检索结果-内蒙古大学图书馆

力学学报 2024年第2期56卷 399-408页

作者：华奋飞罗彤雷剑刘大彪华中科技大学航空航天学院武汉430074 湖北省工程结构分析与安全评价重点实验室武汉430074

针对受限金属薄层在剪切塑性变形时出现明显尺度效应这一问题,现有理论分析多采用纯剪切假设和传统钝化边界条件,其理论预测与实验结果不符.文章采用黏弹塑性本构模型,对Gudmundson高阶应变梯度塑性理论进行了有限元实现,深入研究了金... 详细信息

针对受限金属薄层在剪切塑性变形时出现明显尺度效应这一问题,现有理论分析多采用纯剪切假设和传统钝化边界条件,其理论预测与实验结果不符.文章采用黏弹塑性本构模型,对Gudmundson高阶应变梯度塑性理论进行了有限元实现,深入研究了金属薄层受限剪切的塑性变形机理.考虑因界面倾斜引起的附加压应力,采用自定义平面单元对材料的压缩-剪切组合变形进行了有限元模拟.根据表面解锁的物理机制,引入“软-硬”中间态的边界条件.结果表明,在压缩-剪切组合变形条件下,受限薄层的剪切流动应力明显低于纯剪切条件下的流动应力,而压应力的存在降低了剪切屈服强度.利用周期性钝化边界条件,能够定量描述界面处几何必需位错饱和引起的边界条件变化,理论预测与实验结果吻合.相关研究揭示了加载方式和高阶边界条件在受限薄层剪切尺度效应问题中的重要作用.

关键词：应变梯度塑性剪切变形尺度效应钝化效应高阶边界条件

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周期性输流管道的非线性动力学特性研究

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振动与冲击 2020年第10期39卷 75-80页

作者：周坤倪樵代胡亮王琳熊夫睿姜乃斌华中科技大学力学系武汉430074 湖北省工程结构分析与安全评估重点实验室武汉430074 中国核动力设计研究院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213

基于绝对节点坐标法,推导出不同材料组成的周期性悬臂输流管道在定常内流作用下的非线性动力学方程,通过数值求解的方式对两种不同形式的周期性输流管道,即,铝-钢及钢-铝周期性悬臂输流管道的稳定性和非线性动力学行为进行了研究。研究... 详细信息

基于绝对节点坐标法,推导出不同材料组成的周期性悬臂输流管道在定常内流作用下的非线性动力学方程,通过数值求解的方式对两种不同形式的周期性输流管道,即,铝-钢及钢-铝周期性悬臂输流管道的稳定性和非线性动力学行为进行了研究。研究结果表明,单位长度内,当管道周期数大于8时,两种周期性输流管道的临界流速均趋于定值。非线性分析结果显示,铝-钢周期性输流管道的非线性动力学行为随着周期数目的减小变得越来越复杂,从单周期行为演变为多周期、倍周期、概周期和混沌等多种运动的复杂动力学行为,而对于钢-铝周期输流管道而言,管道一直处于单周期运动状态。

关键词：绝对节点坐标法周期性输流管道非线性动力学混沌

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空位-位错耦合的离散位错动力学模型与多晶高温力学行为研究

空位-位错耦合的离散位错动力学模型与多晶高温力学行为研究

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2018年全国固体力学学术会议

作者：王健李振环华中科技大学力学系湖北省工程结构分析与安全评估重点实验室

本文通过将位错运动和空位扩散相耦合,发展了一套二维离散连续模型,并基于该模型研究了高温下多晶的尺度相关力学行为。在该模型中,位错滑移和攀移都与空位扩散耦合但处理的方式不同:位错滑移机制与位错线上的割阶密度有关,密度大时位... 详细信息

本文通过将位错运动和空位扩散相耦合,发展了一套二维离散连续模型,并基于该模型研究了高温下多晶的尺度相关力学行为。在该模型中,位错滑移和攀移都与空位扩散耦合但处理的方式不同:位错滑移机制与位错线上的割阶密度有关,密度大时位错滑移遵循线性拖拽定律,密度小时位错滑移由热激活概率控制;位错攀移速率则通过求解空位扩散方程得到。位错运动产生的塑性应变作为本征应变分配到有限元模型中,而通过连续有限元计算,获得驱动离散位错运动和空位扩散的应力场,实现了有限元模型,位错运动模型和空位扩散模型的相互耦合。计算结果表明,如果不考虑攀移,位错的割阶会对位错的运动产生阻碍作用,从而提高了多晶材料的强度,并且呈现出明显的温度相关性,即,随着温度升高,位错滑移的机制也会随之改变。引入位错攀移之后,多晶材料的强度和硬化率都明显降低,并且对加载率十分敏感,加载率越低,材料强度越低。此外,本文还基于该模型研究了多晶材料的尺度效应,结果表明,位错攀移会减弱多晶的尺度效应。

关键词：离散位错空位扩散位错攀移高温尺度效应

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形状记忆合金弹热效应的相场模拟研究

形状记忆合金弹热效应的相场模拟研究

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2018年全国固体力学学术会议

作者：孙原尊罗俊祝经明华中科技大学力学系工程结构分析与安全评估湖北省重点实验室

形状记忆合金(SMA)具有特殊的热-力耦合变形机制,是一种集传感与驱动于一体的新型智能材料,在航空航天、生物医学、民用工业等领域具有巨大的潜在应用价值。SMA在不同温度时表现出不同的热力学性质,例如低温时表现为形状记忆效应(SME),... 详细信息

形状记忆合金(SMA)具有特殊的热-力耦合变形机制,是一种集传感与驱动于一体的新型智能材料,在航空航天、生物医学、民用工业等领域具有巨大的潜在应用价值。SMA在不同温度时表现出不同的热力学性质,例如低温时表现为形状记忆效应(SME),在高温时表现为伪弹性效应(PE)。SMA特殊的热力学性能和其内部应力或温度诱导的马氏体相变过程有关。SMA在正逆马氏体相变过程中一般伴随着大量相变潜热的释放和吸收,其中,预加应力的SMA在逆相变过程中会吸收热量,因此,可以改变周围环境温度。利用SMA的弹热效应制作的冷却器件已成功应用于微机电和芯片系统。本文建立了模拟多晶SMA内部相变和热传导过程的热-力耦合相场模型,系统探讨了环境温度和晶粒尺寸等因素对SMA加卸载力学行为以及制冷性能的影响,并与相应的实验结果进行了对照。

关键词：形状记忆合金弹热效应晶粒尺寸效应相场法热力耦合

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氧化锆陶瓷相变、断裂和低温退化行为的相场模拟研究

氧化锆陶瓷相变、断裂和低温退化行为的相场模拟研究

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2018年全国固体力学学术会议

作者：罗俊祝经明孙原尊赵天楷华中科技大学力学系工程结构分析与安全评估湖北省重点实验室

氧化钇稳定的四方相氧化锆(Y-TZP)具有高强度、高断裂韧性以及优良的化学稳定性和生物相容性,在牙科修复、关节置换等医学领域得到了广泛应用。Y-TZP陶瓷的高断裂韧性来源于裂纹端部应力引发的四方相向单斜相的相变(即t-m相变)。在潮湿... 详细信息

氧化钇稳定的四方相氧化锆(Y-TZP)具有高强度、高断裂韧性以及优良的化学稳定性和生物相容性,在牙科修复、关节置换等医学领域得到了广泛应用。Y-TZP陶瓷的高断裂韧性来源于裂纹端部应力引发的四方相向单斜相的相变(即t-m相变)。在潮湿环境(如人体内)中,受水分子诱导作用,Y-TZP能自发地发生t-m相变,同时伴随着表面糙化和内部微裂纹的萌生,并影响其服役性能,这种现象称为低温退化(LTD)。本文发展了模拟氧化锆陶瓷t-m相变和裂纹扩展的耦合相场模型,采用该耦合相场模型研究了四方相单晶氧化锆的断裂行为和相变增韧效应以及四方相多晶氧化锆中相变诱导晶界微裂纹萌生的现象。研究结果显示:t-m相变对单晶氧化锆中的裂纹扩展产生明显的增韧效应,增韧效应受晶体取向影响;在多晶氧化锆中,马氏体变体的宽度及其对晶界的入射角对t-m相变引起的晶界微裂纹形核具有较大影响。以上研究结果表明:我们所发展的耦合相场模型能从介观尺度有效地表征氧化锆陶瓷的相变增韧效应和低温退化行为。

关键词：氧化锆 t-m相变相变增韧低温退化相场法

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氧化锆单晶中椭圆裂纹相变增韧效应的相场法研究

氧化锆单晶中椭圆裂纹相变增韧效应的相场法研究

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中国力学大会-2015

作者：罗俊刘开慧祝经明华中科技大学力学系工程结构分析与安全评估湖北省重点实验室

建立了氧化锆四方相单晶中马氏体相变的相场法模型,模拟了氧化锆单晶中椭圆裂纹周围应力诱导相变产生和扩展的微观过程,探讨了相变对椭圆裂纹端部位移和应力场的影响。

关键词：椭圆裂纹相场法氧化锆相变增韧

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