一、用界面元分析层状陶瓷的三点弯曲断裂性能（论文文献综述）
赵宇宏,景舰辉,陈利文,徐芳泓,侯华[1]（2021）在《装甲防护陶瓷-金属叠层复合材料界面研究进展》文中提出将陶瓷与金属以一定顺序逐层叠加,可制成叠层结构的复合材料,兼具陶瓷高强度、高硬度、低密度及金属强延展性的特点,从而应用于防弹装甲材料。但叠层材料存在界面结合弱、受冲击时裂纹易在界面处产生,且裂纹尖端应力集中导致界面处材料易脱黏等问题。本文针对陶瓷-金属叠层复合材料的界面结构及结合强度的问题,从界面结构的制备和观察、界面断裂的相场模拟、界面抗冲击性的有限元模拟和界面强度的第一原理计算等方面进行了综述,并对未来发展方向提出建议。
曾翔龙,宗郑,邓琼,王波,李玉龙,张程煜[2]（2021）在《SiC-BN层状陶瓷复合材料叠层方式优化设计》文中研究表明层状陶瓷复合材料可有效提高纯陶瓷材料的韧性,受到研究者的广泛关注。在材料设计阶段,通过优化叠层方式可显着提高层状陶瓷的力学性能。然而,在现有研究中缺乏叠层方式的优化设计方法。本研究采用基于复合梁模型的遗传算法得到了最优层厚比;针对SiC-BN层状陶瓷复合材料5∶1、10∶1和梯度体三种铺层形式采用流延成型结合无压烧结法进行材料制备,并进行了完好试件和含缺口试件的三点弯曲试验;基于宏观损伤分析对其增韧机制进行了分析。试验结果表明:通过解析方法计算得到的最优梯度体层状陶瓷的弯曲强度达到434.5 MPa。其力学性能相比于固定层厚比铺层方式有较大提高,同时还保持了较高的缺陷不敏感特性。进一步分析表明:受拉部分分布的较多软层和受压部分分布的较厚硬层是梯度体结构较好性能的重要原因。
张超[3]（2020）在《磁性颗粒/氧化锆复合材料的分形特征与电性能频谱研究》文中研究表明“磁性颗粒/结构陶瓷”是结构功能一体化材料中的一员,在电磁屏蔽、吸波隐身、集成电路以及应力断裂传感等领域具有广阔的应用前景。本文选取力学性能优异的3Y-TZP陶瓷为基体,分别复合锶掺杂钡铁氧体和镍钴合金两种磁性颗粒,制备了“20%wt锶掺杂钡铁氧体/80%wt 3Y-TZP”和“10%wt镍钴合金/90%wt 3Y-TZP”两种复合材料,结合它们的力、磁性能对分形特征、电性能频谱与制备工艺的关联进行了系统研究,提供了一种通过容易获得的电性能频谱参数来解析复合材料内部微观结构信息的方法,有助于判断最佳制备工艺参数并形成一种评价复合材料性能的新方法。首先,研究了材料组成和制备工艺对复合材料力学和磁学性能的影响,以选择综合性能最优组。实验结果表明,对锶掺杂钡铁氧体/3Y-TZP系列,锶掺杂比例为0.50、1300℃烧结、原位合成法制备的复合材料综合性能最优,弯曲强度、维氏硬度、断裂韧性与饱和磁化强度分别达到800 MPa、12.6 GPa、11.3 MPam1/2和86.17 emu g-1;对镍钴合金/3Y-TZP系列,钴掺杂比例为0.50、1400℃烧结的复合材料综合性能最佳,弯曲强度、维氏硬度、断裂韧性与饱和磁化强度分别为909 MPa、12.5 GPa、11.0 MPam1/2和95.7 emu g-1。其次,研究了烧结温度、制备方法和材料组成对复合材料两相界面轮廓分形维数和阻抗谱等效电路各元件参数的影响,并结合两种复合材料的性能和微观结构进行讨论。经过分析发现,在一定条件下,CPE元件指数的变化与分形维数的变化趋势是相反的。最佳温度烧结的复合材料的分形维数最小,等效电路参数中的CPE元件指数p最大;最佳方法制备的复合材料的分形维数最小,CPE元件指数p最大;最优材料组成对应CPE元件的指数p最小。最后,对复合材料的介电谱进行解析。一方面,研究烧结温度、制备方法和材料组成对低频介电谱的影响。最佳温度烧结的复合材料介电损耗最大。最佳方法制备的复合材料的介电损耗峰对应的频率最大、相应的分形维数最小。最优材料组成的复合材料介电损耗峰对应的频率值最大。另一方面,通过材料计算软件得到复合材料基体相成分（四方氧化锆、单斜氧化锆以及两者界面）的光频介电谱,分析态密度与光频介电谱虚部的关系。通过虚部峰的特征的对比分析可以对基体相成分进行辨别。
王青原[4]（2018）在《基于三点弯曲梁试验的准脆性材料断裂行为研究》文中研究说明脆性材料是在外力作用下仅发生微小变形即产生破坏的材料,理想脆性材料的变形被认为是线性不可恢复的。准脆性材料,如混凝土、陶瓷、玻璃、某些岩石和石墨等材料,在外荷载的作用下会出现微裂纹的产生、扩展和汇聚现象,应力应变曲线中表现为在线弹性变形段后部存在非线性段。非线性指物体的行为与施加其上的作用不是正比关系,故其应力应变曲线体现了线性和非线性的断裂力学行为,这类材料更为准确地称为准脆性材料。准脆性材料的力学性能和损伤失效是材料或结构的失稳破坏、灾害的预测和监控、工程的建设与维护等领域所关注的基础科学问题。准脆性断裂力学的研究历史并不算长,自其诞生之日起,就是一个备受关注的研究方向。断裂能、裂缝口张开位移（CMOD）及裂缝张开位移曲线（COD-y）是表征材料断裂行为的重要参量,反映材料的力学特性。本文详细介绍了三点弯曲试验中试件梁跨中挠度和裂缝口张开位移之间的关系,并通过该拟合公式简化了断裂能测算的实验手段和计算公式,新的计算方法更具一般性且计算精度非常高,对于混凝土和石墨材料都适用。由于混凝土梁采用的多种强度的试件组,文中还探讨了相关参数随强度变化出现的规律。采用非接触和全场测量的数字全息技术（电子散斑干涉图像,ESPI）观察断裂过程中的,裂纹扩展,并记录裂纹全长的裂缝张开位移（COD）,研究探讨了裂纹扩展过程中裂缝前缘表现出的非线性,基于双参数模型的公式进行了改进分别给出混凝土和石墨材料的裂纹长度与张开位移之间的函数关系。并且对比了石墨和混凝土材料在裂缝张开位移（COD）曲线分界点及拟合公式的不同。文中采用扩展有限元技术模拟了三点弯曲试件梁的裂缝开展过程,验证了该数值模拟方法对实验验证的可行性。最后,本文总结了对准脆性材料断裂行为研究的主要工作内容,并指出了尚可进一步加深的实验和研究内容。
潘瑞[5]（2018）在《ZrCx陶瓷活性扩散连接工艺及机理研究》文中指出过渡金属碳化物陶瓷（如ZrCx,TiCx和HfCx等）又被称为间隙碳化物陶瓷,具有高熔点（>3000℃）、高硬度、优异的耐磨、抗腐蚀和导电性能等优点,被广泛应用于高温环境下,如火箭发动机、再入飞行器的尖端前沿部位以及气冷快堆惰性燃料组件中。间隙碳化物陶瓷的高温应用环境使其对连接接头提出了更高的要求,不仅要求接头具有较高的力学性能,也要求接头具有较好的耐热性能。因此,本文针对间隙ZrCx陶瓷对接头耐热性以及残余应力的控制要求,以过渡金属为中间层,利用间隙碳化物陶瓷非化学计量比以及间隙碳化物间彼此互溶的特性,提出了ZrCx陶瓷活性扩散连接的方法。该方法通过形成具有与母材成分相近的均质焊缝,克服了传统陶瓷连接接头应力大、强度低、耐热性能不足的缺点,实现了ZrCx陶瓷的低应力、耐高温和高可靠连接。为了验证以上连接方法的可行性,本文首先以单层Ti为中间层,对不同ZrCx（x=1,0.85,0.7和0.55）陶瓷进行了活性扩散连接,研究了工艺参数以及碳缺位浓度对接头界面组织的影响,分析了界面金属元素扩散的动力学特征,揭示了均质焊缝的形成过程。研究发现,以单层Ti为中间层,在连接含碳缺位较多的ZrC0.7时,在1300℃保温1h的条件下,形成了均质焊缝;而在连接含碳缺位较少的ZrC时,即使在1400℃保温8h的条件下,也无法形成均质焊缝。对接头界面元素扩散的动力学以及接头界面演变过程的分析结果表明,均质焊缝的形成主要是由于ZrCx母材中碳缺位浓度的增加,促进了界面元素的扩散以及ZrCx与TiCx之间的固溶。为了揭示碳缺位的作用机理,采用第一性原理的方法对ZrCx陶瓷内不同空位组合的扩散激活能以及ZrCx-TiCx的伪二元相图进行了计算,结果表明,（i）碳缺位浓度的增加,降低了VZr-（VC）n（n=1,2,3,…6）空位组合的扩散激活能,从而促进了界面元素在ZrCx陶瓷内的扩散,这是形成均质焊缝的动力学原因;（ii）碳缺位浓度的增加,降低了ZrCx-TiCx伪二元系统的溶解度间隙,从而促进了ZrCx与TiCx之间的固溶,这是形成均质焊缝的热力学原因。此外,对ZrCx接头的室温和高温力学性能的研究表明,均质焊缝的形成显着提高了接头的强度和耐高温性能,其室温和高温三点弯曲强度与母材的强度相近。为了解决以Ti为中间层,含碳缺位较少的ZrCx陶瓷较难形成均质焊缝的问题,本文分别以其它单层过渡金属M（M=Zr,Hf,Nb,Ta）为中间层,对ZrC0.85陶瓷（熔点最高的ZrCx陶瓷）进行了活性扩散连接。研究表明,以不同单层过渡金属为中间层时,随着连接温度和保温时间的增加,接头的组织和成分逐渐均匀化,均可得到均质焊缝,但不同M中间层形成均质焊缝的连接工艺条件以及接头质量有所不同。以Zr为中间层时,可在较低的连接温度下形成均质焊缝,但均质焊缝中易形成Kirkendall孔洞;以Ta和Hf为中间层时,由于界面处生成的碳化物与母材较难固溶,只有在较高的连接温度下（即1600℃和1700℃）才能形成均质焊缝;只有以Nb为中间层,可以在较低的连接温度下得到质量良好的均质焊缝。因此,有必要对连接过程进行改进以降低形成均质焊缝的连接工艺条件。此外,在保持中间层厚度相同的前提下,不同中间层的活性由高到低依次为Ti>Zr≈Nb≈Hf>Ta>V;与ZrCx陶瓷形成均质焊缝的难易程度依次为Zr>Ti>Nb>Hf>Ta;界面处均质焊缝形成温度的可控性大小依次为Ta>Ti>Nb>Zr>Hf。为了进一步降低ZrCx陶瓷形成均质焊缝的连接工艺条件,本文提出以复合结构Ti/M/Ti（M=Zr,Ta,Hf,Nb）为中间层的方法对ZrCx陶瓷进行了活性扩散连接,研究了工艺参数对ZrCx接头界面组织以及力学性能的影响。结果表明,当以较厚的复合结构Ti/M/Ti为中间层时,与以较薄的单层M中间层相比,其形成均质焊缝的连接工艺条件反而更低,且接头质量得到提高,显着降低形成均质焊缝的连接工艺条件,充分验证了以复合结构Ti/M/Ti为中间层对ZrCx陶瓷进行活性扩散连接的可行性。这是由于复合结构Ti/M/Ti中间层在连接过程中会优先形成（Ti,M）固溶体,避免了在界面处生成大量与ZrCx母材较难固溶的MCx相的原因。此外,以复合结构Ti/M/Ti为中间层时,均质焊缝的形成同样显着提高了接头的强度和耐高温性能,其性能可与母材性能相近。
吴凡[6]（2016）在《基于ANSYS的Ti/TiC叠层复合材料力学性能研究》文中研究表明Ti/TiC叠层复合材料初步的实验数据表明其具有较好的力学行为,尤其是在断裂性能方面具有突出优势。然而更进一步的材料性能数据获取对于实验检测而言具有一定的难度,采用有限元分析的方法,基于ANSYS的数值模拟研究其力学性能,对了解稳态及动态过程中材料的应力及应变曲线,获取其裂纹尖端应力变化云图,探寻裂纹扩展及偏移的整体过程具有重要的工程应用价值。本文根据断裂力学基本理论,结合裂纹扩展阻力曲线、基于VCCT的裂纹扩展模拟及XFEM动态运动方程在双材料界面中的运用等理论知识,建立数理模型及有限元模型,并提出模型在各个工况下的初始边界及载荷条件。采用定义结构单元节点约束失效法及设置叠层接触约束模型,模拟材料经受静态力学加载及动态冲击作用下的应力应变曲线,探究其发生断裂及裂纹扩展过程及其机理。结果显示:Ti/TiC叠层材料较金属Ti的力学行为有了质的提高,当层厚比为2:1时,随着反应层厚度的上升,其抗弯强度呈现增长态势,当反应层厚度为35μm时,抗弯强度有最大值1677.92MPa。当层厚比不断上升时,其抗弯强度先上升后下降,当层厚比为3:1时,抗弯强度有最大值3762.94MPa。伴随反应层体积分数及基体层体积分数的上升,其抗弯强度不断提高。在冲击载荷作用下,当层厚比为3.5:1,反应层厚度为24.62μm时,材料震荡速率有最小值2.0m/s,其最小应力值为333.376MPa,基体层和反应层厚度的提高导致了其抗冲击性能的提升,基体层厚度对冲击作用下的震荡幅度起主要影响作用,而反应层的厚度对其最大应力值起主导作用。相对于金属Ti的突然断裂模式,Ti/TiC叠层复合材料表现出逐层断裂的特性,在一次启裂后同样具有承载作用,在裂纹扩展过程中,不断发生裂纹偏转,并沿弱界面偏析,这在很大程度上的增加了其裂纹扩展路径,消耗了材料内部存储的能量,使得裂纹尖端应力集中在一定程度上获得缓解,增强了材料断裂韧性。发生单边裂纹扩展的现象时,其应力集中现象高于双边裂纹扩展模型,同样有裂纹偏转现象产生。具有内部裂纹的Ti/TiC叠层复合材料应力强度因子随反应层厚度及层厚比的增加不断提高,其中反应层厚度的影响占据主导地位,所导致的裂纹尖端应力集中现象更明显。
刘勋[7]（2016）在《重组竹材损伤断裂行为研究》文中研究表明竹材是一种绿色天然的可再生资源,具有成材快、地域分布广、产量大等特点,在建设领域具备极大的发展潜力,重组竹是将原竹重新组织强化的新型复合材料,经削丝、破碎、洗涤、干燥、浸胶、冷轧热轧制成板、梁、柱等结构。本文对重组竹的成分、比例关系及生产过程中的影响因素进行归纳总结,以某工程用重组竹为原料制作试件并分组标记然后置于不同温湿度环境中养护测试。进行抗拉、抗压、三点弯曲试验以获取材料特性,抗拉曲线表现为线性上升、垂直下降呈脆性破坏,弹性峰值为极限强度等于68.5Mpa,抗压曲线表现为线性上升、弹塑性上升、屈服稳定呈塑性破坏,屈服流幅中某点为极限强度等于53.1Mpa,抗压模量约为抗压模量的2.5倍,泊松比为0.3,断裂临界条件荷载为5660.571Mpa。重组竹其结构内部离散分布着大量微裂纹和层间空隙,这些初始损伤经沿袭贯通形成肉眼可见的宏观裂缝,脱胶分层是最典型的破坏形式。选择线性叠加工程判据为断裂准则,以最大周向应力理论为扩展方向,基于试验结论对三点弯曲试验进行有限元模拟,计算得到I型断裂韧度76.545Mpa·mm1/2,由美国规范ASTM E399-72得到公式解83.9Mpa·mm1/2,查询中国钢院断裂表得到24.1Mpa·mm1/2,数值解与解析解较为吻合,二维环境中I、II应力因子可通过公式转化,最终线性叠加得到工程判据138.586Mpa·mm1/2。本文总结梳理了复合材料断裂损伤领域理论并细致研究有限元方法的计算原理和命令程序,借助大型通用有限元软件Ansys对等大反对称作用力下二维混合模式的变化及初始损伤的稳定、开裂、扩展状态进行逐步分析,数值模型基于试验所得应力-应变曲线采用多线性随动强化本构模型,并考虑大应变几何非线性效应,不断试算选择合适的迭代载荷步以保证计算精度和良好的收敛性,计算得到起裂荷载为7.8KN,扩展方向为-7.43°,应力场因子以I型为主,II型小范围内正负变化,因此裂缝形态趋近于直线伴随不规则上下跳动。做DCB拉伸劈裂试验,试件几何尺寸与有限元模型一致,首次扩展的荷载为4.72KN,最终形态与分析结果较为吻合,证明该方法进行损伤断裂分析是合理准确的。将二维裂缝分析案例编写成APDL参数化语言,以供进一步深化研究。
商昭[8]（2015）在《高温度梯度定向凝固NiAl-Cr（Mo）合金组织及力学性能》文中提出随着航空航天工业的发展，人们对高温结构材料的使用温度和综合力学性能的要求越来越高。金属间化合物NiAl具有高熔点、低密度、高热导率和优异的抗氧化性等优点，但室温塑性差和高温强度低限制了其实际应用。将定向凝固和复相强化技术结合起来制备NiAl基共晶自生复合材料是提高NiAl合金性能的有效方法。本文采用高温度梯度定向凝固技术，向NiAl合金中添加不同含量的Cr、Mo元素，在NiAl-Cr（Mo）合金共晶到过共晶的大成分范围内深入分析了定向凝固工艺参数对相的生长和选择机理、固/液界面形貌和凝固组织特征等的影响。同时探讨了NiAl-Cr（Mo）合金凝固组织与力学性能的关系，分析了合金的强韧化机理。最终在定向凝固NiAl-Cr（Mo）过共晶合金中制备出含有大体积分数强化相、片层排列规则的全共晶组织，材料的室温断裂韧性和高温拉伸强度均有明显的提高。本文的主要研究结果如下：定向凝固NiAl-xCr-6Mo（x=28、32、36）合金的凝固组织由片层状的NiAl相和Cr（Mo）相组成。在各种定向凝固条件下，NiAl-28Cr-6Mo共晶合金和NiAl-32Cr-6Mo过共晶合金均能够获得全共晶组织；而NiAl-36Cr-6Mo过共晶合金只有在较低的抽拉速率下才能获得全共晶组织，在较高抽拉速率下的凝固组织为Cr（Mo）枝晶+共晶组织。随抽拉速率的提高，由于G/V值减小，且固/液界面前沿Mo元素的富集加剧，共晶两相生长界面失稳。合金固/液界面形貌会经历平界面→胞状界面→树枝状界面的转变，相应的凝固组织也会由平界面共晶向胞状共晶和枝状共晶转变。高温度梯度能提高NiAl-Cr（Mo）合金的平/胞转变速率和扩大共晶耦合生长区范围，有助于在较高的抽拉速率下获得规则全共晶凝固组织。在抽拉速率不太高时，NiAl-32Cr-6Mo过共晶合金在定向凝固初始阶段有Cr（Mo）初生相产生，随着定向凝固的进行，初生相数量逐渐减少直至被完全淘汰，最终获得全共晶组织。但当抽拉速率进一步增大时，枝状共晶相直接形核并长大。在相同的过共晶成分，即Cr+Mo元素总含量相同时，Cr、Mo元素的相对含量显着影响合金的定向凝固组织形态。当Mo元素含量为2%时，平界面合金中出现了一些棒状Cr（Mo）相，且合金的平/胞和胞/枝转变速率均会增大。Mo元素含量的降低，能使合金生长界面前沿富集的Mo元素减少，界面稳定性增强。共晶片层间距λ随抽拉速率V的增大逐渐减小。当温度梯度为250K/cm时，在NiAl-28Cr-6Mo合金中其关系符合λ=4.48V-0.40，而在NiAl-32Cr-6Mo合金中其关系符合λ=4.82V-0.42。这表明J-H模型也适用于NiAl-Cr（Mo）多元共晶合金的胞状和树枝状生长。随偏离共晶成分程度的增大，合金中Cr（Mo）强化相体积分数越来越大。NiAl-28Cr-6Mo共晶合金中Cr（Mo）强化相体积分数约为48.4%，而NiAl-32Cr-6Mo和NiAl-36Cr-6Mo过共晶合金中分别为54.3%和59.1%。当NiAl-Cr（Mo）合金以共晶胞状生长时，胞状组织的形貌随抽拉速率的变化不是线性的。在中间的某个抽拉速率下获得了超细胞状共晶组织。此时的胞间区域很小，胞界处无粗大的短片状组织存在，胞内和胞界处的共晶片层厚度基本一致。计算发现，相对于粗胞状生长时的共晶胞尖端过冷度，此时的胞尖端过冷度最小，界面稳定性最高，合金以浅胞状方式生长。随Cr（Mo）强化相体积分数的增大，定向凝固NiAl-Cr（Mo）合金的室温断裂韧性和高温抗拉强度均逐渐提高。其最高值分别达到了26.15MPa·m1/2和513.8MPa，明显高于目前所有的NiAl-Cr（Mo）系合金。在相同的成分下，平界面共晶组织合金的性能高于粗胞状共晶组织，但生长较好的胞状共晶组织合金的断裂韧性基本与平界面组织合金相当，高温抗拉强度甚至比平界面组织合金要高。这是因为生长良好的胞状共晶合金的胞界结合强度较高，提高了裂纹扩展阻力，同时共晶胞内和胞界的变形较为协调。这突破了胞状共晶合金不适用于共晶自生复合材料的传统观念，同时也提高了实际的工业生产效率。室温时定向凝固NiAl-Cr（Mo）合金表现为脆性伪解理断裂，在试样断面上可见解理面、解理台阶和撕裂棱。裂纹桥接、裂纹偏转、裂纹钝化、裂纹再形核、界面剥离、剪切带韧化和微裂纹连接等韧化机制均不同程度地提高了裂纹扩展阻力，对NiAl-Cr（Mo）共晶复合材料室温断裂韧性的提高作出了贡献。在1000℃时，NiAl-Cr（Mo）合金基本表现为塑性断裂，在断面上可见许多韧窝。细化的共晶片层、大体积分数的Cr（Mo）强化相、共晶两相中固溶的第二相颗粒均有利于提高合金的高温抗拉强度。不同组织形态的合金中界面的结合强度有明显差别，这对合金的高温拉伸性能有显着影响。片层规则的平界面共晶合金中高的界面结合强度是其拉伸强度提高的重要原因。粗胞状共晶合金中尽管片层细化产生了很大的强化效果，但弱的胞界使裂纹易在胞界处萌生和扩展，产生了更大的不利影响，其性能明显下降。得益于良好的胞界结合强度，快速生长时超细胞状共晶合金的高温抗拉强度明显提高。
李庆彬[9]（2013）在《砂/泥岩界面垂直裂缝扩展规律研究》文中研究表明在油气总储量中，有相当一部分油气储存在薄差储层中，为了提高开发效果，增加产量，需要对薄差储层进行水力压裂改造，由于薄差储层层状分布特征的存在，使垂直层面的水力裂缝在扩展过程中方向发生了改变，影响了水力压裂的设计及效果。因此，分析垂直裂缝经过层理面时的扩展规律对指导低渗透薄差储层的有效开发具有重要的意义。本文采用试验与理论相结合的方法，研究砂/泥岩界面对垂直裂缝扩展的影响。通过现场取芯及选择相似材料，加工制作带有界面层的地下原岩试件和相似材料试件，采用数字散斑相关技术，通过构建的三点弯曲试验，观察并测定了I型裂缝扩展经过砂/泥岩界面时应变场和位移场变化规律，获得了不同材料强度、不同材料厚度、不同的初始裂缝长度、不同界面强度条件下垂直裂缝扩展转向的规律。通过建立垂直裂缝扩展的平面应变模型，并采用数值分析方法进行求解，模拟了垂直裂缝经过砂/泥岩界面的扩展过程，结合断裂力学理论，采用单元应力外推法，获得裂缝尖端应力强度因子变化规律，从理论上分析了裂缝扩展的形态。通过试验分析可知：预制裂缝越短或初始扩展的材料越厚，即裂缝遭遇界面层前扩展路径越长，裂缝越易发生偏转，偏转角度大；裂缝从强度较低的泥岩穿进强度较高的砂岩时，裂缝偏转角度大；界面层强度低于上下层材料强度时，裂缝偏转角度大。通过理论分析发现，初始垂直裂缝在单一材料中扩展为I型张开型扩展，II型剪切应力强度几乎为零，裂缝扩展经过界面时，界面层产生剪切滑移，使得II型剪切应力强度逐渐增加，导致裂缝在界面处为I-II混合型扩展。裂缝扩展方向变化，其主要是由II型剪切应力强度因子引起的，且II型剪切应力强度因子越大，裂缝通过界面时偏转的角度越大。上述研究成果为薄差储层中裂缝的扩展特性提供了判定依据，可以有效的制定压裂工艺，这对实际生产具有一定的指导意义。
袁权[10]（2013）在《珍珠母多级微纳米结构的强韧机理》文中研究说明天然生物复合材料经过若干世纪的选择进化，具有了人工合成复合材料无法比拟的优良力学行为。天然生物复合材料优良的力学行为密切相关于其内部优良的多级微纳米结构。研究天然生物复合材料多级微纳米结构与其优良力学行为的关系，可以为发展新的高性能复合材料提供有益指导。贝壳珍珠母是一种典型天然生物复合材料，它具有高的强度、刚度和韧性。本文以天然生物复合材料贝壳珍珠母为研究对象，通过实验观察、模型分析、数值模拟和仿生验证相结合的方法研究了其多级微纳米结构与其力学行为的关系，揭示了贝壳珍珠母多级微纳米结构的强韧机理，提出了高性能复合材料仿生制备的新思路。本文主要工作及结论如下：①基于对珍珠母微纳米结构的实验观察结果及珍珠母“圣诞树”的生长方式，提出一种改进的“圣诞树”模型，通过此模型对珍珠母多级微纳米结构的形成机理进行了分析，得到珍珠母通过自然生物矿化，形成了其多级微纳米结构的结论。也基于改进的“圣诞树”模型和生物矿化理论，计算了文石晶核及文石片表面纳米颗粒尺寸，得到的结果与实验结果一致。②针对扫描电镜观察到的珍珠母多级微纳米结构，通过断裂力学、细观力学、界面力学及复合材料力学的理论和分析方法，建立相应分析模型，分析了珍珠母增强相文石片纳米厚度、层状结构、滑移与拔出、片间裂纹偏转、交错结构及矿物桥等结构及破坏特征与珍珠母强韧性的关系，得到珍珠母多级微纳米结构使珍珠母获得多机制增强增韧的结论。③根据扫描电镜观察到的珍珠母断裂表面极不规则以及文石片具有曲折断裂轮廓，基于分形理论，分别建立了珍珠母纵向和横向两个方向上的分形模型，计算了这两个方向上的断裂轮廓线的分形维数及分形断裂能扩大因子，并在此基础上分析了珍珠母准三维分形断裂能。计算结果表明珍珠母特殊微纳米结构造成的裂纹曲折扩展比裂纹平直扩展消耗更多的能量，这使得珍珠母材料具有高的断裂韧性。也针对珍珠母中存在的多级结构，利用其自相似性，建立珍珠母多级结构分形模型，通过此模型计算了珍珠母多级结构的分形维数，通过分析和计算，得到珍珠母的多级结构使其同时具备高的刚度和强度的结论。④珍珠母中的有机质基体对珍珠母力学行为也有显着影响。通过对珍珠母有机质高弹性本质的热力学行为的研究，得到珍珠母有机质的高弹性的本质为熵弹性。建立有机质自由连接链模型，分析得到单分子链的拉伸曲线，并拟合得到珍珠母有机质单分子链的材料参数。建立8链网状模型，将得到的包含折叠域的单分子链置于此模型中，通过分析分子链的伸长，描述了珍珠母有机质的变形状态，推导了有机质的大变形本构关系。在考虑有机质性质和尺寸参数情况下，对珍珠母代表性体积单元的力学行为进行了数值模拟，结果表明有机质能显着降低文石片中的应力集中，有机质中折叠域的连续展开使得文石片之间的相互滑移更容易。⑤基于在珍珠母堆砌结构中观察到的珍珠母次级结构─领结状文石片，提出一种由领结状增强单元构成的堆砌结构模型，通过此模型分析了珍珠母有效模量及非线性强化等珍珠母力学行为，证实了实验观察到的珍珠母的互锁机制及负泊松比效应，对仿生界面设计提出了有益建议。⑥在对珍珠母的实验观察中，发现珍珠母次级结构─锥状及波纹状表面的文石条。针对锥状文石条，建立锥状文石条模型，分析了锥状文石条的拔出力，并和常规柱状文石条的拔出力进行了比较，揭示了锥状文石条的优良力学行为。针对波纹状表面文石条，建立波纹状表面文石条模型，分析了具有波纹状表面文石条的力学行为，得到由于文石条的波纹状表面，文石条拔出力增大的结论。⑦根据在贝壳珍珠母中观察到的珍珠母次级微纳米结构─领结状文石片，进行了仿生领结状陶瓷片复合材料制备和实验研究。得到仿生领结状复合材料的弹性模量接近其硬相—陶瓷片弹性模量的结论，这保证了复合材料的刚度。也得到仿生领结状陶瓷片复合材料的弯曲强度及断裂韧性比矩形状陶瓷片复合材料大的结论。⑧根据在贝壳珍珠母中观察到的珍珠母次级微纳米结构—表面锥状文石条，制备了表面锥状仿生试件，并对其进行了最大拔出力测试。得到表面锥状试件以“锯齿”的形式被拔出，没有突发性破坏，预示这种形状的纤维桥联能力良好。根据在贝壳珍珠母中观察到的次级微纳米结构—表面波纹状文石条，制作了表面波纹状仿生试件，对其也进行了最大拔出力测试。得到表面波纹状试件的拔出曲线呈明显的弹塑性变形特征，试件也没有突发性破坏。预示这种形状的纤维也具有良好的纤维桥联能力。在复合材料设计中合理选择表面锥状和表面波纹状纤维，可以提高复合材料的强韧性。
二、用界面元分析层状陶瓷的三点弯曲断裂性能（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、用界面元分析层状陶瓷的三点弯曲断裂性能（论文提纲范文）
（1）装甲防护陶瓷-金属叠层复合材料界面研究进展（论文提纲范文）
| 1 装甲防护陶瓷-金属叠层材料抗侵彻原理 |
| 2 陶瓷-金属叠层界面结合及力学性能研究 |
| 3 陶瓷-金属叠层界面的润湿性研究 |
| 4 相场法研究叠层复合材料界面裂纹动力学 |
| 5 有限元法研究叠层材料界面结构应力应变 |
| 5.1 传统有限元法研究叠层材料界面 |
| 5.2 无网格光滑粒子法研究叠层材料界面大变形 |
| 6 第一原理计算研究叠层复合材料界面结合强度 |
| 7 结论与展望 |
（3）磁性颗粒/氧化锆复合材料的分形特征与电性能频谱研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 多功能TZP基复合材料 |
| 1.3 磁性颗粒/TZP复合材料的研究现状 |
| 1.3.1 磁性颗粒/Ce-TZP复合材料 |
| 1.3.2 磁性颗粒/3Y-TZP复合材料 |
| 1.4 分形理论在陶瓷显微结构研究中的应用 |
| 1.4.1 陶瓷材料分形特征的研究意义 |
| 1.4.2 陶瓷材料的分形特征与宏观性能关联的研究 |
| 1.5 交流阻抗谱、介电谱与陶瓷材料微观结构的关系 |
| 1.5.1 陶瓷材料的交流阻抗谱、介电谱的研究意义 |
| 1.5.2 氧化锆陶瓷材料的电学性能频谱与微观结构的关联研究 |
| 1.5.3 铁磁体材料电学性能频谱与微观结构关联研究 |
| 1.6 本课题研究意义、内容与创新点 |
| 1.6.1 研究意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 1.6.3 创新点 |
| 第2章 实验过程与测试分析方法 |
| 2.1 实验原料和设备 |
| 2.2 锶掺杂钡铁氧体粉体的制备 |
| 2.2.1 固相法制备锶掺杂钡铁氧体粉体 |
| 2.2.2 溶胶凝胶自蔓延法制备锶掺杂钡铁氧体粉体 |
| 2.3 锶掺杂钡铁氧体/3Y-TZP复合材料的制备 |
| 2.3.1 预合成锶掺杂钡铁氧体法制备复合材料 |
| 2.3.2 原位合成锶掺杂钡铁氧体法制备复合材料 |
| 2.4 镍钴合金/3Y-TZP复合材料的制备 |
| 2.5 密度测量 |
| 2.6 抗弯强度测量 |
| 2.7 维氏硬度和断裂韧性测量 |
| 2.8 物相分析 |
| 2.9 微观结构观察 |
| 2.10 磁滞回线测量与分析方法 |
| 2.11 分形维数的计算 |
| 2.12 电学频谱的测试及其研究方法 |
| 第3章 磁性颗粒/3Y-TZP复合材料的微观结构和力磁性能 |
| 3.1 预合成法制备锶掺杂钡铁氧体/3Y-TZP复合材料 |
| 3.1.1 相对密度以及力学性能 |
| 3.1.2 物相分析 |
| 3.1.3 微观结构 |
| 3.1.4 磁滞回线 |
| 3.2 原位合成法制备锶掺杂钡铁氧体/3Y-TZP复合材料 |
| 3.2.1 相对密度和力学性能 |
| 3.2.2 物相分析以及微观结构 |
| 3.2.3 磁滞回线 |
| 3.3 镍钴合金/3Y-TZP复合材料性能研究 |
| 3.3.1 相对密度与力学性能 |
| 3.3.2 物相分析以及微观结构 |
| 3.3.3 磁滞回线 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 磁性颗粒/3Y-TZP复合材料的分形特征与阻抗谱研究 |
| 4.1 复合材料的分形特征研究 |
| 4.1.1 烧结温度对复合材料分形特征的影响 |
| 4.1.2 制备方法对复合材料分形特征的影响 |
| 4.1.3 材料组成对复合材料分形特征的影响 |
| 4.2 复合材料的阻抗谱的研究 |
| 4.2.1 烧结温度对复合材料阻抗谱的影响 |
| 4.2.2 制备方法对复合材料阻抗谱的影响 |
| 4.2.3 材料组成对复合材料阻抗谱的影响 |
| 4.3 分形维数与CPE元件指数的关系 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 磁性颗粒/3Y-TZP复合材料的介电谱研究 |
| 5.1 烧结温度对复合材料介电谱的影响 |
| 5.1.1 锶掺杂钡铁氧体/3Y-TZP复合材料的介电谱 |
| 5.1.2 镍钴合金/3Y-TZP复合材料的介电谱 |
| 5.2 制备方法对复合材料介电谱的影响 |
| 5.3 材料组成对复合材料介电谱的影响 |
| 5.4 复合材料基体相的光频介电谱 |
| 5.4.1 建模与几何优化 |
| 5.4.2 四方氧化锆、单斜氧化锆和两者界面的光频介电谱与态密度 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（4）基于三点弯曲梁试验的准脆性材料断裂行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩写词汇表 |
| 符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 国内外准脆性材料断裂力学力学的研究历程及现状 |
| 1.1.1 断裂力学理论的背景 |
| 1.1.2 断裂力学理论的发展历程 |
| 1.1.3 准脆性材料断裂力学的发展历程 |
| 1.1.4 裂缝检测国内外研究现状 |
| 1.2 本文主要研究内容 |
| 第二章 试验概况 |
| 2.1 常规试验概况 |
| 2.2 三点弯曲试验 |
| 2.3 数字图像相关测量方法的基本介绍和实验技术 |
| 2.3.1 数字图像相关测量方法 |
| 2.3.2 电子散斑干涉测量原理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 三点弯曲下混凝土梁断裂行为研究 |
| 3.0 引言 |
| 3.1 试验介绍 |
| 3.1.1 三点弯曲下混凝土梁挠度与裂缝张开口位移关系试验设计 |
| 3.1.2 三点弯曲下混凝土梁断裂过程中裂纹张开位移试验设计 |
| 3.2 δ-CMOD 关系曲线 |
| 3.2.1 荷载-位移曲线 |
| 3.2.2 δ-CMOD关系拟合 |
| 3.2.3 混凝土强度对δ-CMOD关系的影响 |
| 3.3 断裂参数 |
| 3.3.1 混凝土断裂过程区 |
| 3.3.2 裂缝张开几何参数 |
| 3.3.3 断裂能分析 |
| 3.4 COD扩展特性分析 |
| 3.4.1 基于ESPI测量的COD数据处理 |
| 3.4.2 COD曲线关系拟合 |
| 3.4.3 裂缝扩展长度分析 |
| 3.4.4 COD求解公式的验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 三点弯曲下石墨梁断裂行为研究 |
| 4.0 引言 |
| 4.1 试验介绍 |
| 4.1.1 试件及试验材料 |
| 4.1.2 试验设备 |
| 4.1.3 试验方法 |
| 4.2 δ-CMOD关系曲线 |
| 4.2.1 荷载-位移曲线 |
| 4.2.2 δ-CMOD关系拟合 |
| 4.3 断裂参数 |
| 4.3.1 石墨材料断裂过程区 |
| 4.3.2 断裂能分析 |
| 4.4 三点弯曲下石墨梁裂纹扩展特性研究 |
| 4.4.1 试验结果 |
| 4.4.2 裂纹扩展特性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 三点弯曲梁的断裂模拟方法 |
| 5.0 引言 |
| 5.1 混凝土三点弯曲梁的断裂模拟 |
| 5.1.1 混凝土三点弯曲梁有限元模型 |
| 5.1.2 载荷和边界条件 |
| 5.2 石墨三点弯曲梁的断裂模拟 |
| 5.2.1 石墨三点弯曲梁有限元模型 |
| 5.2.2 载荷和边界条件 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录一 ：攻读硕士学位期间参与的科研项目和发表的论文 |
（5）ZrCx陶瓷活性扩散连接工艺及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 间隙碳化物陶瓷的性质 |
| 1.2.1 间隙碳化物陶瓷的晶体结构 |
| 1.2.2 间隙碳化物陶瓷非化学计量比的特性 |
| 1.2.3 间隙碳化物陶瓷之间彼此互溶的特性 |
| 1.3 间隙碳化物陶瓷的制备 |
| 1.4 高温应用陶瓷的连接现状 |
| 1.4.1 间隙碳化物陶瓷的连接现状 |
| 1.4.2 其它高温应用陶瓷的连接现状 |
| 1.5 碳原子和金属原子在间隙碳化物陶瓷中的扩散 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 试验材料及方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 ZrC_x陶瓷 |
| 2.1.2 过渡金属中间层 |
| 2.2 试验设备及工艺 |
| 2.2.1 陶瓷热压烧结设备及工艺 |
| 2.2.2 扩散连接设备及工艺 |
| 2.3 接头微观组织分析及性能测试 |
| 2.3.1 接头微观组织分析 |
| 2.3.2 接头力学性能测试 |
| 第3章 ZrC_x陶瓷活性扩散连接及碳缺位作用机理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 ZrC_x陶瓷的制备及其微观组织分析 |
| 3.3 ZrC_x/Ti/ZrC_x接头界面组织与力学性能分析 |
| 3.3.1 ZrC/Ti/ZrC接头界面组织分析 |
| 3.3.2 碳缺位浓度对接头组织形貌的影响 |
| 3.3.3 ZrC_(0.7)/Ti/ZrC_(0.7)接头界面组织与力学性能分析 |
| 3.3.4 接头界面元素扩散的动力学分析 |
| 3.4 碳缺位促进界面元素扩散的机理研究 |
| 3.4.1 ZrC_x内不同的空位组合形式及其扩散激活能 |
| 3.4.2 界面元素在ZrC_x母材中的扩散机制 |
| 3.5 碳缺位促进ZrC_x和TiC_x固溶的机理研究 |
| 3.5.1 计算方法 |
| 3.5.2 碳缺位浓度对(Zr_yTi_(1-y))C_x体系混合焓变的影响 |
| 3.5.3 碳缺位浓度对(Zr_yTi_(1-y))C_x体系溶解度间隙的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 单层过渡金属中间层活性扩散连接ZrC_x陶瓷 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 ZrC_x/Zr/ZrC_x陶瓷接头界面组织和力学性能分析 |
| 4.2.1 接头典型的界面组织 |
| 4.2.2 工艺参数对接头界面组织的影响 |
| 4.2.3 连接温度对接头力学性能的影响 |
| 4.3 ZrC_(0.85)/Ta/ZrC_(0.85)接头界面组织与力学性能分析 |
| 4.3.1 接头典型的界面组织 |
| 4.3.2 工艺参数对接头组织形貌的影响 |
| 4.3.3 连接温度对接头力学性能的影响 |
| 4.4 ZrC_(0.85)/Hf/ZrC_(0.85)接头界面组织分析 |
| 4.4.1 接头的典型界面组织 |
| 4.4.2 工艺参数对接头界面组织的影响 |
| 4.5 ZrC_(0.85)/Nb/ZrC_(0.85)接头界面组织分析 |
| 4.6 不同单层过渡金属中间层之间的比较 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 复合过渡金属中间层活性扩散连接ZrC_x陶瓷 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 以Ti/Zr/Ti为中间层的ZrC_x接头界面组织和力学性能分析 |
| 5.2.1 ZrC接头的界面组织 |
| 5.2.2 ZrC_(0.85)接头的界面组织 |
| 5.2.3 ZrC_x接头的力学性能 |
| 5.2.4 ZrC_x接头的界面形成机理 |
| 5.3 以Ti/Ta/Ti为中间层的ZrC_(0.85)接头界面组织和力学性能分析 |
| 5.3.1 接头典型的界面组织 |
| 5.3.2 工艺参数对接头界面组织和力学性能的影响 |
| 5.3.3 接头界面形成机理 |
| 5.4 以Ti/Hf/Ti为中间层的ZrC_(0.85)接头界面组织分析 |
| 5.4.1 接头的典型界面组织 |
| 5.4.2 工艺参数对接头界面组织的影响 |
| 5.4.3 接头界面形成机理 |
| 5.5 以Ti/Nb/Ti为中间层的ZrC_(0.85)接头界面组织分析 |
| 5.5.1 接头的典型界面组织 |
| 5.5.2 工艺参数对接头界面组织的影响 |
| 5.5.3 接头界面形成机理 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 本文的创新点 |
| 工作展望与设想 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 附件 |
（6）基于ANSYS的Ti/TiC叠层复合材料力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 复合材料的发展 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 研究主要内容 |
| 第2章 基础理论分析 |
| 2.1 断裂力学 |
| 2.1.1 断裂力学简介 |
| 2.1.2 裂纹分类 |
| 2.2 基本参数的数学描述 |
| 2.2.1 J积分 |
| 2.2.2 应力强度因子 |
| 2.2.3 裂纹扩展能量原理 |
| 2.2.4 应力强度因子与能量释放率 |
| 2.3 裂纹扩展的数学描述 |
| 2.3.1.基于VCCT的裂纹扩展模拟 |
| 2.3.2 裂纹扩展阻力曲线 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 Ti/TiC叠层复合材料力学行为模拟 |
| 3.1 模型的建立 |
| 3.1.1 数理模型 |
| 3.1.2 有限元模型 |
| 3.2 模型数值计算 |
| 3.3 Ti/TiC叠层复合材料稳态力学行为 |
| 3.3.1 金属Ti及Ti/TiC叠层复合材料力学行为 |
| 3.3.2 TiC层厚对Ti/TiC叠层复合材料的影响 |
| 3.3.3 层厚比对Ti/TiC叠层复合材料的影响 |
| 3.4 Ti/TiC复合材料动态力学行为 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Ti/TiC叠层复合材料断裂力学行为分析 |
| 4.1 金属Ti断裂力学行为 |
| 4.1.1 研究对象 |
| 4.1.2 网格划分 |
| 4.1.3 约束及载荷 |
| 4.1.4 结果分析及讨论 |
| 4.2 理想Ti/TiC复合材料断裂力学行为 |
| 4.2.1 研究对象及约束 |
| 4.2.2 XFEM动态运动方程在双材料界面中的运用 |
| 4.2.3 结果分析及讨论 |
| 4.3 具有内部裂纹的Ti/TiC叠层材料断裂行为 |
| 4.3.1 研究对象及约束 |
| 4.3.2 结果分析及讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）重组竹材损伤断裂行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 竹材料发展历程 |
| 1.2 工程竹材行业前景 |
| 1.2.1 材料物理特性研究 |
| 1.2.2 实际工程应用 |
| 1.2.3 发展方向 |
| 1.3 国内外复合材料损伤断裂研究现状 |
| 1.4 主要工作内容、研究方法及目的意义 |
| 第二章 重组竹构件基本力学特性试验研究 |
| 2.1 试验简介 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试验设备 |
| 2.1.3 试验内容 |
| 2.2 重组竹材力学试验 |
| 2.2.1 顺纹拉伸试验 |
| 2.2.2 顺纹抗压试验 |
| 2.2.3 三点弯曲试验 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 重组竹构件断裂判据对比分析 |
| 3.1 异性材料力学原理 |
| 3.2 损伤特征分类 |
| 3.2.1 宏观特征状态 |
| 3.2.2 纤维基体断裂 |
| 3.2.3 层间破坏 |
| 3.3 断裂判据计算 |
| 3.3.1 理论准则 |
| 3.3.2 数值解 |
| 3.3.3 解析解 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 重组竹构件裂缝扩展分析 |
| 4.1 裂缝本构模型 |
| 4.2 双悬臂梁混合型破坏 |
| 4.2.1 有限元模型建立 |
| 4.2.2 逐步破坏分析 |
| 4.3 拉伸劈裂试验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 二维裂纹分析APDL命令 |
| 在校期间发表论着及参与科研情况 |
（8）高温度梯度定向凝固NiAl-Cr（Mo）合金组织及力学性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 论文的主要创新与贡献 |
| 物理量名称及符号 |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 定向凝固技术的发展和共晶自生复合材料的研究 |
| 1.2.1 定向凝固技术的发展 |
| 1.2.2 定向凝固共晶自生复合材料的研究及发展历程 |
| 1.3 NiAl 合金的晶体结构及性能特点 |
| 1.3.1 NiAl 合金的晶体结构与相的稳定性 |
| 1.3.2 NiAl 合金的熔点与密度 |
| 1.3.3 NiAl 合金的导热率与热膨胀系数 |
| 1.3.4 NiAl 合金的弹性模量 |
| 1.3.5 NiAl 合金的抗氧化性 |
| 1.4 NiAl 合金的力学性能 |
| 1.4.1 NiAl 合金的屈服行为 |
| 1.4.2 NiAl 合金的塑性与韧性 |
| 1.4.3 低温脆性的起因 |
| 1.5 NiAl 基合金的强韧化方法及机理 |
| 1.5.1 合金化 |
| 1.5.2 细化晶粒 |
| 1.5.3 制备复合材料 |
| 1.5.4 制备纳米晶 NiAl 及其纳米复合材料 |
| 1.5.5 制备定向凝固 NiAl 基自生复合材料 |
| 1.6 本文研究背景和研究内容 |
| 1.6.1 研究背景 |
| 1.6.2 本文研究内容 |
| 1.6.3 本文研究意义 |
| 第2章 实验与分析方法 |
| 2.1 合金成分的选择 |
| 2.2 母合金制备 |
| 2.3 定向凝固实验 |
| 2.3.1 定向凝固实验设备 |
| 2.3.2 高温度梯度的实现 |
| 2.3.3 定向凝固实验过程 |
| 2.4 力学性能测试 |
| 2.4.1 室温断裂韧性测试 |
| 2.4.2 高温拉伸测试 |
| 2.5 组织及断口分析与定量测量 |
| 2.5.1 金相组织观察 |
| 2.5.2 片层间距与相体积分数测量 |
| 2.5.3 断口形貌观察 |
| 2.5.4 组织成分分析 |
| 2.5.5 透射电镜观察 |
| 第3章 NiAl-28Cr-6Mo 共晶合金的凝固组织特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 抽拉速率对 NiAl-28Cr-6Mo 共晶合金凝固界面形态和微观组织的影响 |
| 3.2.1 合金相组成及能谱分析 |
| 3.2.2 平界面生长 |
| 3.2.3 胞状界面生长 |
| 3.2.4 树枝状界面生长 |
| 3.3 凝固组织特征 |
| 3.4 组织演化机理 |
| 3.5 高温度梯度下 NiAl-28Cr-6Mo 共晶合金的微观组织演变 |
| 3.6 凝固参数对共晶片层间距的影响及共晶两相的体积分数 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 NiAl-Cr(Mo)过共晶合金的相选择及组织演化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 定向凝固 NiAl-32Cr-6Mo 过共晶合金的相选择和微观组织演变 |
| 4.2.1 初生相和共晶相的竞争生长 |
| 4.2.2 平界面共晶生长 |
| 4.2.3 共晶胞状界面生长 |
| 4.2.4 共晶枝状界面生长 |
| 4.2.5 GL=600 K/cm 时的定向凝固 |
| 4.3 定向凝固 NiAl-36Cr-6Mo 过共晶成分合金固/液界面形貌和组织演化 |
| 4.3.1 GL=250 K/cm 时的定向凝固 |
| 4.3.2 GL=600 K/cm 时的定向凝固 |
| 4.4 合金共晶耦合生长区 |
| 4.5 改变 Cr、Mo 元素含量对定向凝固 NiAl-Cr(Mo)合金组织的影响 |
| 4.5.1 定向凝固 NiAl-36Cr-2Mo 过共晶合金 |
| 4.5.2 定向凝固 NiAl-34Cr-4Mo 过共晶合金 |
| 4.6 定向凝固 NiAl-Cr(Mo)合金中超细胞状共晶组织 |
| 4.6.1 胞状共晶组织片层 |
| 4.6.2 超细胞状共晶组织的形成机理 |
| 4.7 抽拉速率对共晶片层间距和强化相体积分数的影响 |
| 4.8 温度梯度和过共晶成分对共晶生长的影响 |
| 4.9 本章小结 |
| 第5章 NiAl-Cr(Mo)共晶合金的室温断裂韧性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 合金的应力-应变曲线 |
| 5.3 合金的室温断裂韧性 |
| 5.4 合金的断口形貌分析 |
| 5.4.1 铸态合金断口形貌及裂纹扩展 |
| 5.4.2 平界面共晶合金断口形貌 |
| 5.4.3 胞状共晶合金断口形貌 |
| 5.4.4 树枝状共晶合金断口形貌 |
| 5.4.5 含初生相的定向凝固合金断口形貌 |
| 5.5 合金的的韧化机制 |
| 5.5.1 外部非本征韧化机制 |
| 5.5.2 内禀韧化机制 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 定向凝固 NiAl-Cr(Mo)合金的高温拉伸性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 定向凝固 NiAl-Cr(Mo)合金的高温性能 |
| 6.3 定向凝固 NiAl-Cr(Mo)合金的高温断口形貌 |
| 6.3.1 平界面共晶合金高温拉伸断口 |
| 6.3.2 胞状界面共晶合金高温拉伸断口 |
| 6.3.3 含初生相合金高温拉伸断口 |
| 6.3.4 高温拉伸断口侧面形貌 |
| 6.4 NiAl-Cr(Mo)合金的高温强化机制及影响因素 |
| 6.4.1 Cr(Mo)强化相体积分数的影响 |
| 6.4.2 位错的影响 |
| 6.4.3 共晶两相中的固溶强化和共格析出相的弥散强化 |
| 6.4.4 界面结合强度的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（9）砂/泥岩界面垂直裂缝扩展规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 异弹模界面裂缝试验研究现状 |
| 1.2.2 异弹模界面裂缝理论研究现状 |
| 1.3 存在的问题及发展趋势 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第二章 裂缝扩展研究理论基础 |
| 2.1 断裂力学的产生和发展 |
| 2.1.1 裂缝断裂基本形式 |
| 2.1.2 裂缝尖端应力场与位移场 |
| 2.2 界面应力强度因子求解 |
| 2.2.1 基于有限元单元应力外推法 |
| 2.2.2 基于有限元节点位移外推法 |
| 2.3 裂缝扩展方向预测 |
| 2.3.1 最大能量释放率准则 |
| 2.3.2 最大切应力准则 |
| 2.3.3 K=0 准则 |
| 2.4 岩石损伤基本理论 |
| 2.4.1 岩石损伤断裂机理 |
| 2.4.2 岩石应力-应变全曲线分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 砂/泥岩界面裂缝扩展规律试验研究 |
| 3.1 数字散斑试验试验原理 |
| 3.2 数字散斑试验试件的制作 |
| 3.2.1 原岩试件制作 |
| 3.2.2 相似材料试件制作 |
| 3.3 试验材料力学性能测试 |
| 3.3.1 原岩材料力学性能 |
| 3.3.2 相似材料力学性能 |
| 3.4 试验方法及方案 |
| 3.4.1 试验方案 |
| 3.4.2 试验方法 |
| 3.5 试验结果分析 |
| 3.5.1 原岩裂缝扩展分析 |
| 3.5.2 相似材料裂缝扩展分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 砂/泥岩三点弯曲数值模拟 |
| 4.1 ABAQUS 软件介绍 |
| 4.2 建立数值模拟模型及应力强度因子解法 |
| 4.3 数值模拟结果分析 |
| 4.3.1 无界面层数值模拟 |
| 4.3.2 有界面层数值模拟 |
| 4.3.3 预制倾斜裂缝数值模拟 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 发表文章目录 |
| 致谢 |
| 详细摘要 |
（10）珍珠母多级微纳米结构的强韧机理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 插图与附表清单 |
| 主要符号对照表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 珍珠母的组成和结构 |
| 1.3 珍珠母结构的形成机理 |
| 1.4 珍珠母的力学行为 |
| 1.5 珍珠母的研究方法 |
| 1.6 本文的主要研究内容及取得的成果 |
| 2 贝壳珍珠母多级微纳米结构的形成机理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 珍珠母多级微纳米结构的实验观察结果 |
| 2.3 珍珠母多级微纳米结构的形成机理 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 珍珠母多级微纳米结构的强韧机理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 珍珠母文石片纳米厚度的强韧机理 |
| 3.3 珍珠母层状结构的强韧机理 |
| 3.4 珍珠母文石片滑移和拔出的韧性机理 |
| 3.5 珍珠母裂纹偏转的韧性机理 |
| 3.6 珍珠母文石片交错结构的强韧机理 |
| 3.7 珍珠母矿物桥的韧性机理 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 珍珠母强韧机理的分形分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 珍珠母的断口形貌及结构模型 |
| 4.3 平向截面上的分形维数及分形断裂能扩大因子 |
| 4.4 横向截面上的分形维数及分形断裂能扩大因子 |
| 4.5 珍珠母准三维分形断裂能 |
| 4.6 珍珠母多级结构的分形分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 有机质的性能与作用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 有机质单分子的熵弹性模型 |
| 5.2.1 有机质高弹性本质的热力学行为 |
| 5.2.2 有机质大分子单链模型 |
| 5.3 有机质的不定形固体变形 |
| 5.3.1 8 链网状模型 |
| 5.3.2 有机质的拉伸和剪切变形 |
| 5.4 考虑有机质影响的珍珠母力学行为数值模拟 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 领结状文石片的力学行为 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 领结状文石片的实验观察 |
| 6.3 领结状文石片珍珠母堆砌结构模型 |
| 6.3.1 弹性性能 |
| 6.3.2 非弹性性能 |
| 6.3.3 应用于珍珠母具体结构尺寸的分析和讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 锥状及波纹状表面文石条的力学行为 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 锥状表面文石条力学行为 |
| 7.3 波纹状表面文石条力学行为 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 珍珠母领结状文石片堆砌结构仿生实验研究 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 仿生试件制备及实验方法 |
| 8.3 实验结果 |
| 8.4 分析与讨论 |
| 8.5 本章小结 |
| 9 锥状表面和波纹状表面文石条的仿生实验研究 |
| 9.1 引言 |
| 9.2 仿生试件制备及实验方法 |
| 9.3 实验结果 |
| 9.4 分析与讨论 |
| 9.5 本章小结 |
| 10 结论与展望 |
| 10.1 主要结论 |
| 10.2 后继研究工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 平直和波纹界面对有效性能影响的定性分析 |
| B 考虑交叠区比例的杨氏模量 |
| C 与朗之万逆函数相关的近似计算 |
| D 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 |
| E 作者在攻读博士学位期间参加的科研项目 |
四、用界面元分析层状陶瓷的三点弯曲断裂性能（论文参考文献）
- [1]装甲防护陶瓷-金属叠层复合材料界面研究进展[J]. 赵宇宏,景舰辉,陈利文,徐芳泓,侯华. 金属学报, 2021(09)
- [2]SiC-BN层状陶瓷复合材料叠层方式优化设计[J]. 曾翔龙,宗郑,邓琼,王波,李玉龙,张程煜. 复合材料学报, 2021(10)
- [3]磁性颗粒/氧化锆复合材料的分形特征与电性能频谱研究[D]. 张超. 天津大学, 2020(01)
- [4]基于三点弯曲梁试验的准脆性材料断裂行为研究[D]. 王青原. 贵州大学, 2018(05)
- [5]ZrCx陶瓷活性扩散连接工艺及机理研究[D]. 潘瑞. 哈尔滨工业大学, 2018(01)
- [6]基于ANSYS的Ti/TiC叠层复合材料力学性能研究[D]. 吴凡. 南昌航空大学, 2016(01)
- [7]重组竹材损伤断裂行为研究[D]. 刘勋. 重庆交通大学, 2016(04)
- [8]高温度梯度定向凝固NiAl-Cr（Mo）合金组织及力学性能[D]. 商昭. 西北工业大学, 2015(07)
- [9]砂/泥岩界面垂直裂缝扩展规律研究[D]. 李庆彬. 东北石油大学, 2013(S2)
- [10]珍珠母多级微纳米结构的强韧机理[D]. 袁权. 重庆大学, 2013(02)