ZrB_2-SiC-G陶瓷复合材料断裂行为研究

为了解ZrB2-Si C-G陶瓷复合材料的断裂行为,采用单边切口梁法,通过三点弯曲试验测试了ZrB2-Si C-G超高温陶瓷材料的断裂韧性,得到材料的断裂韧性值为4. 21MPa·m1/2。根据能量释放率的定义,推导出断裂韧性与试件柔度的关系,从而由试验测得的破坏荷载和断裂韧性得到试件的真实变形。建立了ZrB2-Si C-G试件的有限元模型,模拟了试件在三点弯曲试验条件下的断裂问题,分别采用线弹性断裂力学和临界应力准则来模拟试件的断裂过程。采用2种准则模拟得到的材料断裂时的试件变形与理论修正计算得到的结果比较接近,从而验证了本文理论修正方法的正确性和数值方法的适用性。通过有限元模拟,给出了不同准则下裂纹的扩展过程。

梁桥碳纤维板与增大截面联合加固不同顺序加固效果研究

本文以贵州某桥为研究背景,采用有限元分析软件MIDAS/FEA针对现有的加固方法:增大截面、普通碳纤维板与预应力碳纤维板等,建立了不同加固顺序的梁桥模型。通过对比分析梁桥在不同加固顺序下模型的受力变形和裂缝的扩展情况。结果表明:先碳纤维板后增大截面加固的顺序与先增大截面后碳纤维板加固和同时增大截面及碳纤维板加固相比,加固效果较优。在实际工程中,当两种加固方法的加固作业面不冲突时,可以不考虑加固方法的先后顺序而采用两种加固方法同时施工的加固方法,在几乎不影响加固效果的同时,可以节省施工作业时间。

高应变率下ZrB2-SiC陶瓷复合材料压缩力学性能实验研究

采用分离式霍普金森压杆装置,测试了高应变率下ZrB2-20%SiC陶瓷复合材料的动态压缩力学性能,应变率范围为900s^-1~3000s^-1。结果表明:ZrB2-20%SiC陶瓷复合材料的动态压缩强度与临界应变均随应变率的增大而增加,2950s^-1时压缩强度与临界应变比981s^-1时分别增大了88.72%和148.85%;应变率对ZrB2-20%SiC陶瓷复合材料的动态压缩应力-应变曲线与破坏机理影响显著,应变率为1134s^-1时,ZrB2-20%SiC陶瓷复合材料破坏模式以裂纹扩展为主,应变率为2861s^-1时,多裂纹扩展为该材料的主要破坏机理;应变率越高,试件的损伤程度越大,压缩试件碎片尺寸越小,压缩应力-应变曲线的非线性越明显。