检索结果-内蒙古大学图书馆

固体力学学报 2025年第1期46卷 1-14页

作者：董文博陈子光江汉大学智能制造学院武汉430056 华中科技大学航空航天学院工程力学系武汉430074 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074

孔隙率是砂岩复杂特性的一项关键因素,显著影响其压缩强度和变形参数.针对砂岩的压缩破坏开展孔隙率对其断裂行为影响的研究具有重要的理论意义和工程价值.本文采用半均质化近场动力学(IH-PD)模型和全均质化近场动力学(FH-PD)模型,分别... 详细信息

孔隙率是砂岩复杂特性的一项关键因素,显著影响其压缩强度和变形参数.针对砂岩的压缩破坏开展孔隙率对其断裂行为影响的研究具有重要的理论意义和工程价值.本文采用半均质化近场动力学(IH-PD)模型和全均质化近场动力学(FH-PD)模型,分别对单轴压缩加载下砂岩的断裂行为进行模拟.通过将IH-PD和FH-PD的模拟结果与实验结果进行对比,验证了IH-PD模型用于处理压缩断裂问题的准确性和优越性.结果表明,IH-PD模型能够捕捉到受压砂岩断裂过程中产生的横向裂纹,能够反映出孔隙分布变化引起的裂纹路径差异.通过模拟不同孔隙率砂岩的压缩断裂行为,研究了孔隙对受压砂岩断裂模式的影响.结果表明,单轴压缩加载下,孔隙率对砂岩中裂纹的路径、粗糙度、曲折度均产生明显影响.

关键词：近场动力学半均质化砂岩孔隙率压缩破坏

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单晶Ⅰ型弹塑性开裂取向效应的离散位错动力学-近场动力学研究

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固体力学学报 2023年第5期44卷 565-577页

作者：董文博陈子光华中科技大学航空航天学院工程力学系武汉430074 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074

本文采用基于近场动力学框架的位错动力学叠加模型对FCC单晶在四种不同取向下的I型弹塑性开裂行为进行模拟研究.在模型中,无需预设裂纹扩展路径和内聚力区域,裂纹扩展路径由位错与裂纹的相互作用自动确定.数值计算了FCC单晶体在不同取... 详细信息

本文采用基于近场动力学框架的位错动力学叠加模型对FCC单晶在四种不同取向下的I型弹塑性开裂行为进行模拟研究.在模型中,无需预设裂纹扩展路径和内聚力区域,裂纹扩展路径由位错与裂纹的相互作用自动确定.数值计算了FCC单晶体在不同取向时的位错分布演化和裂纹扩展路径.分析表明取向会影响韧性和断裂行为,并证实了单晶体的单轴拉伸开裂行为遵循施密特因子关系,即位错更倾向于在施密特因子大的滑移面上形核并滑移.计算得到位错裂纹演化结果显示,不同取向时位错在滑移系上的分布和演化行为会导致不同晶体断裂模式.

关键词：离散位错动力学近场动力学塑性断裂晶体取向

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考虑加载频率的超高周疲劳寿命预测

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固体力学学报 2024年第4期45卷 488-495页

作者：舒力力陈永辉潘凯徐乾罡郭凯张桢华中科技大学航空航天学院工程力学系武汉430074 华中科技大学工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074 中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室西安710065 中国航空研究院北京100012

超高周疲劳试验可以通过传统的电磁振动(30-3000 Hz)、超声振动(20 kHz)等测试方法实现.对于同一材料,采用不同加载频率的测试方法得到的疲劳寿命可能存在差异.为了充分利用不同测试系统得到的超高周疲劳寿命数据,关于考虑加载频率的超... 详细信息

超高周疲劳试验可以通过传统的电磁振动(30-3000 Hz)、超声振动(20 kHz)等测试方法实现.对于同一材料,采用不同加载频率的测试方法得到的疲劳寿命可能存在差异.为了充分利用不同测试系统得到的超高周疲劳寿命数据,关于考虑加载频率的超高周疲劳寿命预测方法亟待研究.本文结合基于Tanaka的位错理论的裂纹萌生寿命预测模型以及Paris裂纹扩展的寿命预测模型,引入频率对有效应力及疲劳强度的影响,得到超高周疲劳寿命预测模型.利用本文提出的模型,针对钛合金TC17和镍基高温合金GH4169在不同加载频率下的超高周疲劳试验数据进行寿命预测验证,结果显示本文模型能较好地表征不同加载频率下材料的超高周疲劳特性.本文模型建立了不同加载频率下的疲劳寿命数据的关联.

关键词：加载频率超高周疲劳寿命预测

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混凝土梁三点弯曲断裂模式转变的近场动力学模拟

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固体力学学报 2022年第5期43卷 614-624页

作者：吴攀周志昆陈子光华中科技大学航空航天学院工程力学系武汉430074 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074

混凝土结构的宏观损伤开裂与其非均质微观结构紧密相关.底部带切口的混凝土梁在进行三点弯曲破坏时,随着切口的位置由梁中向梁边转移,裂纹由从切口处萌生并生长转变为从梁的中部萌生.论文采用半均质化近场动力学(IH-PD)模型和全均质化... 详细信息

混凝土结构的宏观损伤开裂与其非均质微观结构紧密相关.底部带切口的混凝土梁在进行三点弯曲破坏时,随着切口的位置由梁中向梁边转移,裂纹由从切口处萌生并生长转变为从梁的中部萌生.论文采用半均质化近场动力学(IH-PD)模型和全均质化近场动力学(FH-PD)模型,分别对混凝土梁三点弯断裂问题进行模拟研究.IH-PD模型根据混凝土中骨料体积分数随机生成不同键的组合方式,将微观尺度的非均质性引入模型,无需详细描绘骨料形状和分布即可考虑混凝土非均质性.论文将IH-PD与FH-PD模型得到的断裂模式随切口位置的变化关系,与实验结果对比,分析微观结构对混凝土梁开裂的影响;基于非均质材料特征尺寸与IH-PD模型网格参数的相关性,模拟骨料大小对混凝土梁断裂模式的影响;另外,通过在IH-PD模型中设置预损伤的方式引入随机分布的孔隙,探讨孔隙率对混凝土断裂模式的影响.

关键词：混凝土近场动力学半均质化准静态开裂三点弯曲

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气-液横向流动下悬臂柱体结构涡激振动机理研究

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应用数学和力学 2022年第5期43卷 577-585页

作者：严浩代胡亮王琳倪樵华中科技大学航空航天学院工程力学系武汉430074 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074

针对潜艇侦查望远镜举升水面时产生的涡激振动现象,该文建立了悬臂柱体结构受气-液两种不同横向流作用下的涡激振动理论模型.研究了两种流体不同的分布比和密度比对柱体结构涡激振动行为的影响规律.基于Galerkin法和Runge-Kutta法,得到... 详细信息

针对潜艇侦查望远镜举升水面时产生的涡激振动现象,该文建立了悬臂柱体结构受气-液两种不同横向流作用下的涡激振动理论模型.研究了两种流体不同的分布比和密度比对柱体结构涡激振动行为的影响规律.基于Galerkin法和Runge-Kutta法,得到了柱体结构涡激振动响应的数值结果.研究表明,柱体结构的涡激振动锁频区随着流体分布比的增大而增大,自由端最大幅值随着流体分布比的增大先增大后减小.当分布比为0.5附近时,振幅出现极大值,该极大值随着流体密度比的减小呈现明显的增大趋势.此外,柱体的动力学行为随着流体分布比的变化呈现出周期和多周期等振动模式.该研究可为潜艇侦查望远镜结构的设计与分析提供理论指导意义.

关键词：涡激振动悬臂柱体锁频横向流

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金属材料腐蚀疲劳的近场动力学模拟

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固体力学学报 2024年第3期45卷 326-340页

作者：潘雨崧彭旭龙陈子光华中科技大学航空航天学院工程力学系武汉430074 长沙理工大学土木工程学院长沙410114 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074

疲劳破坏是工程中最常见的一种结构失效形式.当工程结构在腐蚀环境中服役时,腐蚀环境和交变载荷的共同影响会显著降低结构的疲劳性能.本文将近场动力学疲劳损伤与腐蚀损伤统一,考虑腐蚀疲劳演化中结构损伤为腐蚀损伤和疲劳损伤的线性叠... 详细信息

疲劳破坏是工程中最常见的一种结构失效形式.当工程结构在腐蚀环境中服役时,腐蚀环境和交变载荷的共同影响会显著降低结构的疲劳性能.本文将近场动力学疲劳损伤与腐蚀损伤统一,考虑腐蚀疲劳演化中结构损伤为腐蚀损伤和疲劳损伤的线性叠加;结合近场动力学疲劳模型与应力腐蚀模型,建立近场动力学腐蚀疲劳模型.该模型同时考虑了结构变形对腐蚀速率的影响和腐蚀前沿产物与几何形貌的非均质性.应用该模型模拟研究了不锈钢紧凑拉伸试件中的腐蚀疲劳裂纹萌生、裂纹扩展阶段.数值结果表明本文发展的近场动力学腐蚀疲劳模型可以描述腐蚀疲劳的损伤演化过程,引入的力学损伤与腐蚀损伤相互作用耦合模型以及应力腐蚀关系揭示了阳极溶解对试件疲劳寿命的影响以及疲劳寿命的加载频率敏感性.

关键词：近场动力学腐蚀疲劳力学损伤腐蚀损伤应力腐蚀

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各向异性板的面导纳特性研究

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固体力学学报 2021年第2期42卷 129-144页

作者：王慧曾定康华中科技大大学力学系武汉430074 湖北省结构分析与安全评定重点实验室武汉430074

目前在工程上各向异性结构中的振动问题和振动能量传递的问题越来越多,然而对各向异性结构导纳的研究还不充分,对各向异性板面导纳的研究也还处于萌芽状态.面导纳不仅反映结构的振动特性还能反映能量传递的特性,因此面导纳比点导纳在工... 详细信息

目前在工程上各向异性结构中的振动问题和振动能量传递的问题越来越多,然而对各向异性结构导纳的研究还不充分,对各向异性板面导纳的研究也还处于萌芽状态.面导纳不仅反映结构的振动特性还能反映能量传递的特性,因此面导纳比点导纳在工程上更加贴合实际.论文根据理论公式获得了一般各向异性板面导纳的理论解,并与有限元模型的数值解对比发现两者有较好的一致性.作者采用有限元方法深入研究了各向异性板的弹性常数、板的尺寸大小及边界条件等对面导纳及其点导纳和面导纳差异值的影响,力求给工程测量和实际运用提供指导.研究发现增加激励面积、减小结构刚度及阻尼系数会使点、面导纳差异变大,剪切模量对板振动特性的影响远小于弹性模量,一般各向异性板模型退化为正交各向异性板模型会使点、面导纳差异变大,加大板的面积及增加阻尼系数有利于缩减导纳的波动范围,边界条件对板减振性能的影响较小.

关键词：各向异性板正交各向异性点导纳面导纳振动模态

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螺旋卷绕型纤维基人工肌肉的致动特性研究

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实验力学 2021年第3期36卷 325-333页

作者：刘磊刘大彪张沁苇胡建辉阮靖何玉明华中科技大学航空航天学院工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室

螺旋卷绕型纤维基人工肌肉是模仿天然肌肉的新型致动器,在柔性驱动领域具有广阔的应用前景。通过将尼龙6纤维和铜丝复合卷绕,制备了电阻丝附着型纤维基人工肌肉;搭建了表征人工肌肉致动特性的实验平台,对人工肌肉的致动特性进行研究,发... 详细信息

螺旋卷绕型纤维基人工肌肉是模仿天然肌肉的新型致动器,在柔性驱动领域具有广阔的应用前景。通过将尼龙6纤维和铜丝复合卷绕,制备了电阻丝附着型纤维基人工肌肉;搭建了表征人工肌肉致动特性的实验平台,对人工肌肉的致动特性进行研究,发现致动效率与输入功率、螺旋直径有关。对螺旋卷绕型纤维基人工肌肉的致动特性进行理论分析,预测了致动应变随温度的变化规律,与实验结果吻合;并讨论了手性、纤维偏转角等参数对人工肌肉致动性能的影响。本研究提供了高性能纤维基人工肌肉的制备和测试方法,可为其先进结构设计及性能调控提供参考。

关键词：人工肌肉聚合物纤维致动特性螺旋结构

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基于螺旋卷绕型人工肌肉驱动的机械手指设计及其运动分析

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力学与实践 2021年第6期43卷 842-848页

作者：甘辩李骞李梦天余河清刘磊刘大彪华中科技大学航空航天学院武汉430074 工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074

螺旋卷绕型聚合物人工肌肉作为一种新型致动器,因具有较高的柔韧性、通用性和功率密度,在柔性驱动领域具有广阔的应用前景。本文设计了一种螺旋卷绕型人工肌肉驱动的多自由度机械手指模型,建立了热驱动型人工肌肉的物理模型,实现了对机... 详细信息

螺旋卷绕型聚合物人工肌肉作为一种新型致动器,因具有较高的柔韧性、通用性和功率密度,在柔性驱动领域具有广阔的应用前景。本文设计了一种螺旋卷绕型人工肌肉驱动的多自由度机械手指模型,建立了热驱动型人工肌肉的物理模型,实现了对机械手指多关节偏转的控制和运动分析。结果表明,人工肌肉的收缩量随温度的增加呈非线性增加;机械手指的关节偏转角随温度或肌肉收缩量的增大而增大。提出的人工肌肉驱动的多自由度手指模型,为实现其在机械手领域中的应用奠定了基础。

关键词：机械手指人工肌肉自由度致动特性

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级联碰撞对层状珠光体力学行为的影响

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固体力学学报 2020年第6期41卷 532-544页

作者：朱笔达黄敏生李振环华中科技大学力学系工程结构分析与安全评定湖北省重点实验室武汉430074

铁素体合金钢是目前在核能工程界应用最为广泛的一种金属结构材料,而以渗碳体和铁素体基体构成的层状珠光体是铁素体合金钢中常见的金相结构.深入理解辐照效应对层状珠光体力学性能的影响对高辐照条件下铁素体钢的材料设计与寿命评估有... 详细信息

铁素体合金钢是目前在核能工程界应用最为广泛的一种金属结构材料,而以渗碳体和铁素体基体构成的层状珠光体是铁素体合金钢中常见的金相结构.深入理解辐照效应对层状珠光体力学性能的影响对高辐照条件下铁素体钢的材料设计与寿命评估有着重要的理论参考意义.基于以上考虑,论文采用分子动力学(MD)模拟,研究了连续低能铁原子级联碰撞对渗碳体/铁素体两相界面的破坏情况,探讨了经历不同程度级联碰撞的两相结构在单向拉伸以及压缩荷载下的初始屈服情况.通过对原子模拟结果的深入分析,得到了以下主要结论:(a)辐照会破坏渗碳体/铁素体两相界面的失配位错结构,引起渗碳体的分解,并促进碳原子向铁素体的扩散;(b)在单轴拉伸荷载作用下,级联碰撞会使初始屈服机制由{112}<111>位错滑移系的开动转变为缺陷团簇附近位错环的形核与长大;(c)在单轴压缩荷载作用下,级联碰撞会使初始塑性变形机制由{110}<111>滑移系的开动转变为{112}<111>滑移系的开动;(d)在单轴拉伸和压缩情况下,级联碰撞(及辐照效应)都会提高珠光体的初始屈服应力.论文的研究结果为铁素体合金钢的辐照硬化和辐照脆化行为提供了新的微观层面解释,对于辐照条件下铁素体合金钢的材料组织优化设计有一定的参考意义.

关键词：珠光体铁素体合金钢辐照损伤脆化硬化分子动力学级联碰撞

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