【摘 要】
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本文介绍近几年关于薄膜压痕以及膜基界面裂纹扩展的模拟与实验工作,其中主要介绍了我们自己对软膜硬基系统进行的压痕理论和实验方面的研究工作,开展了压痕附近的弹塑性三维大变形研究和界面分层裂纹的萌生与扩展研究.基于界面内聚力模型,采用有限元方法研究压痕附近的弹塑性三维大变形特性和界面分层裂纹的萌生与扩展特性.研究了界面强度,界面能,压头长度和薄膜厚度对界面分层裂纹的萌生和扩展的影响.针对BD/Si薄膜系
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本文介绍近几年关于薄膜压痕以及膜基界面裂纹扩展的模拟与实验工作,其中主要介绍了我们自己对软膜硬基系统进行的压痕理论和实验方面的研究工作,开展了压痕附近的弹塑性三维大变形研究和界面分层裂纹的萌生与扩展研究.基于界面内聚力模型,采用有限元方法研究压痕附近的弹塑性三维大变形特性和界面分层裂纹的萌生与扩展特性.研究了界面强度,界面能,压头长度和薄膜厚度对界面分层裂纹的萌生和扩展的影响.针对BD/Si薄膜系统进行了压痕实验研究并获得了分层裂纹的形成和形状演化过程.研究发现界面强度对界面裂纹萌生起着决定性作用,界面裂纹的扩展主要受界面能的影响.
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电力安全问题是国家重要的战略问题,联系着千家万户.橡胶应力锥是高压电缆终端的关键部件,其疲劳性能决定着高压电缆终端的可靠性以及高压输配电系统的安全性.针对橡胶应力锥疲劳性能整体实验测试不便的结构特点,本文提出了橡胶材料实验测试与数值模拟相结合的研究方法.
为了探明高速列车车辆动态特性对结构疲劳寿命的作用机理,根据高速列车复杂载荷环境,确定关键结构部件的载荷边界条件,并利用振动疲劳分析技术建立考虑考虑风致荷载的车辆随机振动模型,研究结构振动特性及传递关系对结构疲劳特性的影响机理.同时,建立关键结构部件的疲劳损伤模型,并根据提出的方法进行结构动应力计算及寿命预测,且利用实测数据进行结果验证.研究结果表明以多体动力学为核心的结构耐久性设计方法可以有效研究
当材料的结构尺寸减小到纳米量级时,由于其比表面能迅速增加,表面应力对材料的力学行为影响是不能忽略的.因此本文在考虑表面残余应力的影响下,研究了含I型裂纹的纳米材料在无穷远处受载荷的问题.基于Gurtin-Murdoch提出的表面弹性理论,利用积分方程方法,得到了考虑表面残余应力的应力强度因子的表达式.在数值模拟中,给出了无量纲化的应力强度因子与裂纹长度的关系.结果发现,当裂纹尺度减小到纳米级别,裂
研究平面问题幂硬化塑性材料V形切口和裂纹尖端区域的应力奇异性.首先在切口和裂纹区域采用自尖端径向度量的渐近位移场假设,将其代入塑性全量理论的基本微分方程后,推导出包含应力奇异指数和特征函数的非线性常微分方程特征值问题.然后采用插值矩阵法迭代求解导出的控制方程,得到一般的塑性材料V形切口和裂纹的前若干阶应力奇异阶和相应的特征函数.文中给出了算例,与已有文献的结果比较,说明文中方法计算一般塑性材料V形
梯度材料是一种满足特定功能的非均匀复合材料,如用作耐热结构的金属/陶瓷梯度材料,用于光学工程、生物医学材料等方面的聚合物/陶瓷梯度材料.由于聚合物和高温下的金属材料呈现包括黏弹性特性在内的流变性质,因此,含裂纹梯度材料时间相依的断裂力学行为必须加以关注.
名义应力法和热点应力法是焊接结构疲劳评定中应用最为广泛.与名义应力法相比,热点应力法特别适用于结构形状复杂以致难以明确定义名义应力的情形,且易于结合有限元分析得到,更为重要的是降低了S－N曲线对焊接接头形状与荷载形式的依赖性.对工程中常见的板状焊接接头,传统的热点应力由膜应力与弯曲应力组成.
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