检索结果-内蒙古大学图书馆

中南大学学报(自然科学版) 2025年第2期56卷 586-597页

作者：郭文华冶桐杰陈定市中南大学土木工程学院湖南长沙410075

提出一种高效的混凝土多边形随机骨料生成算法,基于内聚力模型研究混凝土的细观断裂行为,并建立混凝土细观受拉概率本构模型。首先,采用Monte Carlo方法建立细观混凝土结构模型,并采用射线法判断多边形之间的干涉关系。其次,编制全局内... 详细信息

提出一种高效的混凝土多边形随机骨料生成算法,基于内聚力模型研究混凝土的细观断裂行为,并建立混凝土细观受拉概率本构模型。首先,采用Monte Carlo方法建立细观混凝土结构模型,并采用射线法判断多边形之间的干涉关系。其次,编制全局内聚力单元插入程序,基于大量细观混凝土骨料模型的断裂数值模拟探究混凝土细观尺度断裂行为,并对模拟结果进行试验验证。最后,研究骨料体积分数和加载速率对混凝土断裂行为的影响,基于大量试件计算结果建立混凝土细观受拉概率本构模型。研究结果表明:采用射线法可有效提升随机多边形骨料的生成效率和投放体积;建立的混凝土细观概率力学本构模型能够反映骨料随机性导致的混凝土本构曲线变异性;混凝土抗拉强度随着骨料体积分数增加而呈现线性下降,但混凝土弹性模量有所增加;混凝土的抗拉强度随加载速率增加而明显提升。

关键词：混凝土细观层次随机骨料内聚力模型断裂行为

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不同应变率条件下推进剂/衬层界面内聚力模型及其在脱粘模拟中的应用

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应用力学学报 2025年

作者：尚一星尹征南上海市应用数学和力学研究所上海市能源工程力学重点实验室上海大学力学与工程科学学院

界面脱粘是固体发动机体常见的破坏形式之一，内聚力模型（CZM）是研究发动机推进剂/衬层界面脱粘的重要手段。首先通过标准矩形试件扯离实验获得6种不同应变率下的载荷-位移曲线，确认了试件的破坏形式为粘接失效，总结了载荷-位移曲... 详细信息

界面脱粘是固体发动机体常见的破坏形式之一，内聚力模型（CZM）是研究发动机推进剂/衬层界面脱粘的重要手段。首先通过标准矩形试件扯离实验获得6种不同应变率下的载荷-位移曲线，确认了试件的破坏形式为粘接失效，总结了载荷-位移曲线的主要特征。其次，利用响应曲面法构建了获得整体最优参数的方法，通过该方法反演得到双线性（bilinear）与指数型（exponential）内聚力模型的最优参数，通过与实验曲线的对比，指明了两种模型的优缺点。最后，将指数型内聚力模型代入圆管发动机有限元模拟中，研究了内聚力参数、加载速率、界面刚度、壳体/推进剂模量等因素对界面脱粘行为的影响。结果表明，刚度与断裂能对脱粘长度有较大影响，而最大强度只影响最大剥离力，加载速率对最大剥离力与剥离长度都有明显影响，推进剂的弹性模量和界面刚度对圆管发动机r方向路径上的应力有较大影响，壳体的弹性模量却并无影响。

关键词：内聚力模型响应曲面法脱粘

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基于内聚力模型CZM的水工沥青混凝土开裂损伤影响因素分析

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中国农村水利水电 2025年第4期 90-96页

作者：吴鹏王俊杰刘良军孙众凌会坤重庆交通大学材料科学与工程学院重庆腾云工程咨询有限公司重庆巫山水利发展有限公司重庆交通大学河海学院

为探究水工沥青混凝土开裂损伤的影响因素，通过室内试验获取有限元参数，采用内聚力模型CZM对沥青混凝土开裂过程进行数值模拟。在沥青砂浆和沥青砂浆-骨料黏结面插入零厚度cohesive单元，通过程序代码实现骨料随机分布，分析了骨料形... 详细信息

为探究水工沥青混凝土开裂损伤的影响因素，通过室内试验获取有限元参数，采用内聚力模型CZM对沥青混凝土开裂过程进行数值模拟。在沥青砂浆和沥青砂浆-骨料黏结面插入零厚度cohesive单元，通过程序代码实现骨料随机分布，分析了骨料形状及空间分布、试件尺寸、初始裂缝长度以及骨料含量对沥青混凝土抗裂性能的影响，模拟了沥青混凝土从裂缝萌芽、裂缝扩展到完全失效的全过程。结果表明：裂缝最初在沥青砂浆-骨料黏结面处萌芽，随后贯穿沥青砂浆界面从而完成开裂，其中骨料粒径越大、数量越多的区域，裂缝出现概率越大且数量越多；骨料形状越规则，分布越均匀，材料抵抗开裂能力就越强；小尺寸试样的抗裂性能受骨料空间分布影响更明显，力学性能变化更敏感；骨料含量占比越大，沥青砂浆-骨料黏结面量越多，即薄弱区域越多，沥青混凝土极限承载能力就越弱。

关键词：沥青混凝土半圆弯曲试验内聚力模型随机骨料细观开裂

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内聚力模型在泡沫沥青混合料离散元模拟中的应用

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湖南大学学报（自然科学版） 2019年第5期46卷 115-123页

作者：梁何浩王端宜邓志刚梁遐意徐驰华南理工大学土木与交通学院广东广州510641 广西交通科学研究院有限公司广西南宁530000

为研究内聚力本构模型对泡沫沥青冷拌混合料的适用性,基于内聚力本构模型,结合Matlab软件“凸包法”和三维ODEC算法,建立了泡沫沥青冷拌混合料的三维模型试件.同时,对不同级配的混合料进行模拟劈裂试验,用对比分析和统计分析的方法观察... 详细信息

为研究内聚力本构模型对泡沫沥青冷拌混合料的适用性,基于内聚力本构模型,结合Matlab软件“凸包法”和三维ODEC算法,建立了泡沫沥青冷拌混合料的三维模型试件.同时,对不同级配的混合料进行模拟劈裂试验,用对比分析和统计分析的方法观察数值模拟与室内试验的结果.研究结果表明:“凸包法”和三维ODEC算法相结合能够模拟泡沫沥青冷拌混合料中的粗集料棱角性,数值模拟的劈裂试验强度-变形曲线发展趋势和实际的劈裂试验规律基本相符.模拟数据与试验数据具有良好的相关性,表明内聚力本构模型的三维离散元模拟能有效应用于泡沫沥青冷拌混合料设计.

关键词：沥青混合料数值模拟泡沫沥青内聚力模型离散元劈裂试验

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内聚力模型的形状对胶接结构断裂过程的影响

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力学学报 2016年第5期48卷 1088-1095页

作者：张军贾宏郑州大学化工与能源学院郑州450001

内聚力模型被广泛应用于粘接结构的断裂数值模拟过程中,为深入分析不同形状内聚力模型与胶黏剂性质和粘接结构断裂之间的关系,本文分别采用脆性和延展性两种类型胶黏剂,对其粘接的对接试件进行了单轴拉伸、剪切实验,以及其粘接的双臂梁... 详细信息

内聚力模型被广泛应用于粘接结构的断裂数值模拟过程中,为深入分析不同形状内聚力模型与胶黏剂性质和粘接结构断裂之间的关系,本文分别采用脆性和延展性两种类型胶黏剂,对其粘接的对接试件进行了单轴拉伸、剪切实验,以及其粘接的双臂梁试件进行了断裂实验.3种类型的内聚力模型(抛物线型、双线型和三线型)分别模拟了以上粘接结构的断裂过程,并与实验结果进行对比.结果发现:双线型的内聚力模型适用计算脆性胶黏剂的拉伸与剪切的断裂过程;指数型内聚力模型较适合计算延展性胶黏剂的拉伸和剪切的断裂过程,临界应力、断裂能和模型的形状参数是分析拉伸和剪切的重要参数;双臂梁试件的断裂过程模拟结果发现,断裂曲线与胶黏剂性质有关,内聚力模型形状参数也有影响.通过实验与计算结果分析,双线型内聚力模型更适合脆性胶黏剂粘接的双臂梁断裂计算,而三线型更适合计算延展性胶黏剂粘接的双臂梁断裂过程,此研究结果对胶黏剂的使用和粘接结构的断裂分析有很重要意义.

关键词：内聚力模型胶黏剂粘接结构断裂

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基于内聚力模型的AISI4135高强钢氢致滞后断裂数值模拟

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金属学报 2011年第5期47卷 594-600页

作者：王艳飞巩建鸣蒋文春姜勇唐建群南京工业大学机械与动力工程学院南京210009 中国石油大学(华东)机电工程学院东营257061

基于有限元ABAQUS软件,利用内聚力模型和与H相关的线性内聚力—张开位移率关系,开发了顺次耦合的氢致滞后断裂有限元计算程序,预测了预充H的AISI4135高强钢圆柱缺口试样在常载荷拉伸条件下的滞后断裂时间和裂纹萌生位置,同时考察初始H... 详细信息

基于有限元ABAQUS软件,利用内聚力模型和与H相关的线性内聚力—张开位移率关系,开发了顺次耦合的氢致滞后断裂有限元计算程序,预测了预充H的AISI4135高强钢圆柱缺口试样在常载荷拉伸条件下的滞后断裂时间和裂纹萌生位置,同时考察初始H含量、缺口尖端应力集中系数和拉伸载荷对滞后断裂的影响,并和文献报道的相关实验结果进行比较.结果表明,CZM模型能够较好地模拟预充H高强度钢的氢致滞后断裂过程,预测结果和实验结果基本一致.氢致滞后断裂存在H临界值,当缺口尖端高应力区聚集的H浓度达到临界值时,裂纹才会在此萌生,此临界值与材料所受的载荷大小、缺口尖端的应力集中系数(缺口半径)有关,而与初始H浓度无关随着缺口尖端应力集中系数、拉伸载荷的降低,滞后时间将显著增大,临界H浓度也增大.

关键词：内聚力模型氢致滞后断裂高强钢氢脆

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基于探针试验的预浸料黏性内聚力模型

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航空学报 2018年第2期39卷 275-287页

作者：舒展彭啸李发飞徐强浙江大学机械工程学院流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

以预浸料黏性为研究对象,通过探针试验,研究了预浸料铺放过程中预浸料与模具之间的脱粘失效行为及其随铺放工艺参数的变化规律。试验中发现铺放速率、压力和温度对预浸料黏性行为影响显著,且存在界面失效(低温)和内聚失效(高温)两种失... 详细信息

以预浸料黏性为研究对象,通过探针试验,研究了预浸料铺放过程中预浸料与模具之间的脱粘失效行为及其随铺放工艺参数的变化规律。试验中发现铺放速率、压力和温度对预浸料黏性行为影响显著,且存在界面失效(低温)和内聚失效(高温)两种失效模式。针对这一现象,采用指数内聚力模型(CZM)表征了预浸料的黏性行为,利用该模型描述了不同铺放温度下粘结层应力快速上升、损伤扩展和最终失效的脱粘过程,定量地给出了黏性CZM参数与铺放工艺参数之间的关系。研究结果表明,预浸料粘结强度和特征位移均随铺放速率增加而近似线性减小,均随铺放压力增加而近似线性增大。随铺放温度的增加,黏性CZM参数先增大后减小,近似呈二次关系。为制定特定铺放条件下的铺放工艺规划提供参考。

关键词：自动铺放预浸料黏性行为探针试验内聚力模型

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基于内聚力模型的再生沥青混合料低温断裂性能研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第2期55卷 473-484页

作者：吴昊宋卫民邓子成中南大学土木工程学院湖南长沙410075

内聚力模型(CZM)在沥青混凝土开裂研究中得到了广泛应用,但采用内聚力模型对再生沥青混凝土断裂的研究还很少。本文采用随机算法和坐标控制法建立包含旧集料和新集料的再生沥青混合料半圆弯拉模型,将模型分为集料同分布模型和集料随机... 详细信息

内聚力模型(CZM)在沥青混凝土开裂研究中得到了广泛应用,但采用内聚力模型对再生沥青混凝土断裂的研究还很少。本文采用随机算法和坐标控制法建立包含旧集料和新集料的再生沥青混合料半圆弯拉模型,将模型分为集料同分布模型和集料随机分布模型两类。研究-10℃时不同RAP掺量(0、25%、50%、75%、100%,质量分数)对再生沥青混合料SCB试件应力强度因子K_(IC)、断裂能G_(F)和抗裂指数I_(CR)的影响。研究结果表明:无RAP掺入的SCB试件具有较好的断裂性能;随着RAP掺量增大,应力强度因子K_(IC)、断裂能G_(F)和抗裂指数I_(CR)均减小,表明RAP的掺入会削弱沥青混合料的低温断裂性能;采用有限元模型得到的断裂参数与室内试验结果一致;相比于集料同分布模型,集料随机分布模型各评价指标的变异性系数整体更大,表明集料分布状态对开裂结果有一定影响;当计算样本足够多时,这两类模型获得的抗裂参数变化规律一致,可有效评价再生沥青混合料断裂性能。

关键词：再生沥青混合料应力强度因子断裂能抗裂指数内聚力模型

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基于内聚力模型的夹层玻璃梁冲击破坏过程仿真

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华南理工大学学报（自然科学版） 2013年第5期41卷 139-144页

作者：高伟臧孟炎华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室湖南长沙410082

为了模拟夹层玻璃梁的冲击破坏过程,基于有限元中常用的内聚力模型的基本概念,提出了适用于三维球形离散单元的破坏模型.该模型将离散单元之间的作用分为连接型、内聚型和接触型3类.当两离散单元间满足破坏准则时,它们之间的作用由连接... 详细信息

为了模拟夹层玻璃梁的冲击破坏过程,基于有限元中常用的内聚力模型的基本概念,提出了适用于三维球形离散单元的破坏模型.该模型将离散单元之间的作用分为连接型、内聚型和接触型3类.当两离散单元间满足破坏准则时,它们之间的作用由连接型变为内聚型,内聚力由离散单元之间的分开量求出.将该破坏模型在自主开发的离散元/有限元耦合计算程序CDFP中实现,并仿真了夹层玻璃梁的冲击破坏过程,得到了与试验结果相近的破坏形式,说明了该破坏模型和仿真分析方法的有效性.

关键词：夹层玻璃冲击破坏内聚力模型有限元离散元

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基于内聚力模型的纤维复合材料残余应力分析

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材料热处理学报 2014年第12期35卷 216-221页

作者：赵玉萍袁鸿韩军杨雄飞暨南大学应用力学研究所重大工程灾害与控制教育部重点实验室广东广州510632 湖南科技大学工程力学系湖南湘潭411201

采用界面弹性-软化内聚力模型,用解析法研究了单纤维/聚合物基体复合材料高温固化后的残余应力分布。结果表明:较高固化温度引起界面软化和脱粘;纤维中残余应力分布由应力增长区和应力平台区组成,残余应力平台值与固化温度及纤维和基体... 详细信息

采用界面弹性-软化内聚力模型,用解析法研究了单纤维/聚合物基体复合材料高温固化后的残余应力分布。结果表明:较高固化温度引起界面软化和脱粘;纤维中残余应力分布由应力增长区和应力平台区组成,残余应力平台值与固化温度及纤维和基体热膨胀系数差值成正比,界面参数只对残余应力增长区的分布有影响;在界面断裂韧性相同情况下,界面弹性模量增加缩短应力传递长度,界面软化模量增加减少软化长度,弹性和软化模量变化不影响界面脱粘的温度。

关键词：复合材料残余应力解析法界面内聚力模型

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