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2024-T3铝合金的动态断裂韧性王思军;李宁;郗学奎【摘要】目的实现2024-T3铝合金动态断裂韧性的测量,揭示加载速率对动态断裂韧性的影响机理.方法采用屏蔽措施避免电磁干扰,测量2024-T3铝合金在不同加载速率下的动态断裂韧性,采用扫描电子显微镜(SEM)观察断口形貌,理论分析加载速率对动态断裂韧性的影响机理.结果当加载速率小于103 MPa·m1/2·s-1时,2024-T3铝合金的动态断裂韧性约为35 MPa·m1/2;当加载速率高于105 MPa·m1/2·s-1时,动态断裂韧性超过40 MPa·m1/2,且随加载速率的增加而不断增大至101 MPa·m1/2.断口分析表明,加载速率较低时,断口形貌为微孔聚集型;当加载速率超过105 MPa·m1/2·s-1时,断口特征由延性韧窝向准解理形态转变.理论分析表明,上述现象主要是由于裂纹尖端的无位错区域尺寸随加载速率的增大而减小,位错对裂纹尖端应力场的屏蔽效应增大,从而导致裂纹起裂后迅速由韧窝状态向准解理状态转变.结论电磁屏蔽后的电阻应变片法,能够准确测量电磁环境下2024-T3铝合金的动态断裂韧性,且动态断裂韧性表现出明显的应变率敏感性;2024-T3铝合金的微观断裂机制在准静态下为微孔聚集型,加载速率超过105 MPa·m1/2·s-1时,材料的断裂表现为由延性韧窝形态向准解理形态转变.【期刊名称】《精密成形工程》【年(卷),期】2017(009)004【总页数】7页(P72-78)【关键词】铝合金;加载速率;动态断裂韧性;断面分析【作者】王思军;李宁;郗学奎【作者单位】华中科技大学材料科学与工程学院,武汉 430074;华中科技大学材料科学与工程学院,武汉 430074;中国科学院物理研究所,北京 100190【正文语种】中文【中图分类】TG21;TG24.92024-T3铝合金因具有较高的塑性、疲劳寿命、断裂韧性和抗疲劳裂纹扩展性能，而广泛应用于机身机翼、抗剪肋板和腹板等结构件中[1]。
磁弹性理论中的守恒定律和路径无关积分刘宗民;周健生;宋海燕【摘要】Conservation laws and path-independent integrals are important tools in traditional mechanics, which have important applications in dislocation, fracture mechanics and defect theory.Due to the coupling action between stress field and magnetic field, and the coupling properties of magnetoelastic material, magnetoelasticity has more extensive conservation laws and path-independent integrals.By defining four different thermodynamic functions, and based on the concepts of energy-momentum tensor in electro-magnetic theory, the conservation laws and their dual forms in magnetoelasticity are established.The corresponding path-independent integrals in magnetoelasticity can be obtained .The conservation laws and path -independent integrals established in this paper could play an important role in studying defect theory in magnetoelasticity.%守恒定律与路径无关积分是传统力学中的重要工具，在位错、断裂力学和其他缺陷理论中具有重要的应用价值。
基于内聚力模型(CZM)的单筋拉拔数值分析方法研究景剑;强峰;施凯【摘要】目前化学植筋粘结性能数值模拟中界面单元均以双弹簧单元为主,但是模拟结果与相应的试验结果有较大偏差.为了提高数值模拟的精确度,本文基于双线性内聚力模型(Cohesive Zone Model)进行了单筋拉拔试验的有限元模拟,采用双线性应力-张开位移模型定义内聚力单元本构关系,进行了参数分析,得到了内聚力参数对计算结果的影响规律,并对一些试验的荷载-位移曲线进行参数拟合以确定合理参数,从而验证了该植筋模拟方法的有效性.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2018(040)007【总页数】5页(P57-60,64)【关键词】化学植筋;单筋拉拔试验;内聚力模型;参数分析【作者】景剑;强峰;施凯【作者单位】江苏省建筑工程质量检测中心有限公司,南京210008;河海大学土木与交通学院,南京210098;江苏省建筑工程质量检测中心有限公司,南京210008【正文语种】中文【中图分类】TU5020 引言化学植筋是目前加固改造领域应用相当广泛的后锚固连接技术，现有植筋承载力和力学性能的相关研究大多限于单筋拉拔试验研究，由于拉拔试验试件制作及试验装置比较简单，试验结果便于分析，长期以来一直作为研究化学植筋性能的有效方法，但是由于试验中存在诸多不确定性因素，如果通过大量的拉拔试验研究化学植筋性能，不仅耗费过多的试验材料，而且需要很长的试验周期，给研究带来诸多不便。
近些年来，应用有限元分析方法进行化学植筋锚固性能研究已成为一种方便有效的数值模拟方法。
在早期的植筋锚固系统研究中，国内外同行已发表了一些有关粘结锚固的研究成果。
Cook等人[1]通过单筋拉拔试验总结出了在混凝土构件中，植筋的破坏模式，研究了单个钢筋锚固的破坏过程和机理，给出了单筋的粘结锚固建议；郭晓飞[2]提出了采用双弹簧单元模拟混凝土与植筋胶界面单元和钢筋与植筋胶界面单元，并考虑了植筋胶的厚度，采用四边形滑移单元对植筋胶进行模拟。
断裂力学及其工程应用概述断裂力学是研究材料在外界加载下发生断裂的力学学科，它研究材料的断裂机理、断裂过程以及预测和评估断裂行为。
在工程应用方面，断裂力学为我们提供了对结构材料的强度和可靠性进行评估的依据。
断裂理论基础断裂分类1.脆性断裂：材料在加载情况下突然断裂，没有明显的塑性变形。
2.韧性断裂：材料在加载情况下发生明显的塑性变形后才发生断裂。
断裂模式1.剪切断裂：沿一个平面发生剪切破坏。
2.弯曲断裂：材料在受到弯曲力作用下发生断裂。
3.拉伸断裂：材料在受到拉力作用下发生断裂。
断裂力学的应用断裂评估断裂力学可以用于评估材料的强度和可靠性，为工程结构的设计提供依据。
通过对材料的本构关系、断裂韧度等参数的计算和预测，可以预防工程结构的断裂失效。
断裂预测断裂力学可以通过对材料的试验研究和模型建立，预测材料在不同加载情况下的断裂性能。
这对于材料选择、设计优化以及工程结构的安全性评估非常重要。
断裂控制利用断裂力学的理论和方法，可以通过控制和改善材料的断裂性能，提高工程结构的抗断裂能力。
例如，在航空航天工程中，采用了各种断裂控制技术来提升飞机的安全性能。
断裂分析通过断裂力学的分析方法，可以对已发生断裂的材料进行破坏模式分析和失效原因分析。
这有助于我们总结经验教训，改进设计和制造工艺，减少事故的发生。
断裂力学研究的挑战断裂力学的研究面临着许多挑战，其中主要包括以下几个方面： 1. 多尺度效应：材料的断裂行为在不同尺度下表现出不同的特性，从宏观到微观的转换是一个难点。
2. 多物理场耦合：许多工程应用中，断裂问题往往与温度、湿度、电磁场等物理场耦合，这给研究带来了复杂性。
3. 断裂预测精度：目前断裂力学的预测精度仍有待提高，特别是在复杂载荷和多尺度情况下。
结语断裂力学是一个综合性学科，它对材料的强度和可靠性评估以及工程结构的设计和安全性评估起着重要作用。
尽管面临许多挑战，但随着科学技术的不断进步，断裂力学将在未来发挥更重要的作用，并为工程领域的发展做出更大贡献。
断裂力学的发展与研究现状一、断裂力学概述断裂力学是一门研究材料或结构在断裂过程中力学行为的学科。
它专注于理解材料的微观结构和性能，以及在外力作用下材料裂纹萌生、扩展和断裂的机制。
断裂力学在工程应用中具有非常重要的意义，因为材料的断裂会直接导致灾难性的后果。
二、断裂力学的发展自20世纪60年代以来，断裂力学得到了迅速的发展。
这个领域的研究可以分为两个主要方向：线性断裂力学和非线性断裂力学。
1. 线性断裂力学：线性断裂力学研究裂纹在材料中扩展的规律，其理论基础主要是弹性力学和塑性力学。
这个方向的主要目标是预测裂纹扩展的速率，以及裂纹对材料性能的影响。
2. 非线性断裂力学：非线性断裂力学研究裂纹在非线性材料中扩展的规律。
这种材料的行为会随着裂纹的扩展而改变，因此需要使用更复杂的模型来描述。
非线性断裂力学的研究对于理解复合材料、金属、陶瓷等材料的断裂行为非常重要。
三、断裂力学的研究现状当前，断裂力学的研究主要集中在以下几个方向：1. 疲劳裂纹扩展研究：疲劳裂纹扩展是工程结构中最常见的断裂形式之一。
这个方向的研究主要关注疲劳裂纹的萌生和扩展机制，以及如何预测疲劳寿命。
2. 复合材料断裂研究：复合材料由于其各向异性和非线性特性，其断裂行为比金属材料更为复杂。
这个方向的研究主要关注复合材料的分层、脱层、破碎等行为，以及如何优化复合材料的结构设计。
3. 微裂纹扩展研究：微裂纹在材料中广泛存在，其对材料的性能和安全性具有重要影响。
这个方向的研究主要关注微裂纹的萌生、扩展和聚集机制，以及如何检测和预防微裂纹的产生。
4. 跨尺度断裂力学研究：这个方向的研究关注在不同尺度（如微观、介观和宏观）下材料的断裂行为。
它涉及到材料在不同尺度下的物理性质，以及不同尺度之间的相互作用。
这种跨尺度的方法有助于更全面地理解材料的断裂行为。
四、未来研究方向与挑战随着科学技术的发展，断裂力学仍面临许多新的挑战和研究机会。
未来几年，以下几个方向可能会成为研究的热点：1. 高性能计算与模拟：随着计算机技术的发展，高性能计算和模拟已经成为解决复杂工程问题的关键工具。
磁性材料的力学性能研究磁性材料是一类具有特殊磁性特性的材料，被广泛应用于制造电磁设备、磁存储器等领域。
磁性材料的力学性能是其在使用过程中至关重要的参数，对于材料的强度、耐久性和可靠性等方面都有着重要的影响。
为了研究磁性材料的力学性能，科学家们进行了一系列的实验和研究，取得了许多有价值的成果。
首先，研究人员对磁性材料的韧性进行了深入的探讨。
韧性是材料抵抗断裂的能力，也是衡量材料抗外界冲击和挤压的关键指标。
在磁性材料的研究中，科学家们发现，磁性材料的韧性与其微观结构密切相关。
磁性材料中的磁性粒子排列方式对其韧性有明显影响。
通过调控磁性材料中的磁场、温度等参数，科学家们可以改变磁性粒子的排列方式，从而调节材料的韧性。
这一发现为磁性材料的工程应用提供了理论依据和实验指导。
其次，磁性材料的强度也是力学性能研究的重要内容之一。
强度是材料抵抗外力作用的能力，直接影响材料的使用寿命和性能稳定性。
研究表明，磁性材料的强度受多种因素影响，包括材料的成分、晶体结构以及制备工艺等。
科学家们通过对磁性材料的成分和结构进行调控，提高了材料的强度。
例如，改进磁性材料的晶体结构，使得其晶界强度增加，从而提高了材料的强度和耐久性。
这些研究成果为磁性材料在航空航天、交通运输等领域的应用提供了技术支持。
此外，研究人员还关注了磁性材料的变形和塑性行为。
磁性材料在外力作用下会发生塑性变形，而其塑性行为也与磁性材料的力学性能密切相关。
通过实验和模拟方法，科学家们发现了磁性材料变形和塑性行为的一些规律。
例如，磁场的作用可以改变磁性材料的塑性变形模式，从而影响材料的塑性行为。
此外，磁性材料的磁滞回线对其塑性变形也有一定影响。
这些研究为更好地理解和控制磁性材料的塑性行为提供了基础。
总结起来，磁性材料的力学性能研究是一个复杂而重要的课题。
通过实验和理论研究，科学家们已经取得了许多有价值的成果。
磁性材料的韧性、强度和塑性行为等方面的研究为磁性材料的工程应用提供了理论指导和技术支持。
近场动力学理论在脆性材料波散射与裂纹扩展问题的数值模拟王剑锋;钱松荣;石宏顺【摘要】近场动力学(peridynamics,PD)是一个物质点具有通用积分运动方程的连续介质理论,其非局部思想能够很好地处理和解决传统连续介质力学在裂纹尖端解的奇异性问题,也弥补了有限元法(FEM)在断裂问题上网格重构的缺陷,在研究材料的断裂与损伤方面有着独特的优势.基于固体力学和断裂力学理论在应力波传播的研究基础上,通过对比传统波动理论和PD理论中P波的传递速度、传递半径及受载出现的波反射和绕射现象,提出近场力波的概念,从本质上分析了近场力波与应力波传递的区别.用PD理论对含预制缺陷的脆性材料(混凝土)动态断裂过程进行数值模拟,通过分析C15混凝土受冲击载荷断裂过程的能量释放速率,得出近场力波的传递会对裂纹的萌生和扩展产生影响.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2019(019)011【总页数】9页(P1-9)【关键词】近场动力学;近场力波;反射波;冲击载荷;裂纹扩展【作者】王剑锋;钱松荣;石宏顺【作者单位】贵州大学机械工程学院,贵阳550025;贵州大学机械工程学院,贵阳550025;贵州大学机械工程学院,贵阳550025【正文语种】中文【中图分类】O382固体力学中波传播特性的研究可以追溯到20世纪初，光的波动理论的提出有力地推动了固体力学波动理论的发展。
随着固体中波的理论在无损探伤与检测、地震学和地震勘探技术方面得到广泛的应用，弹性波散射的研究在解释地震现象、地震监测、冲击下材料和结构的响应、新型材料如复合材料和陶瓷材料在受冲击作用下波的传播、断裂动力学等实际问题中应用越来越广泛，波动问题受到人们普遍的重视。
近年来，相关学者通过实验方法、解析方法和数值方法来研究弹性波的传播特性[1,2]。
数值模拟技术在现代工程领域意义重大，目前对于弹性波研究的数值模拟方法主要有：有限差分方法(FDM)、离散单元法(DEM)、有限元方法(FEM)、伪谱法(PSM)、谱元法(SEM)、反射率法(RM)以及边界元法(BEM)等[3]，这些方法基本上都是基于传统的弹性力学的理论基础演变而来，并为波动理论的研究发展产生了巨大的贡献。
磁电弹性材料断裂力学研究现状作者：冯文杰， 李艳松， Feng Wenjie， Li Yansong作者单位：冯文杰,Feng Wenjie(石家庄铁道大学,工程力学系,河北,石家庄,050043)， 李艳松,Li Yansong(东北大学,工程力学研究所,辽宁,沈阳,110004)刊名：石家庄铁道大学学报英文刊名：JOURNAL OF SHIJIAZHUANG RAILWAY INSTITUTE年，卷(期)：2010,23(2)1.Shen M H A magnetoelectric screw dislocation interacting with a circular layered inclusion2008(03)2.Hou P F;Leung A Y T A spheroidal inclusion in an infinite magneto-electro-elastic material[外文期刊] 2004(11/12)3.Zhou Z G;Zhang P W;Wu L Z Solutions to a limited-peameable crack or two limited-peameablecollinear cracks in piezoelectric/piezomagnetic materials[外文期刊] 2007(12)4.Zhong X C Analysis of a dielectric crack in a magnetoelectroelastic layer 2009(24)5.Zhong X C;Li X F T-stress analysis for a Griffith crack in a magneto-electro-elastic solid2008(02)6.Gao C F;Noda N Thermal-induced interfacial cracking of magneto-electro-elastic materials[外文期刊] 2004(13/14)7.Gao C F;Tong P;Zhang T Y Interfacial crack problems in magneto-electroelastic solids[外文期刊] 2003(18)8.Fang Q H;Liu Y 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Two collinear Mode-I cracks in piezoelectric/ piezomagnetic materials 2008(01)36.Zhou Z G;Chen Z T Basic solution of a Mode-I limited-permeable crack in functionally graded piezoelectric/piezomagnetic materials 2008(7/8)37.Zhou Z G;Zhang P W;Wu L Z The closed form solution of a Mode-I crack in thepiezoelectric/piezomagnetic materials[外文期刊] 2007(02)38.Sun Y G;Zhou Z G The behavior of two collinear cracks in magneto-electro-elastic composites under anti-plane shear stress loading[期刊论文]-Acta Mechanica Solida Sinica 2005(01)39.Astrov D N Mangetoelectric effect in antiferromagnetic Cr2O3 196140.Dzyaloshinsky I E The magnetoelectric effect in antiferromagnetic materials 196041.Zhong X C;Li X F Magnetoelectroelastic analysis for an opening crack in a piezoelectromagnetic solid[外文期刊] 2007(03)42.Zhang P W;Zhou Z G;Wu L Z Solutions to two or four parallel Mode-I permeable cracks in magneto-electro-elastic composite materials[外文期刊] 2007(22)43.Tian W Y;Rajapakse R K N D Theoretical model for crack 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