船用10CrNiCu钢缺口拉伸性能及临界损伤参数研究

为了研究应力三轴度对船用10CrNiCu钢延性断裂的影响,分别对无缺口试样和带有不同曲率半径缺口的试样测量了其力学性能及临界损伤参数Wdc,并用扫描电镜对断口进行观察。试验结果表明:缺口试样的塑性变形集中在缺口根部很小的区域,材料强度随应力三轴度的增大而升高;在准静态加载条件下,临界损伤参数Wdc基本保持恒定,且与加载速率无关。临界断裂应变与应力三轴度满足Johnson-Cook断裂准则,即满足指数衰减关系。微观断口分析表明,随着应力三轴度的增大,韧窝尺寸逐渐增大。     

复杂应力状态下船用低碳钢断裂应变的“断崖现象”

文章进行了应力状态的坐标转换,开展了68个低碳钢圆棒拉伸、缺口拉伸、圆柱墩粗、压剪和简单剪切等试样在复杂应力状态下的断裂特性实验,再现了低应力三轴度时断裂应变“断崖现象”,基于Lode角与应力三轴度的联合作用对该现象进行了解释。通过遗传算法,给出了优化后的低碳钢Bai断裂准则参数,并通过比较不同断裂准则预测值与实验值,验证了Bai准则的有效性。     

饱和粉土三轴等p应力路径试验特性研究

为了研究粉土结构受力拉伸和压缩演化过程,以饱和粉土为研究对象,采用振动三轴试验系统,进行饱和粉土等p应力路径试验,分析压缩和拉伸试验过程中粉土的变化,揭示受力影响下粉土变化规律及产生原因,探讨各类参数之间的关系,试验结果表明:拉伸试验和压缩试验中相同围压条件下粉土越密实应力峰值越大。同种粉土拉伸或压缩试验,围压越大应力峰值越大。干密度小的粉土拉伸试验和压缩试验孔压开始上升之后趋于平稳且相同粉土同种试验围压越高相同应变对应的孔压越高。干密度大的粉土拉伸试验和压缩试验孔压的曲线都会出现一个峰值且同种试验围压越大相同应变对应的孔压越大。拉伸试验有效应力比小于1,相同围压下粉土结构越密实有效应力比越大。压缩试验有效应力比最大值大于1,有效应力比随应变的增加趋于稳定,干密度大的粉土有效应力比随围压的增大而减小。研究成果可以为饱和粉土分布地区相关工程设计及施工提供试验数据参考。     

基于累积塑性破坏的船体缺口板低周疲劳裂纹萌生寿命研究

结合循环应力-应变曲线,获得N次载荷循环后船体缺口板累积塑性应变值,根据Neuber公式和Manson-Coffin方程建立了循环载荷下基于累积递增塑性破坏的船体缺口板低周疲劳裂纹萌生寿命的计算模型。通过有限元计算讨论了循环载荷的平均应力、应力幅值、应力比及尺寸效应的影响;所建立模型的计算结果与已有实验结果基本吻合;对合理预估单轴循环载荷下缺口板的低周疲劳裂纹萌生寿命以及提高船舶安全性有重要意义。     

钙质珊瑚砂液化特性的动三轴试验研究

以海南省三沙市珊瑚砂为研究对象,进行不同应变条件下的动三轴试验,研究了珊瑚砂的液化特性。试验结果表明:轴向应变振幅为0.25%,1%,2%,4%的四组珊瑚砂动三轴试验中,只有应变振幅0.25%下试样没有发生液化。偏应力降低速率Ks(随循环振动周期)与试验应变振幅γ之间符合线性关系,随着振幅的增大珊瑚砂达到液化的振动周期数将会迅速减少。珊瑚砂试验过程中表现出循环荷载作用下的循环活动性,并且随着应变振幅的增加,循环活动强度明显增强。发生液化和未发生液化的应力应变曲线有显著的差异,未发生液化试样的应力应变滞回圈整体形态保持相似性,在经历初始阶段的减小后逐渐趋于稳定的形状。发生液化的珊瑚砂试样滞回圈由类三角形逐渐转变为对称的S形。珊瑚砂动三轴试验得到的应力应变滞回圈的变化可以反映出珊瑚砂试样的塑性变形、卸荷体缩、系统误差等信息。     

探究钢纤维再生混凝土常规三轴压缩试验

利用三轴试验机对钢纤维再生混凝土完成单轴压缩与常规三轴压缩试验。试验结果显示,在单轴压缩与三轴压缩试验情况下。在一样的围压之下,钢纤维掺量增多,试件所能够承受的主压应力及轴向应变也会随之增大,并且围压下的应力应变曲线的趋势大致相同;同样掺入量的钢纤维再生混凝土,所能够承受的主压应力以及轴向应力会岁围压的增加而得到相应的增加;15MPa的围压情况下,其峰值应力大概是单轴压缩情况下的峰值应力的3.08到4.13倍;在同样的围压情况下,百分之二的钢纤维掺入量的峰值应力大概是普通的再生混凝土的1.15到1.54倍;15MPa围压的情况下,钢纤维再生混凝土的峰值应变比在单轴压缩情况下的峰值应变增大大约5.98到6.76倍。     

船舶碰撞仿真失效准则比较

失效准则作为判定结构失效的依据,对船舶碰撞仿真分析的准确性有着重要影响。基于3种典型舷侧结构缩尺模型的准静态耐撞性试验,采用等效塑性应变准则、主应变—厚度应变准则以及RTCL(Rice-TraceyCockcroft-Latham)准则对模型试验进行数值模拟,比较各准则对裂纹产生的模拟效果,讨论3种准则计算的极限撞深和吸能值与试验的误差。研究结果表明,3种准则均能取得满足工程需要的仿真精度,但相对于等效塑性应变准则和主应变—厚度应变准则,引入应力三轴度的RTCL准则能更准确地模拟不同结构的裂纹产生过程。     

不同应力路径下宁波粘土K_0固结三轴试验研究

利用GDS多功能三轴仪对宁波地区原状粘土进行了不同应力路径作用下K0固结三轴压缩试验,探讨了增P、等P和减P3种应力路径条件下宁波粘土的应力-应变、孔隙水压力和强度特性,并结合试验结果分析了粘土的总应力路径和有效应力路径特性。结果表明,总应力路径和有效应力路径的变化趋势基本一致,不同应力路径下q-ε1非线性关系明显,土体呈现弱软化型;不同应力路径下土的峰值强度和土中孔隙水压力差异明显;应力路径对粘聚力影响较大,对内摩擦角影响不大,有效强度指标则呈相反趋势。     

饱和粘土循环动力分析边界面模型的积分算法

基于运动硬化准则的新型边界面塑性模型,能够预测循环载荷作用下饱和粘土的动力响应,该模型的数值积分格式是合理评估海洋环境下大圆筒结构等近海工程结构承载性能和动力响应的保证.采用基于SMP准则的变换应力法,建立能考虑土体拉伸特性的边界面模型,根据广义梯形法则提出该模型的积分算法,模拟饱和粘土的三轴拉伸试验和动三轴试验,数值结果与土工试验数据吻合较好.     

基于局部应力应变Neuber法的舵板寿命分析

开展舵板材料的循环应力应变试验,通过静态拉伸实验数据近似估算了材料的疲劳性能参数;给出了3种材料应变寿命曲线估算法,以及相应的修正方法。根据舵板危险点等效应力-时间历程曲线,应用雨流计数法和疲劳累积损伤理论对舵板的疲劳寿命进行预计。     

基于OGDEN三阶模型的鼓型橡胶护舷非线性有限元分析及试验验证

根据材料拉伸试验结果,采用OGDEN三阶模型定义橡胶的超弹性特性,建立鼓型橡胶护舷非线性有限元分析模型,并进行了试验验证和性能分析,结果表明：试验结果和仿真结果具有良好一致性,证明了模型的正确性;护舷的吸能量随着压缩量的增加而稳定增长,反力变化可分为稳定增加、相对稳定、快速增加三个阶段;护舷中的铁片应力分布明显高于橡胶部分,最大应力的变化与护舷反力数值有很大相关性;护舷橡胶部分的MISES应力和最大主应变都随着压缩量的增加而线性增大,在第一阶段最大应力和应变从护舷外表面的上下拐角处转移到护舷中部对称面上,之后,随着压缩量的增加,护舷的最大应力和应变区域在这个对称面上开始由里向外发生缓慢转移。     

鼓型橡胶护舷非线性有限元分析及试验验证

根据材料拉伸试验结果,采用OGDEN三阶模型定义橡胶的超弹性特性,建立鼓型橡胶护舷非线性有限元分析模型,并进行了试验验证和性能分析,结果表明:试验结果和仿真结果具有良好一致性,证明了模型的正确性;护舷的吸能量随着压缩量的增加而稳定增长,反力变化可分为稳定增加、相对稳定、快速增加三个阶段;护舷中的铁片应力分布明显高于橡胶部分,最大应力的变化与护舷反力数值有很大相关性;护舷橡胶部分的MISES应力和最大主应变都随着压缩量的增加而线性增大,在第一阶段最大应力和应变从护舷外表面的上下拐角处转移到护舷中部对称面上,之后,随着压缩量的增加,护舷的最大应力和应变区域在这个对称面上开始由里向外发生缓慢转移。     

压力容器接管区应变分布模拟试样(ECT)的低周疲劳裂纹扩展

设计了一种含局部减薄半椭圆缺口的紧凑拉伸试样(ECT),以模拟压力容器接管区结构,并对16MnR钢的ECT试样进行了不同应力比的恒幅低周疲劳裂纹扩展试验.结果表明:ECT试样具有类似压力容器接管区的高应变分布场;低周疲劳裂纹扩展速率与由线积分定义计算的循环J积分,△J在双对数坐标中呈良好线性相关,且回归的材料参数与相同材质的高周疲劳试验获得的Paris常数基本一致.     

某滑坡滑带土应力-应变关系模型研究

通过巴东地区某滑坡滑带土的一系列物理性质试验以及不同剪切速率的滑带土重塑样的三轴固结不排水剪试验,确定了滑带土的岩土分类,分析了滑带土试样的应力-应变关系,利用试验数据对邓肯-张(Duncan-Chang)本构模型进行了曲线拟合,通过分析验证,认为Duncan-Chang模型的双曲线型关系能够较好地反映该滑坡滑带土的逐渐硬化类型的应力-应变特性,可以为该类型滑坡的数值模拟研究提供参考。     

天津滨海软黏土蠕变特性及其经验模型研究

在室内三轴蠕变试验的基础上,分析了天津滨海地区重塑饱和软黏土的非线性蠕变特性。蠕变试验采用分级加载的方式进行,利用"陈氏法"对实测数据进行处理,得到饱和软黏土在不同应力状态下的蠕变试验曲线。在此基础上,依据黏土的应力-应变、应变-时间关系,分别用Singh-Mitchell和Mesri经验模型拟合试验数据。总结拟合结果,结合滨海软黏土的蠕变特性,提出一种分段拟合的Mesri模型,在蠕变前期,模型的应力-应变关系采用双曲线函数,应变-时间关系采用幂函数;在蠕变后期,模型的应力-应变关系采用双曲线函数,应变-时间关系采用双曲线函数,以两条拟合曲线的交点作为分段拟合的分界点。对比分析表明,该方法能更好地描述具有衰减稳定特性的蠕变曲线。选取天津滨海地区原状土蠕变试验数据对该模型进行验证,拟合结果较好,由此建立了适用于具有衰减稳定蠕变特性的滨海软黏土非线性蠕变模型。     

柴油机活塞的低周热疲劳寿命预测与安全性评价

运用ＡＤＩＮＡＴ和ＡＤＩＮＡ程序计算了１２Ｖ１８０和４２－１６０柴油机活塞的轴对称温度场和循环弹塑性应力应变场以及Ｍｉｓｅｓ当量应力应变场。根据“起动－停车”波形，采用带环状缺口的圆柱形试件，进行了热疲劳和高温低周疲劳模拟试验试验和计算表明：当量应变范围与疲劳寿命之间存在着Ｍａｎｓｏｎ－Ｃｏｆｆｉｎ公式关系，且不受试件结构形状和尺寸的影响；     

拉伸载荷下加筋板裂纹扩展研究

采用预制缺口的加筋板结构试样,对921A钢加筋板结构进行拉伸疲劳载荷作用下的低周疲劳试验,采用奇异单元法计算相应试件的裂纹尖端应力强度因子,利用Paris准则得出裂纹扩展速率与应力强度因子的关系式,得到拉伸疲劳载荷作用下舰体加筋板结构破口裂纹扩展模型,用于分析和预报破损舰船结构在波浪中航行时的裂纹扩展情况和剩余疲劳寿命预报,算例验证了本试验计算方法的合理性。     

钙质砂与陆源海砂的剪切试验研究

针对钙质砂与陆源海砂的特性差异,进行矿物成分分析,以室内击实试验为基础,重塑砂样通过三轴剪切试验,分析钙质砂与陆源海砂的应力、应变等特性的异同。在低围压条件下,钙质砂与陆源砂的应力应变等特性较为相近;钙质砂比陆源砂具有更高的抗剪强度,其颗粒在剪切过程中发生了局部剪断或颗粒破碎,塑性变形比陆源海砂大。     

洋流作用下悬浮隧道动力学行为试验研究

本研究根据相似准则和试验条件设计试验模型。在试验模拟的1节悬浮隧道管段上分别布置2组和3组锚索支撑，测试在不同流速条件下，悬浮隧道管体结构的环向应变、轴向应变及张力腿锚索的轴力。根据试验结果，初步分析悬浮隧道应力的空间分布特征和张力腿的轴力情况；给出在相同环境条件下，张力腿锚索数量对结构应力的影响、洋流速度对悬浮隧道管段结构变形和张力腿轴力的影响关系等。     

超高性能混凝土（UHPC）高温力学性能研究进展

超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)由于具有超高轴压强度、高韧性和高致密性等优点,受到了工程结构建造与加固领域广泛的关注。未来UHPC在建筑工程领域的普遍应用使得其耐高温力学性能不可忽视。本文对超高性能混凝土高温中和高温后的轴压、轴拉性能、应力-应变关系和断裂能进行了总结,深入分析了超性能混凝土耐高温力学性能的关键影响因素,着重归纳了历经不同高温度下及高温后各参数对超高性能混凝土轴压、轴拉、断裂能以及应力-应变关系的影响规律,指出了当前超高性能混凝土耐高温力学性能需深入研究的方向。