定岩石的动态断裂韧度。
- 倪敏苟小平王启智
- 关键词：分离式霍普金森压杆
- 大理岩Ⅰ–Ⅱ复合型动态断裂的实验研究被引量：9
- 2009年
- 利用霍普金森压杆系统对几何相似的3种尺寸(φ50mm,φ130mm,φ200mm)中心直裂纹平台巴西圆盘大理岩试样进行了3种加载角(载荷方向与裂纹线的夹角分别为0°,10°和19°)的径向冲击实验,采用实验–数值方法确定复合型动态断裂的I,II型应力强度因子时间历程曲线KI(t)和KII(t),以及起裂时刻tf的复合比(KI(tf)/KII(tf))。在100μs加载时间内试样尺寸对复合比会产生影响:对于静态情况为I–II复合型加载的10°加载角,在动态加载时,φ50mm尺寸试样仍处于复合型加载,而φ130mm,φ200mm尺寸试样已经处于II型加载,产生这种差异的原因是应力波与裂纹面相互作用产生的扰动。岩石I,II型动态断裂韧度(KId,KIId)均存在尺寸效应,而且KIId比KId的尺寸效应更为显著,对此现象从能量的角度给出解释。考虑裂纹尖端应力场Williams特征展开式的第一非奇异常数项,T应力对动态应力强度因子的计算并无影响,但对复合型动态断裂的开裂角有一定的影响。
- 冯峰王启智
- 关键词：岩石力学动态断裂韧度尺寸效应
