【摘 要】
：
在多孔生物陶瓷的制备过程中，很容易引进裂纹等缺陷。如果这种带裂纹的材料在应用过程中加载，往往会在裂纹尖端处产生应力集中，造成材料的破坏和失效，从而导致许多安全问题。因此，对多孔生物陶瓷裂纹扩展问题进行研究，对进一步提高多孔陶瓷性能，保证结构安全，扩大应用领域，具有重要意义。 本文利用有限元法，对含有裂纹的均质体的位移场进行了研究，用ANSYS软件进行数值模拟，通过计算具有解析解的断裂力学模型，验
【机 构】
：
天津大学力学系,天津300072 天津大学力学系,天津300072天津市现代工程力学重点实验室,天
【出 处】
：
中国力学大会2011暨钱学森诞辰100周年纪念大会
论文部分内容阅读
在多孔生物陶瓷的制备过程中，很容易引进裂纹等缺陷。如果这种带裂纹的材料在应用过程中加载，往往会在裂纹尖端处产生应力集中，造成材料的破坏和失效，从而导致许多安全问题。因此，对多孔生物陶瓷裂纹扩展问题进行研究，对进一步提高多孔陶瓷性能，保证结构安全，扩大应用领域，具有重要意义。
本文利用有限元法，对含有裂纹的均质体的位移场进行了研究，用ANSYS软件进行数值模拟，通过计算具有解析解的断裂力学模型，验证了方法的可行性和正确性，并将有限元法运用到多孔陶瓷结构裂纹扩展的数值模拟分析中，对多孔陶瓷的断裂性能做出了相关分析。
其他文献
本文着重讨论应用混沌遗传算法、遗传规划算法两种方法实现布拉格光栅非均匀应变分布重构。重构过程中，采用修正的传输矩阵计算光栅反射谱，应用混沌遗传和遗传规划两种改进的遗传算法进行应变分布函数优化。混沌遗传算法从适应度排序标定和混沌算子嵌入两方面对遗传算法进行改进，促进最优解的搜索，增强遗传算法的局部搜索能力。遗传规划算法随机生成应变分布表达式，通过遗传操作优化表达式，可以实现多种形式的应变分布重构。文
Lamb波的主要特点就在于它的多模式和频散,在任一给定的激发频率下,至少存在两种Lamb波模式。各模式的频散特性使Lamb波检测变得非常复杂,所以,Lamb波检测的关键在于缺陷信号特征参数的提取和精确的信号解释。本文首先采用HHT直接对多模式Lamb波检测信号进行了分析,通过分析得出了直接对多模式Lamb波信号进行EMD分解来得到信号的瞬时频率和瞬时幅值这一做法是不适合的结论。采用改进后的HHT方
工程结构在使用寿命周期内，各种环境因素作用会使结构的连接状态发生改变，出现滑移、松动和分离等现象。连接状态的改变会影响结构的功能性和完整性，甚至可能诱发灾难性事故。因此，有效监测和识别在役结构的连接损伤状态尤为重要。本文基于混沌动力学理论，研究了一种利用混沌振动激励和吸引子几何特征识别连接损伤状态的方法。它利用连接不同损伤状态对应对混沌激励信号不同的滤波特性，通过对利用待测结构响应信号重构的吸引子
布里渊光时域分析(BOTDA )是近年来开发的一种先进传感技术，该技术能实现温度、应变等的实时测量，在结构健康监测领域应用广泛。尝试运用这一技术对油气管道变形的应变分布进行测量；通过试验对该技术应用于油气管道的可行性进行了论证。结果表明：基于BOTDA的光纤传感技术是一种非常有效的油气管道变形技术，在油气管道的变形监测方面具有广阔应用前景。
主动Lamb波方法作为一种结构健康监测方法，近年来一直是国内外研究的重点。本文通过对主动Lamb波的研究，提出了两种复合材料结构健康监测的损伤指数。首先通过对碳纤维复合材料平板进行损伤模拟试验，对两种损伤指数进行了有效性验证。然后通过主动Lamb波监测碳纤维多筋加强层压壁板的静力压缩试验，用两种损伤指数对监测部位进行了损伤监测分析。研究结果显示，两种损伤指数可以对复合材料进行损伤定性和定量。
本文提出了一种基于布里渊光时域分析(Brillouin Optical Time Domain Analyzer ,BOTDA )的全光纤、分布式钢轨监测技术。通过对BOTDA监测机理的分析,设计了专用的应变/温度感测光缆,研制了专用的试验装置。试验发现,在裂纹出现处,可以看到明显的布里渊频移,程序可以自动将监测到的布里渊频移转换为应变量并进行温度补偿。实验结果表明,采用BOTDA技术可实现全光纤
磁测法中的磁致伸缩法经实践证明，测量方便，工件表面无需特殊处理，甚至可以进行无接触测量等诸多优点，成为我国目前球罐测量中应用较多的方法之一。测试采用九足探头最大的优点在于测量时，不需要旋转，减少测量误差。这对于高空作业，特别是在球罐上测量时带来极大地方便。测试采用九足探头，其最大的优点在于测量时，不需要旋转，减少测量误差。采用高磁导率材料作探头，通过电磁仿真，优化探头的结构，外形及线圈匝数。信号处
采用漏磁检测技术对钢轨缺陷进行高速检测时，因为漏磁检测装置的高速移动，带来了速度效应。速度效应不可避免的会产生涡流效应和磁滞效应。本文着眼于后者，从钢轨磁化的机理出发，采用能够反应这种磁化机理的巴克豪森噪声方法研究了速度带来的磁滞效应，用实验的方法估算了钢轨磁化所需时间，并分析了巴克豪森噪声检测装置中激励电压对钢轨磁化时间的影响。最后在漏磁检测高速实验平台上进行验证分析，实验结果表明，在基于漏磁检
本文利用数值仿真计算与实验对GH4169氩弧焊焊接机匣的疲劳寿命进行了分析研究。首先采用有限元法对氩弧焊焊接机匣及其安装座附近结构应力进行了分析，得到了焊接机匣整体应力分布及疲劳危险部位，从而获得疲劳寿命的预估值；给定载荷下，对氩弧焊焊接机匣进行了疲劳实验，测得机匣危险部位的应变和疲劳寿命。结果表明：计算值与实验值较为符合，在交变载荷下，焊接机匣的焊趾部位为高应力区，是发生疲劳破坏的关键部位，研究
潜艇的锥柱结合壳是疲劳破坏的热点区域，在潜艇的建造过程中，锥柱结合壳部位容易出现焊接缺陷。随着潜艇的上浮和下潜，结构承受交变载荷，使得这些缺陷发展成裂纹、扩展，进而产生疲劳断裂。本文以潜艇锥柱结合壳典型节点结构为研究对象，以断裂力学为基础，使用ANSYS软件，并用APDL语言进行二次开发，对典型节点结构中表面裂纹，在交变载荷作用下的扩展过程进行了数值模拟。给出了表面裂纹在扩展过程中的形貌变化。