沿晶脆性断裂的非平衡统计理论研究(英文)

目的研究晶体中的沿晶脆性断裂行为．方法用非平衡断裂统计理论框架并且考虑了晶体内部三叉结对裂纹阻塞的影响．结果在非平衡断裂统计理论框架下统一导出了沿晶微裂纹长大速率、沿晶断裂几率、可靠性、断裂强度统计分布函数、断裂韧性以及一些随晶粒尺寸变化的统计平均值等物理量．结论建立了沿晶脆性断裂非平衡统计理论．

基于Weibull分布的高温高围压岩石统计损伤本构模型

深部岩石通常处于高温及高围压环境中,深入研究深部岩石的本构关系对于深地矿产资源的开采、地热的高效利用以及岩体的稳定性分析等具有重要的理论和现实意义。为研究岩石在不同温度和围压作用下的静态三轴压缩破坏全过程本构关系,基于宏观唯象损伤力学的概念,从岩石的弹性模量随着温度变化的角度出发,得到了岩石在温度作用下的损伤表达式;又基于Weibull分布和修正的Mohr-Coulomb强度准则,将岩石细观均匀化,并结合统计损伤理论,得到了岩石在轴向压力作用下的统计损伤表达式;然后根据推广的应变等价性原理将两部分损伤耦合,得到了岩石在高温及轴压力作用下的岩石耦合损伤表达式。将所得的耦合损伤表达式结合考虑岩石残余应力的Lemaitre应变等价性假说以及有效应力原理,同时考虑岩石内部裂纹起裂阈值的影响,将本构模型分为阈值应变之前和阈值应变之后两部分,得到了一种分段函数形式的可反映高温及高围压影响的岩石统计损伤本构模型。为验证模型的适用性和准确性,分别将岩石在温度为25、200、400、600、800、1000℃和围压为0、10、20、30、40 MPa情况下的模型本构曲线与试验本构曲线进行了对比验证,对比结果较好,可以反映出岩石存在临界温度。在围压一定时,随着温度的升高,岩石的强度先增大后减小;在温度一定时,随着围压的升高,岩石的延性逐渐增强。

双参数Weibull分布砖混骨料再生混凝土损伤模型

目的 研究砖混骨料再生混凝土再生骨料中砖块的质量分数对再生混凝土抗冻性能的影响,为砖块质量分数不统一的再生骨料的再利用提供技术支持。方法 对再生骨料中不同砖块质量分数的再生混凝土进行冻融循环后的单轴压缩试验,确定再生混凝土经冻融及荷载作用的损伤变量D,并基于双参数Weibull概率函数及Lemaitre等效应变理论建立再生骨料中不同砖块含量的再生混凝土冻融循环作用后单轴受压本构模型。结果 所得的本构模型与试验曲线拟合度较好;损伤变量D与应变的关系呈S型曲线,曲线的陡峭程度反映了初始损伤Dn的大小及试件抵抗荷载的能力;得到了冻融循环次数、再生骨料中砖块质量分数与损伤变量的关系,经冻融循环后再生混凝土中再生骨料的砖块质量分数由0到30%时初始损伤度增加了32.5%。结论 再生骨料中砖块质量分数的增加,能够加快再生混凝土损伤演化的速度,使再生混凝土抗冻性能劣化。

基于Weibull强度理论的混凝土冻融损伤本构模型研究

将统计学方法与细观力学方法结合,采用平行杆模型模拟混凝土等脆性材料单轴受压的损伤演化规律。研究了基于Weibull强度理论的混凝土细观统计损伤本构模型,并通过冻融后的混凝土单轴受压本构试验,拟合出模型相关参数m和ε0,提出了基于细观统计损伤力学的混凝土冻融损伤本构方程。最后通过非线性有限元分析软件ABAQUS对提出的模型进行数值模拟,并与试验结果对比分析,验证了所提出模型的合理性。

基于Weibull统计理论的混凝土率型损伤本构模型研究

为研究混凝土在股役期间的材料特性,进行了不同应变速率下(10^(-5),10^(-4),10^(-3)和10^(-2)/s)的混凝土单轴受压试验,分析了混凝土材料基本力学特性,试验结果表明:随着应变速率的提高,峰值应力和初始弹性模量呈现增大的趋势,峰值应力的变化规律并不明显。基于Weibull和Lognormal统计分布理论,以及Lemaitre应变等效原理,引入应变速率因素,构建出混凝土材料分段式率型单轴受压损伤本构模型。依据试验数据,确定了所建立的率型损伤本构模型参数;给出了不同速率下混凝土单轴受压应力-应变和损伤变化规律曲线。结果表明:建立的混凝土率型本构模型能够反映不同应变速率下混凝土单轴受压损伤全过程。

Weibull统计理论的参数对混凝土全曲线模型的影响

为了解混凝土在不同加载速率下的力学特性,采用微机控制电液伺服大型多功能动静力三轴仪,对强度等级为C15、边长为150 mm的立方体混凝土试件在不同加载速率为10-5/s,10-4/s,10-3/s,5×10-3/s下进行了单轴压缩试验,对不同加载速率下单轴压缩混凝土的抗压强度、变形、基于修正后的Weibull统计理论的应力应变全曲线模型参数等进行了研究和分析。结果表明:修正后的Weibull统计理论模型能较好地拟合混凝土试件在不同加载速率下的全曲线模型;材料的强度硬化特性可以通过Weibull本构模型中的参数m和E值表征;应变软化特性可以通过Weibull本构模型中的参数c值表征。

用weibull理论评价表面处理对碳纤维拉伸强度的影响

采用常压等离子体对碳纤维表面进行改性处理,用weibull理论评价了等离子体处理前后碳纤维抗拉强度及其离散性的变化,验证了形状参数和强度离散的关系。结果表明常压等离子体处理在改善碳纤维表面性能时,基本不会影响碳纤维强度及其离散性。

基于Weibull分布的红砂岩三轴蠕变试验及模型研究

当前,地下工程围岩蠕变问题仍然存在,蠕变理论需要进一步丰富。岩石蠕变实质上是损伤不断积累的过程,针对蠕变条件下岩石损伤演化情况,文章采用TAW-2000多功能三轴伺服试验系统对取自四川乐山依卜隧道的红砂岩进行三轴蠕变试验,分析不同围压下试样蠕变变形规律,同时以西原模型为基础,结合Weibull分布和Perzyna黏塑性理论,建立一种改进的可以描述岩石蠕变破坏全过程的黏弹塑性蠕变模型。通过划分蠕变阶段来定义临界点损伤变量,从而更为准确地确定加速蠕变启动时间。得出如下结论:(1)模型曲线与试验数据具有良好的一致性,验证了模型的准确性与合理性,说明基于Weibull分布建立的红砂岩黏弹塑性蠕变模型是可行的;(2)基于Perzyna黏塑性理论,建立了可以更加准确的描述加速蠕变的黏塑性应变表达式;(3)文章建立的基于Weibull分布和Perzyna黏塑性理论的三轴损伤蠕变模型能够较好的描述岩石蠕变全过程,克服了西原模型不能描述加速蠕变的缺点。本研究通过定义不同蠕变阶段的临界点损伤变量更好的反映了岩石蠕变变形与损伤之间关系,丰富了岩石类材料的蠕变本构理论。

用Weibull评价表面处理对玻璃纤维强度影响

玻璃纤维拉伸强度的分散性与其表面随机分布缺陷的大小和数量有关。通过对纤维表面处理对其强度分散性的影响进行研究 ,采用 Weibull统计理论对 3种不同处理剂处理的玻璃纤维的拉伸强度分散性进行评价。分析得出 ,经过表面处理的纤维强度要比未经表面处理的纤维强度高 ,而且分散性也比后者减小许多。

有机玻璃粘接缝抗拉强度的Weibull统计分析

测试了由四种粘接工艺(常规粘接、快料粘接、常温紫外光固化粘接和升温紫外光固化粘接)制备的有机玻璃粘接缝试样的抗拉强度;应用Weibull分布理论分析了四组试样抗拉强度数据的分散性。研究表明:Weibull分布函数能够很好地描述有机玻璃粘接缝的强度分布;快料粘接工艺制备的粘接缝试样平均强度较高,粘接系数为0.83,且粘接过程耗时短,较适用于大型工程中有机玻璃结构的拼接。

Weibull分布三参数图估法的程序优化

鉴于Ｗｅｉｂｕｌｌ三参数图估法作图繁琐，精度不高的特点，本文通过以位置参数，为设计变量，以二参数回归方程的相关指数为目标函数的最优模型，解决了Ｗｅｉｂｕｌｌ三参数图估法的程序化问题．

一类特殊Weibull分布纪录值序列部分和的中心极限定理

本文给出了一类特殊Weibull分布纪录值之部分和的中心极限定理,这一工作不仅具有概率论的极限理论方面的研究价值,而且在金融、保险等领域也具有相当重要的应用背景.

混凝土断裂参数厚度尺寸效应的定量表征与机理分析

该文主要研究混凝土断裂参数的厚度尺寸效应,所进行的断裂试验属于国际材料与结构试验室联合会(RILEM)TC265-TDK委员会为制定双K断裂参数国际通用规范开展的国际联合试验的一部分。通过5组(共计29根)不同厚度(100~300mm)普通混凝土梁的标准三点弯曲试验,测定了双K断裂韧度KiniIc和KunIc、断裂能GF、特征长度lch等相关断裂参数,并用归一化(无量纲化)方法定量表征了各断裂参数随试件厚度的变化规律。进一步地,基于国内现行《水工混凝土断裂试验规程》(DL/T 5332—2005)中的线弹性断裂韧度计算公式、Weibull尺寸效应理论以及混凝土多轴强度理论,分析了试验所呈现的厚度尺寸效应特征。试验结果和理论分析表明,混凝土各断裂参数均不存在明显的厚度尺寸效应,且各参数的结论可以互相印证。

准脆性材料破裂过程失稳的尖点突变模型

岩石等准脆性材料在非刚性加载条件下的非稳定问题研究,有助于预报材料或结构的失稳破坏、推断灾害等突变现象的剧烈程度。首先推广了基于Weibull分布而建立的特殊的破裂过程失稳的尖点突变模型,得到材料破裂过程的失稳条件、失稳开始时系统的总变形、失稳前后的变形突跳和系统能量释放的一般表达式,从而阐明一般情况下,失稳及其剧烈程度完全由材料性质及加载体的刚度决定,而且失稳程度与干扰程度即总变形无关。结合基于Weibull和对数正态分布的两种本构曲线进行讨论,从中推得系统的起始刚度之比越小,越易发生失稳,系统的总变形越明显,而失稳突跳和能量释放越大;材料均匀程度的影响是双重的,当材料比较均匀时,均匀度减小,整个系统的总变形随之减小,失稳加剧;当材料过于不均匀,继续减小均质度则情况相反,以致不发生失稳。还利用建立的力学模型,给出上述两个材料本构方程的参数之间的关系。

用韦氏理论评价碳纤维抗拉强度的分散性

碳纤维抗拉强度受控于各类缺陷。缺陷随机分布，使其抗拉强度呈现出多分散性。分散性可用韦氏（Weibull）理论予以评价。本文采用韦氏理论及方法处理实验数据，计算出韦氏模数 m，并阐述 m 与力学性能之间的关系。

基于Bayes理论的航空电子设备可靠性评估

针对航空电子设备无失效数据可靠性分析问题,提出了weibull分布下基于Bayes理论的无失效数据分析方法,基于分层Bayes思想建立了模型,推导出可靠性参数后验分布计算公式,结合实例,验证了方法的有效性,结果表明,此方法计算结果符合工程实际,在其他电子设备可靠性分析中,有一定的借鉴意义。

金属穿晶脆性断裂统计理论

讨论了金属穿晶脆性断裂统计理论．根据穿晶裂纹和晶界作用的界面能模型及断裂非平衡统计理论框架，推导出了裂纹扩展速率、断裂强度、断裂韧性、脆性—韧性转变温度及其统计分布函数随晶粒尺度和界面能变化的公式．

基于统计强度理论的破裂岩体本构模型研究

借助损伤力学思想,基于统计强度理论,提出一种适用于深部工程破裂区破裂岩体的本构模型建立方法,并通过室内试验和数值试验进行了验证。将破裂岩体划分为无数微元立方体,微元立方体的强度与岩石破裂程度有关,且各立方体强度随机分布,故可用强度反映破裂岩体的破裂程度,据此提出一种破裂岩体本构模型建立方法。其中,根据岩石破裂面间的摩擦力做功等于材料破裂后释放的应变能,得到从力学角度定义的岩石破裂程度变量;另外,假定微元立方体强度分布服从Weibull分布,应力水平满足Hoek-Brown准则。利用泥质砂岩破裂岩体典型三轴试验结果,建立泥质砂岩破裂岩体本构模型,并进行了验证,结果表明模型计算曲线与试验曲线吻合度较好。利用离散元软件PFC进行了补充数值试验验证研究,证明了泥质砂岩破裂岩体理论模型的良好计算效果,进而证明提出的本构模型建立方法的可行性。

晶界偏聚与材料脆断间关系的理论研究进展

综述和简要评价了晶界偏聚和材料脆性断裂之间关系的理论研究进展情况。