搜索到988篇“ 细观损伤“的相关文章
- 吸附CO_(2)煤体静力学特性及细观损伤破坏特征
- 2025年
- 为探究不同CO_(2)-荷载耦合作用对煤体力学特性及细观损伤破坏特征的影响,采用工业CT扫描系统、MTS 816岩石力学加载装置以及自主研制的气-固耦合试验装置,对原煤开展不同CO_(2)压力条件下的单轴加载试验,分析CO_(2)压力对煤体力学特性、破坏模式的影响,并基于图像处理技术分别从二维、三维尺度探究煤体细观损伤演化特征和裂纹扩展规律,从宏-细观层面揭示煤体对CO_(2)-荷载耦合作用的力学响应机制。结果表明:(1)气-固耦合作用下煤体应力-应变曲线可分为4个典型阶段,且峰值强度和弹性模量均随初始CO_(2)压力增加呈劣化趋势;(2)煤体裂隙扩展可分为裂隙吸附扩展阶段、裂隙压密闭合阶段、新裂隙萌生发育阶段和裂隙快速扩展贯通阶段,裂隙体积、裂隙率和三维分形维数均与气压呈正相关,且受CO_(2)气楔效应影响,受载煤体内部裂隙空间分布复杂化,破坏形式由单一的张拉破坏逐渐转为张拉、剪切共存的复合型破坏;(3)基于三维孔隙率定义了损伤变量,发现其值逐渐由0增至0.34,近似呈指数型上升,且通过对比气-固耦合作用下煤体峰值强度与损伤变量所得的理论强度,验证了损伤变量的合理性。
- 王磊张宇朱传奇刘怀谦陈礼鹏李少波吴雨轩
- 关键词:岩石力学原煤细观损伤破坏特征
- 变温养护条件下早龄期喷射混凝土宏细观损伤特征研究
- 2025年
- 高地温隧道(温度超过28℃)中,早龄期喷射混凝土的力学性能和耐久性受温度影响显著,特别是在经历从高温至常温的变温过程时,其宏观和细观损伤特征对工程安全具有决定性影响。针对变温养护条件下的早龄期喷射混凝土,制备了标准圆柱体试件,并在变温养护箱中进行养护。通过单轴压缩试验,获取了1d和3d龄期喷射混凝土的应力-应变曲线,评估了早龄期喷射混凝土的力学性能。通过高分辨率CT扫描破坏后的试件,揭示了喷射混凝土内部裂纹的形成和扩展特征。研究结果表明,变温养护条件下早龄期喷射混凝土内部损伤严重,微裂纹从试件内部形成逐渐向外发育成宏观裂缝。这些发现对于优化高地温隧道中喷射混凝土的施工工艺、提高结构的安全性和耐久性具有重要的理论和实际意义。
- 仇志龙
- 关键词:单轴压缩CT扫描
- 基于声发射和离散元理论煤体宏细观损伤力学行为研究
- 2025年
- 研究煤体在加载过程中的宏细观尺度损伤力学行为对于从本质上探寻连续-非连续型材料的损伤破坏机理至关重要。本文基于声发射监测实验并结合PFC2D离散元软件,从本质上阐述煤体材料复杂宏观力学行为的细观损伤破坏机理。研究结果表明:当煤体进入屈服阶段后,微裂隙结构彼此相互贯通并形成随意的漫射分布,声发射(AE)定位信号表现出明显的激增现象,这一现象可以作为煤体失稳破坏前的预警信息;围压的作用改变了煤体在宏观尺度下的纵向劈裂破坏模式,导致次生裂纹数量增加,并形成多个共轭剪切面,使煤体由纵向劈裂模式和剪切破裂模式向“Y”形剪切破坏模式和多剪切破坏模式转变;煤体宏观主破裂面与轴向应力方向形成的破裂夹角随围压变化呈正相关递增关系。在应力-应变全过程不同阶段中,煤体轴向应力与轴向应变对应微裂纹扩展演化的敏感性阈值指标,可为煤体宏细观损伤破坏机理研究提供借鉴。
- 张琪李祥春刘耀儒聂百胜
- 关键词:煤体声发射离散元
- GTN细观损伤模型的发展与应用综述
- 2024年
- 细观损伤力学分析广泛应用于韧性金属损伤、断裂、成形极限预测等领域。Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)损伤模型是细观损伤力学领域最为重要的经典模型之一。该模型将材料的细观孔洞演化过程与宏观力学行为相结合,描述材料在外部载荷作用下的细观损伤机理及宏观损伤失效行为。大量试验研究表明,在剪切载荷为主的应力状态下,材料内部孔洞体积分数并没有明显增加,但依然会发生失效。由于传统GTN模型只考虑孔洞体积分数变化对金属材料损伤行为的影响,使得GTN模型并不适合中、低应力三轴度下的损伤及断裂预测,因此多位学者都对原始GTN模型进行了修正。概述细观损伤力学和GTN模型的发展历程,并分析GTN模型的几种典型修正方法及其适用范围和优劣势,总结GTN模型参数标定方法。将GTN细观模型在工业领域中的应用分类整理,展望GTN模型的发展趋势,可为今后GTN模型的研究与应用提供参考。
- 陈鑫杨立飞于雪龚颖颖
- 关键词:细观损伤塑性成形
- HTPB推进剂热力耦合加速老化细观损伤机理分析被引量:3
- 2024年
- 为了深入探究端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂在热力耦合作用下的细观损伤机理,采用了试验表征和理论分析相结合的方法。具体而言,对在不同环境温度(50,70℃和90℃)及不同加载次数下的HTPB推进剂进行了细观层面分析。在50℃下,分别进行了约3000次和10800次加载;在70℃下,分别进行了约1800,3600次和7030次加载;而在90℃下,则进行了约1800次加载。研究发现:在热力耦合加速老化作用下,HTPB推进剂的细观损伤比单一因素老化更为显著。其细观损伤机理主要涉及两方面:一是由于基体热降解,基体自身的承载性能及其与颗粒间的粘接强度均有所下降,进而导致颗粒“脱湿”;二是颗粒的“脱湿”现象反过来进一步加剧了基体的热降解。这种相互作用使得细观损伤更加严重。研究还发现,随着老化温度的增加,细观损伤的程度会加剧,但温度过高将改变老化过程的细观损伤机理。此外,研究指出,在其他条件不变的前提下,合理选择终止加载次数对于判断HTPB推进剂是否发生显著细观损伤至关重要。本研究中,当50℃和70℃下的加载次数比(N/N_(End))分别超过0.281和0.330时,HTPB推进剂会产生显著的细观损伤。
- 曾毅黄薇陈家兴许进升陈雄武锐
- 关键词:HTPB推进剂
- 三维机织复合材料有限应变渐进损伤有限元模型及细观损伤机理
- 三维角联锁机织复合材料(Three-dimensional angle-interlock composites,3D AWC)具有高损伤容限、近净成型、可设计强等优点,能作为结构承载件应用于航空航天、船舶交通等工程领域...
- 张俊杰
- 关键词:细观结构
- 不同溶液及干湿循环作用下砂岩宏细观损伤效应试验与模型研究被引量:1
- 2024年
- 云冈石窟在降雨的反复作用下处于干湿循环的状态,其力学性质受到不同程度的劣化,将直接影响到石窟区砂岩的强度变形。以砂岩为研究对象,设计并进行不同溶液及干湿循环试验,建立宏观损伤统计本构模型,并结合SEM扫描电镜对细观结构损伤进行研究。研究表明:砂岩在干湿循环作用下,酸性环境对砂岩的劣化作用相对于中性环境更大;干湿循环初期发生劈裂破坏,后期逐渐演变为劈裂破坏和剪切破坏的结合;微观结构上均遭到一定程度的破坏,但酸性环境更明显。此研究为不同环境干湿循环作用下砂岩类文物的保护修复指导工作提供了理论依据,对于深入认识云冈石窟劣化损伤机理具有十分重要的意义。
- 冯美生冯美生周新宇
- 关键词:干湿循环砂岩
- PDC齿切削砾岩的细观损伤模拟被引量:1
- 2024年
- 砾岩一般具有孔隙结构复杂、非均匀性严重等特点,PDC钻头钻进砾岩地层时破岩效率普遍较低,室内试验很难有效地研究PDC齿的破岩过程。为此,采用离散元软件PFC2D建立了PDC齿切削砾岩的数值模型,研究不同切削深度、前倾角及岩石非均质度情况下,砾岩的破碎形式和过程,引入破岩比功评价了砾岩切削过程中的破岩效率。研究结果表明:一定范围内增加切削深度,砾岩内部剪切裂纹更快萌生且剪切裂纹占比显著增加,主裂纹沿自由面方向和切削方向绕砾扩展;提高砾岩非均质度,岩石逐渐由塑性破坏转变为脆性破坏,非均质度过高会增加砾岩的整体强度,且使作用在PDC齿上的冲击破坏频率增加,不利于破岩;当PDC齿以1 mm切削深度、5°前倾角切削砾岩时,可获得最高的破岩效率。所得结论可为PDC齿设计及切削参数选择提供理论支持。
- 杨宏宇邓清源叶柏良刘建平黄安龙
- 关键词:离散元数值模拟细观损伤
- 基于X-CT成像的泡沫混凝土细观损伤模拟方法
- 2024年
- 为探究常用于隧道减震设计的泡沫混凝土材料在受压荷载下的细观裂纹损伤发展过程以及细观损伤对宏观力学行为的影响,提出基于X-CT成像从细观尺度分析泡沫混凝土损伤过程的模拟方法。首先,借助X-CT扫描技术获取可表征泡沫混凝土细观多孔结构的X-CT图像,并对该图像进行二值化处理以获取用于建立泡沫混凝土细观模型的二值图;然后,采用自主编译的Python脚本插入内聚力单元模拟泡沫混凝土模型的损伤开裂过程,并分析不同孔隙率下泡沫混凝土的细观损伤变化规律。研究表明:1)泡沫混凝土应力-应变曲线上升阶段、塑性平台阶段的细观模拟结果与试验结果吻合较好,该方法为研究泡沫混凝土材料的细观损伤机制和宏观力学参数标定提供了新手段;2)在单轴受压过程中,连接多孔材料相邻孔隙的水泥基充当了“支柱”作用,接触法向压力随着应变积累而连通发展,泡沫混凝土模型受压时主要表现为剪切破坏;3)当泡沫混凝土孔隙率较低时,其峰值抗压强度会显著增加,但材料可能会在局部产生大规模开裂,孔隙的作用不能得到充分发挥。
- 刘继国崔庆龙崔庆龙彭文波舒恒
- 关键词:泡沫混凝土
- 小尺寸CT试样断裂行为的GTN细观损伤模型研究被引量:2
- 2024年
- 基于国产A508-Ⅲ钢的单轴拉伸测试,构建了Ramberg-Osgood力学本构模型和GTN(Gurson-Tvergaard-Needleman)细观损伤模型,并对模型参数进行了标定,开展了不同温度下小尺寸CT(1/6CT)试样的断裂韧性测试,采用规则化方法计算得到裂纹扩展阻力曲线(J-R曲线),分析了测试温度对材料断裂性能的影响。结果表明,随着温度从-100℃度降低至-130℃,断口韧窝区的宽度由43μm缩减至10μm,平均韧窝尺寸从0.3μm缩小至0.05μm,材料的塑性变形能力随着温度的降低而脆化。基于构建的力学本构模型和GTN细观损伤模型,采用有限元法分析了1/6CT试样从裂纹萌生、扩展至失效断裂的过程。结果表明,J-R曲线随着温度的下降而降低,断裂韧性(J_(IC)值)和裂纹扩展量(Δa)的降幅分别为43%和3%,相对误差不超过5%。这表明,基于GTN细观损伤模型的数值方法是研究小尺寸CT试样断裂行为的一种简便、有效的方法。
- 杨越李逸涵杨万欢黎军顽钟巍华宁广胜杨文
- 关键词:断裂韧性
相关作者
- 党发宁

- 作品数:349被引量:1,771H指数:22
- 供职机构:西安理工大学土木建筑工程学院
- 研究主题:混凝土 CT CT试验 细观损伤 数值模拟
- 田威

- 作品数:112被引量:618H指数:16
- 供职机构:长安大学建筑工程学院
- 研究主题:混凝土 细观损伤 CT 冻融循环 CT试验
- 陈厚群

- 作品数:292被引量:2,517H指数:30
- 供职机构:中国水利水电科学研究院
- 研究主题:混凝土 高拱坝 拱坝 CT 抗震安全
- 杨更社

- 作品数:319被引量:2,634H指数:32
- 供职机构:西安科技大学
- 研究主题:冻融循环 岩石 岩石力学 冻融 黄土
- 蒲毅彬

- 作品数:87被引量:1,419H指数:25
- 供职机构:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
- 研究主题:CT CT扫描 岩石 甲烷水合物 冻土