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旋转机械损伤跟踪的改进相空间曲变法 预览
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作者 牛乾 杨世锡 甘春标 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期14-21,共8页
对旋转机械系统损伤演化过程的实时监测和跟踪,能够有效降低设备使用风险以及减少不必要的维护成本,提高设备使用效能。基于相空间曲变理论和旋转机械运行具有周期性的特点,提出了一种改进的损伤跟踪方法,可以有效减少原相空间曲变法的... 对旋转机械系统损伤演化过程的实时监测和跟踪,能够有效降低设备使用风险以及减少不必要的维护成本,提高设备使用效能。基于相空间曲变理论和旋转机械运行具有周期性的特点,提出了一种改进的损伤跟踪方法,可以有效减少原相空间曲变法的计算量和跟踪误差,实现系统损伤演化过程的实时跟踪。通过数值模拟方法,以及裂纹转子实验和轴承退化实验验证了该方法。结果表明:该方法相比于原相空间曲变法计算时间明显减小,跟踪结果更加平滑准确,对相近的损伤状态有更好的分辨能力。 展开更多
关键词 旋转机械 损伤演化 相空间曲变 损伤跟踪
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复合材料加筋板冲击后损伤容限研究 预览
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作者 李刚 王生楠 李伟 《航空工程进展》 CSCD 2019年第2期270-276,共7页
研究复合材料加筋板受冲击后的损伤演化具有较高的工程应用价值。首先,以某型无人机拟应用的复合材料加筋壁板(T300/BA9913)为研究对象,对其进行低速冲击试验;在壁板中央处和肋与壁板胶结处进行冲击,其冲击能量取6.67J/mm,测量凹坑深度... 研究复合材料加筋板受冲击后的损伤演化具有较高的工程应用价值。首先,以某型无人机拟应用的复合材料加筋壁板(T300/BA9913)为研究对象,对其进行低速冲击试验;在壁板中央处和肋与壁板胶结处进行冲击,其冲击能量取6.67J/mm,测量凹坑深度和分层损伤面积。然后,应用商业软件ABAQUS,编写相应的VUMAT子程序对冲击损伤进行模拟,软件中采用适宜的材料模型、单元种类并建立不同属性的接触,把基于应变的三维Hashin准则运用于复合材料单层板的损伤失效准则中去。最后,运用基于断裂韧度的连续的刚度退化方针对材料的刚度折减。将所建立的冲击模型的模拟结果与冲击试验数据进行对比,证明了冲击模型的有效性和准确性。 展开更多
关键词 复合材料加筋板 低速冲击 连续累计损伤 损伤演化
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基于CT三维重构的深部煤体损伤演化规律 预览
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作者 钟江城 王子辉 +3 位作者 王路军 赵家巍 任伟光 周宏伟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1482-1494,共13页
为研究不同应力条件下深部煤体损伤演化规律及破坏机理,以平煤十二矿己15-17220工作面的深部煤体为研究对象,进行了单轴压缩的实时CT扫描实验,结合细观统计损伤力学,提出了一种基于CT图像灰度值定义损伤变量的方法,定量分析了煤样单轴... 为研究不同应力条件下深部煤体损伤演化规律及破坏机理,以平煤十二矿己15-17220工作面的深部煤体为研究对象,进行了单轴压缩的实时CT扫描实验,结合细观统计损伤力学,提出了一种基于CT图像灰度值定义损伤变量的方法,定量分析了煤样单轴压缩过程中损伤演化规律。通过CT扫描实验、压汞实验和室内基本力学实验,建立了能够反映固体基质分布的深部非均质煤样的三维数值几何模型,进行了合理的网格划分,确定了不同材料组分的本构模型及其物理力学参数,在位移控制加载条件下开展了煤样单轴压缩的数值模拟,定性研究了煤样单轴压缩过程中的损伤演化规律及破坏机理。进一步,在单轴压缩数值模拟基础上,通过对煤样施加不同的环向应力,进行了5种不同围压条件下煤样三轴压缩的数值模拟,从应力-应变曲线形态、煤样破裂形态及破裂角大小等方面定性分析了三轴压缩条件下深部煤体损伤演化规律。结果表明:单轴压缩数值模拟的应力-应变曲线及损伤演化特征与CT实时扫描实验得到的结果具有较好的一致性。随着轴向应力的逐渐增加,煤样损伤依次经历了零损伤阶段、局部损伤产生阶段、损伤线性和非线性稳定增长阶段和损伤加速增长致使完全破坏阶段。试件最终破坏时其最大剪切应变率区域及塑性区都近似平行或垂直于煤基质和煤杂质的交界面,且损伤发生的两个主破坏面相互垂直。单轴压缩的整个过程煤样主要发生拉伸破坏,屈服应力后由于煤样的不均匀变形才发生剪切破坏。基于CT重构的煤样三轴压缩的数值模拟得到的损伤演化特征和经典的岩石损伤演化的6个阶段能够很好的吻合,煤样主要发生剪切破坏;随着围压的增大,峰值强度、扩容点应力和残余强度均逐渐增大,破裂角逐渐减小,破裂角与围压之间近似呈负线性相关。在数值模拟� 展开更多
关键词 深部煤体 损伤演化 损伤变量 CT实时实验 单轴压缩 三轴压缩
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断裂能与统一损伤加载面描述的混凝土本构模型 预览
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作者 何伟 谷钰 徐颖 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1008-1015,共8页
构建一个混凝土损伤本构模型,研究目的为解决现有模型中存在的损伤演化、双轴强度与网格尺寸依赖性问题。基于试验观察,提出符合实际的压缩损伤演化方程;在不可逆热力学的框架下,利用当量转化应力状态的方法,在应变空间构造统一损伤加载... 构建一个混凝土损伤本构模型,研究目的为解决现有模型中存在的损伤演化、双轴强度与网格尺寸依赖性问题。基于试验观察,提出符合实际的压缩损伤演化方程;在不可逆热力学的框架下,利用当量转化应力状态的方法,在应变空间构造统一损伤加载面,以表达混凝土的双轴强度;借助断裂能对损伤阀值正则化的方法,以合理反映应变软化过程中的能量耗散,并达到消除网格尺寸依赖性之目的。采用编制的程序,对单轴与双轴加载、四点弯非比例加载等混凝土试验进行数值计算,验证了模型的合理性与有效性。研究结果表明:模型不仅解决了上述存在的问题,而且具备在较复杂应力路径下预测结构的承载力、变形及裂缝扩展的能力,可为混凝土结构的定量评价提供支持依据。 展开更多
关键词 损伤演化 双轴强度 网格尺寸依赖性 当量转化 损伤加载面 断裂能 应变软化
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混凝土损伤演化声发射和超声波时-频-空联合响应
5
作者 王笑然 王恩元 +3 位作者 刘晓斐 贾海珊 李德行 汪皓 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期268-277,共10页
为了实现对混凝土结构受载损伤评估、全面认识其失稳前兆响应行为及演化机制,本文设计了混凝土材料分级加载条件下声发射和超声波主被动同步监测方案,结合试样内部裂隙发育过程分析了受载混凝土声发射和超声波时域-频域-空间多角度多参... 为了实现对混凝土结构受载损伤评估、全面认识其失稳前兆响应行为及演化机制,本文设计了混凝土材料分级加载条件下声发射和超声波主被动同步监测方案,结合试样内部裂隙发育过程分析了受载混凝土声发射和超声波时域-频域-空间多角度多参量联合时变响应特征,基于超声波速场分布特征推演了试样损伤场的时空响应规律,借助声发射微裂纹发育定位解释了试样损伤场的动态迁移路径及演化机制.结果表明:混凝土损伤发育经历了本身非均匀向均匀的同步性变化,再向非均匀的差异性变化过程,该损伤发育特征与声发射和超声波的时域-频域参量动态时变响应规律一致;而试样失稳主破裂空间位置与波速场狭长条带状低波速区及声发射高能量定位事件聚集区均相吻合;分级加载过程中应力及时间对试样损伤具有双重累积效应,表现出低值稳定—快速增加—平静—急速增加4阶段时变特征。声发射参量a_P和a_E能定量表征该效应,试样临破坏时a_P和a_E从0.6左右急速增大2.0,故可以把该参量视为混凝土失稳的前兆特征信号. 展开更多
关键词 分级加载 损伤演化 声发射-超声波联合监测 应力-时间损伤累积效应
钢结构损伤的数值模拟研究 预览
6
作者 彭成波 《结构工程师》 北大核心 2019年第2期118-122,共5页
基于钢结构损伤的本构模型及损伤演化,对其在数值计算中的实现给出了简便的方法。通过一个节点实例的对比计算表明:损伤的存在将加速节点刚度的退化,降低节点的承载力,更符合材料真实特性。为更真实地描述钢结构的弹塑性反应分析,需考... 基于钢结构损伤的本构模型及损伤演化,对其在数值计算中的实现给出了简便的方法。通过一个节点实例的对比计算表明:损伤的存在将加速节点刚度的退化,降低节点的承载力,更符合材料真实特性。为更真实地描述钢结构的弹塑性反应分析,需考虑材料损伤累积效应对结构的影响。 展开更多
关键词 钢结构损伤 梁柱节点 损伤演化
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基于损伤修正M-K模型的高强度钢成形极限预测
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作者 刘文权 盈亮 +1 位作者 荣海 胡平 《吉林大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1266-1271,共6页
为探究材料内部损伤演化对其成形特性的影响,在M-K凹槽失稳理论的基础之上,通过引入GTN损伤模型,建立了耦合损伤的高强度钢22MnB5成形极限预测方法,并确定了相关损伤参数。该方法以临界孔洞体积分数作为失稳判据,增强了预测方法的物理... 为探究材料内部损伤演化对其成形特性的影响,在M-K凹槽失稳理论的基础之上,通过引入GTN损伤模型,建立了耦合损伤的高强度钢22MnB5成形极限预测方法,并确定了相关损伤参数。该方法以临界孔洞体积分数作为失稳判据,增强了预测方法的物理意义。通过理论计算分析了变形路径对板材失稳以及损伤演化的影响。同时,通过开展NAKAZIMA实验研究,获取了22MnB5的成形极限数据并对其变形特点进行了分析。通过与实验结果的对比,验证了本文预测方法的有效性。 展开更多
关键词 材料合成与加工工艺 成形极限 M-K凹槽理论 GTN损伤模型 损伤演化
混凝土宏观损伤本构研究进展 预览
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作者 申波 刘盼盼 +2 位作者 马克俭 陈映 谢宗言 《贵州大学学报:自然科学版》 2019年第2期7-12,共6页
损伤本构关系的研究是混凝土力学性能研究的重要内容,从损伤本构关系确立的过程入手,给出了损伤变量的选取、损伤变量的演化规律及损伤模型的确立三方面内容。主要针对弹性、弹塑性本构模型分类进行阐述,对比各损伤本构模型的不同和优劣... 损伤本构关系的研究是混凝土力学性能研究的重要内容,从损伤本构关系确立的过程入手,给出了损伤变量的选取、损伤变量的演化规律及损伤模型的确立三方面内容。主要针对弹性、弹塑性本构模型分类进行阐述,对比各损伤本构模型的不同和优劣,总结了混凝土宏观损伤本构的研究进展,为混凝土宏观损伤本构关系研究提供思路。 展开更多
关键词 混凝土 损伤 本构关系 损伤演化
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基于离散元法的爆破荷载作用下深埋隧道失稳破坏模拟研究 预览
9
作者 李秀茹 郭恩栋 +2 位作者 张文静 蒋越 王祥建 《灾害学》 CSCD 北大核心 2019年第1期87-93,共7页
为了研究爆破扰动对深部隧道工程的影响,借助颗粒流程序PFC,开展爆破荷载作用下深埋隧道失稳破坏的数值模拟,分析了不同埋深隧道围岩的损伤演化过程和相同埋深隧道围岩颗粒位移与应力随时间的变化规律。研究结果表明:在距离隧道一定高... 为了研究爆破扰动对深部隧道工程的影响,借助颗粒流程序PFC,开展爆破荷载作用下深埋隧道失稳破坏的数值模拟,分析了不同埋深隧道围岩的损伤演化过程和相同埋深隧道围岩颗粒位移与应力随时间的变化规律。研究结果表明:在距离隧道一定高度的顶面施加爆破荷载,随着埋深的增加,围岩损伤程度越严重,损伤集中于隧道的两帮,并逐渐由隧道右侧向顶板发展;隧道的失稳破坏是由爆破荷载和地应力共同造成的,爆破荷载主要使隧道围岩产生裂隙,而在高地应力的持续作用下,可能引起岩块的剥离和弹射;隧道两帮的竖向压应力大于岩体抗压强度是隧道围岩破裂的主要机制。研究成果为深埋隧道支护技术和灾害预报研究提供了依据。 展开更多
关键词 深埋隧道 颗粒流 爆破荷载 损伤演化
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干湿循环与动载耦合作用下煤矿砂岩损伤演化及本构模型研究 预览
10
作者 袁璞 马冬冬 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2019年第8期119-124,共6页
干湿循环和动载耦合作用会导致煤矿岩石物理力学性质的劣化,引起地下岩体工程结构的破坏,诱发煤矿地下工程地质灾害和工程事故。基于纵波波速变化和Weibull分布统计损伤理论,推导了干湿循环与动载耦合作用下煤矿砂岩的损伤演化方程,探... 干湿循环和动载耦合作用会导致煤矿岩石物理力学性质的劣化,引起地下岩体工程结构的破坏,诱发煤矿地下工程地质灾害和工程事故。基于纵波波速变化和Weibull分布统计损伤理论,推导了干湿循环与动载耦合作用下煤矿砂岩的损伤演化方程,探讨了动弹性模量取值方法对损伤演化的影响,发现以动态应力-应变曲线30%与70%峰值应力连线的斜率作为动弹性模量更能反映出本次试验砂岩的损伤演化规律。在此基础上,分析了干湿循环次数对总损伤变量和总损伤率演化的影响,得出干湿循环与动载耦合作用后砂岩的总损伤变量随着干湿循环次数的增加而增大,总损伤率随应变增长先增加后减小;建立了干湿循环和动载耦合作用下砂岩的动态本构模型并对其进行了验证,以期为深部地下岩体工程稳定性分析提供依据。 展开更多
关键词 煤矿砂岩 干湿循环 动载作用 动弹性模量 损伤演化 本构模型
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三维编织复合材料拉伸微变形的测量与损伤破坏声发射监测 预览
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作者 张燕南 周伟 +1 位作者 商雅静 赵文政 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期55-63,共9页
为监测三维四向编织复合材料拉伸过程中的变形与损伤破坏行为,采用声发射(AE)与数字图像相关互补技术,有效获取复合材料表面局部微变形信息和内部损伤源动态演变特征。结果表明:当复合材料拉伸应变值增加到0.45%左右时,纱线交织区域开... 为监测三维四向编织复合材料拉伸过程中的变形与损伤破坏行为,采用声发射(AE)与数字图像相关互补技术,有效获取复合材料表面局部微变形信息和内部损伤源动态演变特征。结果表明:当复合材料拉伸应变值增加到0.45%左右时,纱线交织区域开始出现明显应变集中;随应变水平进一步提高,应变集中分别向纱线横向、纵向扩展,伴随较多AE信号,出现刚度下降;在应变水平接近1.13%时,表面应变场形成以纱线为受载主体的锯齿形应变集中带;基于K-means聚类分析表明,复合材料基体开裂、纤维/基体脱黏和纤维断裂对应的AE幅度分别为40~60、55~100、40~90dB;随编织厚度增加,复合材料皮芯结构外部区域占比降低,导致材料抗拉强度下降,但AE峰值幅度和频率无明显变化。 展开更多
关键词 三维编织复合材料 声发射检测 数字图像相关 损伤演化 拉伸变形
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基于能量法的混凝土双轴动态受压损伤特性研究
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作者 王普 彭刚 +2 位作者 刘苗苗 孙尚鹏 程卓群 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2019年第5期98-102,共5页
为研究混凝土损伤特性,对边长为150 mm的立方体混凝土试块在不同侧向压力(0,0.1fc,0.3fc,0.5fc)和不同应变速率(10^-5 ,10^-4 ,10^-3 ,10^-2s^-1 )下进行循环加卸载试验。用改进的Najar能量法确定了新的损伤变量表达式,以此分析侧向应... 为研究混凝土损伤特性,对边长为150 mm的立方体混凝土试块在不同侧向压力(0,0.1fc,0.3fc,0.5fc)和不同应变速率(10^-5 ,10^-4 ,10^-3 ,10^-2s^-1 )下进行循环加卸载试验。用改进的Najar能量法确定了新的损伤变量表达式,以此分析侧向应力和应变速率对混凝土损伤演化的影响。研究结果表明:推荐的损伤变量表达式与混凝土实际受载情况相符;混凝土在双轴受压状态下损伤演化可以分为3个阶段:1)损伤不变阶段;2)损伤加速发展阶段;3)损伤发展完成阶段。侧应力对混凝土的损伤发展具有阻碍作用,侧应力越大,对裂缝发展的阻碍作用越强,混凝土的损伤发展滞后性越明显;应变速率对混凝土的损伤演化影响具有一定的规律性,侧应力一定时,混凝土的损伤随着应变速率的降低而滞后。 展开更多
关键词 混凝土 双轴受压 损伤演化 应变速率
干湿循环对红砂岩力学特性及损伤影响试验研究 预览
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作者 刘帅 杨更社 董西好 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期101-106,共6页
为了研究干湿循环对红砂岩煤矿井壁和巷道的力学特性及损伤劣化,将红砂岩进行不同次数的干湿循环,然后在MTS815岩石力学试验机上进行压缩试验,研究表明:红砂岩干湿循环次数增加,结构由致密连续向多孔疏松转变,微裂隙压密阶段持续时间增... 为了研究干湿循环对红砂岩煤矿井壁和巷道的力学特性及损伤劣化,将红砂岩进行不同次数的干湿循环,然后在MTS815岩石力学试验机上进行压缩试验,研究表明:红砂岩干湿循环次数增加,结构由致密连续向多孔疏松转变,微裂隙压密阶段持续时间增长,塑性屈服明显,峰值应变增加,弹性模量降低,峰值强度大幅下降,但强度不会一直降低,而是趋于某一值;单轴压缩下干湿循环10次时,塑性变形特征明显;随着围压的増大,压密阶段持续时间减小,峰值应变降低,弹性模量增大,峰值强度得到较大提高,峰后塑性变形显著,残余强度随之増强。基于热力学定律和能量耗散原理建立的不同干湿循环次数下红砂岩损伤演化方程和试验结果相近,研究结果可为井壁、巷道设计和支护提供参数。 展开更多
关键词 红砂岩 干湿循环 三轴压缩 力学特性 损伤演化
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湿热环境对T700/MTM46复合材料层合板拉-拉疲劳性能和疲劳可靠寿命的影响
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作者 Bin-lin Ma Yu Feng +3 位作者 Yu-ting He Teng Zhang Sheng Zhang Tian-yu Zhang 《浙江大学学报:A卷英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第7期499-514,共16页
目的:碳纤维复合材料的疲劳特性对航空结构的安全性和可靠性有很大的影响,而湿热环境对复合材料性能的退化作用较大.本文针对湿热环境对碳纤维复合材料层合板的拉-拉疲劳性能和疲劳可靠寿命的影响进行研究,为碳纤维复合材料在实际湿热... 目的:碳纤维复合材料的疲劳特性对航空结构的安全性和可靠性有很大的影响,而湿热环境对复合材料性能的退化作用较大.本文针对湿热环境对碳纤维复合材料层合板的拉-拉疲劳性能和疲劳可靠寿命的影响进行研究,为碳纤维复合材料在实际湿热环境中的应用提供参考.创新点:1.通过实验分析得到碳纤维复合材料层合板在吸湿过程中的损伤演化过程;2.采用实验和理论分析的方法,研究湿热环境对碳纤维复合材料层合板拉-拉疲劳性能和疲劳可靠寿命的影响.方法:1.通过吸湿实验,观测分析得到碳纤维复合材料层合板在湿热老化过程中的损伤演化过程;2.通过疲劳试验,研究湿热环境下碳纤维复合材料的疲劳损伤演化过程、刚度退化规律和损伤失效模式;3.通过理论分析,采用疲劳可靠寿命预测模型,得到湿热环境下碳纤维复合材料的疲劳可靠寿命.结论:1.T700/MTM46复合材料层合板在吸湿过程中,出现了微孔和微脱层等损伤,但比疲劳过程中产生的损伤要小得多;2.与常温环境相比,湿热环境下实验件的刚度退化曲线的变化趋势保持一致,但刚度下降幅度增大;3.与常温环境相比,湿热环境下实验件的疲劳极限降低约6%,疲劳损伤模式相似,但在相同疲劳循环数下的损伤程度加剧;4.在湿热环境作用下,实验件的疲劳可靠寿命大大降低. 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 湿热环境 疲劳性能 损伤演化 p-γ-S-N曲面
Rate-Dep endent Characteristic of Relaxation Time of Concrete
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作者 Hui Song Jiankang Chen +2 位作者 Cheng Qian Yunfeng Lv Yonghui Cao 《固体力学学报:英文版》 SCIE EI CSCD 2019年第1期69-80,共12页
This study focused on the rate-dependent relaxation time of concrete using the split Hopkinson pressure bar test and the ultrasonic technique.Based on the experimental results,and considering the viscous effect in con... This study focused on the rate-dependent relaxation time of concrete using the split Hopkinson pressure bar test and the ultrasonic technique.Based on the experimental results,and considering the viscous effect in concrete,the viscoelastic stress-strain relationship was established in terms of the principles of irreversible thermodynamics and the generalized Onsager's principle,providing the convergence of an iterative scheme in terms of the Lipschitz's condition.It was found that the relaxation time of concre te depends on the strain rate.Furt her more,considering the state equations and damage evolution,a nonlinear viscoelastic constitutive model of concrete coupling damage was proposed.Compared with the experimental results,this model could better characterize the strengthening and softening characteristics of concrete prior to and beyond the strength limit.Further analysis indicated that the viscous effect is dominantly caused by the C-S-H in concrete. 展开更多
关键词 CONCRETE CONSTITUTIVE RELATION VISCOELASTICITY RELAXATION time Damage evolution
基于声发射试验的红层砂岩损伤演化特性分析 预览
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作者 王腾飞 李远耀 +2 位作者 徐勇 郭子正 杨钦富 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期247-254,共8页
红层砂岩在我国广泛分布,其特殊的工程地质特性对工程建设具有重要影响。对取自重庆万州龙驹坝地区的侏罗系红层砂岩样品进行了声发射试验,分析了其在单轴压缩条件下的损伤演化特性,得到了样品在单轴压缩条件下的应力-应变特征曲线,以... 红层砂岩在我国广泛分布,其特殊的工程地质特性对工程建设具有重要影响。对取自重庆万州龙驹坝地区的侏罗系红层砂岩样品进行了声发射试验,分析了其在单轴压缩条件下的损伤演化特性,得到了样品在单轴压缩条件下的应力-应变特征曲线,以及声发射参数在红层砂岩破裂过程中的响应特征。试验结果表明:样品在单轴受压条件下的损伤过程分为内部压密、弹性变形、塑性变形、破裂和残余变形5个阶段,各阶段声发射参数具有显著差异;不同类型样品的损伤量曲线与应力曲线具有同步性,且在弹性-塑性临界点开始出现损伤量的跳跃性增长;对AE振铃计数率参数的回归分析表明,样品在损伤破裂过程中的声发射参数序列存在分形特征,关联维数D可以较好地表征岩石内部损伤的发展规律。试验成果可为红层岩体失稳破坏的监测预警及风险评价提供数据支撑。 展开更多
关键词 红层砂岩 单轴压缩 声发射试验 损伤演化 分形
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冻结红砂岩单轴损伤破坏CT实时试验研究
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作者 宋勇军 杨慧敏 +1 位作者 张磊涛 任建喜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期152-160,共9页
为探究冻结岩石的宏观力学特性及损伤演化机理,对20、-5、-10℃红砂岩进行单轴加载CT实时扫描,获得各扫描层的CT扫描图像。利用Matlab自编程序生成灰度直方图和二值图像,基于CT数H值正比于密度的关系定义岩样扫描层的安全区、损伤区、... 为探究冻结岩石的宏观力学特性及损伤演化机理,对20、-5、-10℃红砂岩进行单轴加载CT实时扫描,获得各扫描层的CT扫描图像。利用Matlab自编程序生成灰度直方图和二值图像,基于CT数H值正比于密度的关系定义岩样扫描层的安全区、损伤区、破坏区,结合温度效应、水的软化作用及冰的冻胀力对岩样的影响,定量地研究冻结岩石的损伤破坏演化规律。试验研究表明,(1)温度由20℃降至-5、-10℃时未冻水含量减少而冻结冰含量增加,岩样强度增大、抗变形能力提高、整体稳定性提高,CT图像呈现出岩样裂纹尺寸发展减慢、损坏程度减弱的规律;(2)不同温度下岩石单轴加载的损伤演化经历了裂隙萌生、闭合、延伸、汇集及形成宏观主裂纹的阶段,岩样变形增大发生破坏;(3)由于端部效应,中间较两端扫描层的损伤程度高,外侧较内侧扫描层先发生损伤,损伤边缘化并向内部扩展。 展开更多
关键词 冻结岩石 CT实时试验 灰度直方图 二值图像 温度效应 冻胀力 损伤演化
加载速率和初始损伤对砂岩能量演化影响的试验研究
18
作者 李树刚 陈高峰 +2 位作者 双海清 林海飞 赵鹏翔 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期373-380,共8页
为研究加载速率和初始损伤对砂岩能量演化特性的影响,通过预压使部分岩样产生初始损伤,并进行原始岩样和含初始损伤岩样不同加载速率下的单轴压缩试验,分析了砂岩试件加载速率和初始损伤影响下的能量演化特征。试验结果表明,预压产生的... 为研究加载速率和初始损伤对砂岩能量演化特性的影响,通过预压使部分岩样产生初始损伤,并进行原始岩样和含初始损伤岩样不同加载速率下的单轴压缩试验,分析了砂岩试件加载速率和初始损伤影响下的能量演化特征。试验结果表明,预压产生的初始损伤较为真实地反应岩石内部随机分布的微裂隙损伤,声发射技术能较为准确地表征损伤量及其位置信息;加载速率的不同对弹性能演化过程基本无影响,但造成岩样破坏前积聚的最大弹性能增加;初始损伤的存在使弹性能增长较无损伤岩样变缓,破坏前积聚的最大弹性能减少;从能量耗散的角度建立了岩石损伤演化方程,验算结果表明基于能量耗散分析建立的岩石损伤演化方程可以很好地描述岩石的损伤演化过程。 展开更多
关键词 单轴压缩 加载速率 初始损伤 能量演化
非贯通裂隙岩体损伤演化率相关性及变形特征 预览
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作者 邓正定 向帅 +2 位作者 周尖荣 王观石 王月梅 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期115-126,共12页
含非贯通裂隙岩体是自然界中岩体的主要赋存形式,其裂隙几何特征对岩体的强度及变形均产生显著影响。应变率对岩体的损伤演化及黏滞效应也具有显著的率相关性。首先,运用模型元件的方法,将非贯通裂隙岩体动态破坏过程视为具复合损伤、... 含非贯通裂隙岩体是自然界中岩体的主要赋存形式,其裂隙几何特征对岩体的强度及变形均产生显著影响。应变率对岩体的损伤演化及黏滞效应也具有显著的率相关性。首先,运用模型元件的方法,将非贯通裂隙岩体动态破坏过程视为具复合损伤、静态弹性特性、动态黏滞特性的非均质点组成,对黏弹性响应的Maxwell体进行改进,将细观损伤体与裂隙损伤演化的宏观损伤体根据等效应变假设并联组成宏细观复合损伤体,构建综合考虑岩体宏细观缺陷的动态损伤模型;其次,基于断裂力学及应变能理论,对岩体宏观裂隙动态扩展的能量机制进行分析,综合考虑初始裂隙应变能、裂隙动态损伤演化过程应变能、裂隙闭合应变能,得到裂隙岩体宏观动态损伤变量计算公式;最后,将模型计算结果与实验结果进行比较,模型计算结果与实验结果吻合较好,证明了模型的合理性,同时利用模型讨论了裂隙倾角、应变率、岩石性质对岩体变形特征的影响规律。 展开更多
关键词 非贯通 裂隙岩体 损伤演化 应变率 本构模型
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单轴循环压缩载荷下混凝土实时损伤演化规律 预览
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作者 宋慧 邹志文 +2 位作者 桂发亮 徐多 蓟文豪 《南昌工程学院学报》 CAS 2019年第3期28-31,35共5页
通过循环压缩加载实验并同时运用超声波探测仪实时测试混凝土试样超声波波速变化,得到了不同应变率条件下循环压缩应力应变曲线及超声波波速实时演化结果。结合超声波波速实时测试结果,将加载过程中材料动弹性模量的衰减与材料初始弹性... 通过循环压缩加载实验并同时运用超声波探测仪实时测试混凝土试样超声波波速变化,得到了不同应变率条件下循环压缩应力应变曲线及超声波波速实时演化结果。结合超声波波速实时测试结果,将加载过程中材料动弹性模量的衰减与材料初始弹性模型比值的变化表征为材料损伤变量,得到了实时损伤演化实验量化结果,并提出了率相关的损伤演化模型。结果表明提出的损伤演化模型可真实地表征混凝土破坏全过程材料实时损伤演化情况,且对研究混凝土材料失效具有重要的理论意义。 展开更多
关键词 混凝土 超声波 应变率 损伤演化
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