一、新型各向异性核工业石墨断裂力学行为的实验研究和数值分析（论文文献综述）
张潇允[1]（2021）在《高功率激光致碳纤维/环氧树脂复合材料热损伤研究》文中研究说明碳纤维/环氧树脂复合材料（Carbon Fiber Reinforced Plastics,简称CFRP）是一种新型的高强度、高耐蚀材料。使用传统的机械加工方法对CFRP材料进行切割和钻孔,容易产生断层和毛刺,影响加工质量。目前,现代工业需要一种新的方法来处理CFRP材料。激光是一种非接触、基于热效应加工材料的方法,特别适用于复合材料的加工。因此,研究激光对CFRP材料热损伤规律具有重要的理论和现实意义。本文从理论、仿真和实验三个方面研究了不同物理参数（纤维结构和厚度）的CFRP材料在高功率激光作用下的热损伤。在理论研究方面,基于高功率激光辐照CFRP材料的热传导理论、热弹塑性力学理论。考虑到碳纤维和基体的物理性质、纤维的各向异性以及碳纤维层的结构特点,建立了高功率激光辐照CFRP材料的理论模型。在仿真研究方面,基于不同物理参数（纤维结构和厚度）的CFRP材料在高功率激光辐照下的理论模型,建立了相应的仿真模型。利用COMSOL有限元分析软件对复合材料进行了仿真研究。分析了复合材料表面中心点、径向和轴向温度以及径向和轴向应力,得到了复合材料的温度场和应力场随激光功率密度的变化规律。在实验研究方面,采用点温仪实时测量了CFRP材料在激光损伤过程中的温度变化。利用三维表面测量仪对激光作用后的表面损伤形貌、损伤面积和损伤深度进行了测量。得到了两种结构CFRP材料在高功率激光作用下的温度、损伤面积和损伤深度与激光参数和材料厚度的变化关系,以及两种结构CFRP材料在高功率激光作用下损伤阈值的变化规律。最后结合仿真结果与实验结果,分析了高功率激光辐照CFRP材料的热损伤规律,为复合材料的激光加工提供了理论依据。
朱功[2]（2021）在《碳纳米管增强铝基复合材料超精密加工的有限元模拟》文中进行了进一步梳理碳纳米管增强铝基复合材料不仅力学性能优越,且具有良好的导电导热性、高温稳定性及耐磨性等,是目前新材料研究的热点。碳纳米管铝基复合材料是指以铝或铝合金为基体,通过一定的制备工艺技术加入碳纳米管复合形成的一类新材料。由于碳纳米管铝基复合材料的超常特性,使得碳纳米管铝基复合材料可以在高精尖领域中替代普通铝合金制造出高强度,轻量化的航空航天零部件,如发动机导流叶片、超轻空间望远镜等。这些零部件的加工精度要求通常为纳米级,远高于一般精密机械与仪器。因此,对碳纳米管铝基复合材料进行精度为纳米级的超精密加工,以获得表面精度、形状精度及表面完整性极高的零部件,对拓宽金属基复合材料超精密加工理论的应用范围和提高加工工艺水平有一定的指导意义。本文根据二维正交切削理论,以碳纳米管铝基复合材料为研究对象,使用有限元软件ABAQUS建立了二维代表性有限元模型,研究碳纳米管的长径比、分布角度和弯曲度对复合材料的结合界面、刀具切削力以及表面残余应力的影响。研究结果表明:随着碳纳米管长径比的增加,复合材料结合界面裂纹深度增加,同时减小裂纹破坏度。同时,随着复合材料中碳纳米管长径比的增加,开始阶段X方向的切削力会增大,当X方向切削力增加到最大值后,随着碳纳米管长径比的继续增加,X方向切削力逐渐减小。相反,Y方向切削力与碳纳米管长径比无明显关系。此外,随着碳纳米管的长径比逐渐增加,已加工表面残余压应力值逐渐增大,表明碳纳米管长径比的增加,有利于加工表面质量的提高。碳纳米管在复合材料中的分布角度对复合材料加工中的界面结合强度有较大影响,随着碳纳米管分布角度的增大,切削加工时复合材料中基体和增强相的界面不容易发生开裂的现象,加工表面及亚表面质量较好。此外,复合材料中碳纳米管分布角度越小,X和Y方向的切削力波动越大。已加工表面残余应力均为压应力,且随着分布角度的增加而增大,对已加工表面质量有利。碳纳米管铝基复合材料中碳纳米管弯曲度对加工特性有显着影响。随着碳纳米管弯曲度的增加,加工中复合材料结合界面裂纹扩展深度和破坏度均增大,但到达一定程度后,弯曲度的增加对裂纹扩展的深度和加工表面的破坏的趋于稳定。此外,碳纳米管弯曲度增大,使得X方向切削力逐渐减小,Y方向切削力变化较小。已加工表面的残余应力均为压应力,且压应力随着弯曲度的增加逐渐增大,对已加工表面质量有利。当弯曲度超过一定值时,其已加工表面残余压应力会大幅减小。
熊玮[3]（2021）在《基于激光选区熔融技术的银合金多尺度协同力学优化研究》文中指出银是人类早期就已知并加以利用的贵金属材料之一。在工业领域,银是智能电子、绿色能源（如光伏）和现代通信（如5G）设备的重要材料。在民生领域,其在医疗大健康、可穿戴、首饰行业应用也满足人民对美好生活的向往。2019年全球银年产量31821吨,工业用银需求占52%。中国白银年开采量为全球的十分之一（3443吨）,但仅国内工业用银（3773吨）就已占全球工业用银四分之一,且已超过国内年开采量。作为不可再生且对工业发展与社会民生起重要作用的贵金属材料,银的高效利用和性能优化成为需要迫切研究的课题。银力学强度低而延展性高。优化力学性能是提升材料利用率的重要途径。常规银力学性能优化方法,如固溶强化、加工硬化、热处理,可在一定程度上提高力学强度,但存在进一步高效利用和性能优化瓶颈。采用一种可优化力学性能的精密制造技术,并研究相应精确调控策略是突破瓶颈的重要思路。激光选区熔融技术（SLM）作为一种先进制造技术,已显示其具有力学强化、精密制造和多尺度精确调控优势。多尺度调控实现力学优化也是SLM研究前沿和热点。有别于常见SLM金属,银材料的高导热率对精确调控挑战、高成本对轻量化需求、高延展性对力学优化作用都在SLM研究领域具有代表性。然而,参数调控对银合金在多尺度性能影响机制研究尚属空白。亟待研究针对银合金热力学特性的银合金块体多尺度协同力学强化机制,适用于SLM成形的银合金轻量化技术以及基于银合金力学特性的功能结构多尺度协同力学优化策略。因此,本论文提出基于SLM技术的银合金多尺度协同力学优化研究的课题。以致密块体和复杂结构（晶格结构和负泊松比结构）为研究对象,通过多尺度精确调控,揭示多因素（拓扑结构、工艺和结构参数）对多尺度（微-介-宏观）的影响机制。建立致密块体和复杂结构多尺度协同力学优化策略。在致密块体力学强化研究基础上开展轻量化（晶格结构）和功能化（负泊松比结构）研究。研究中,发现银合金成形过程中独特定向凝固和极高导热率可形成多种独特微观结构,如精细的亚微米级等轴晶。已制备高于常规铸件三倍的高硬度（148.9HV）银合金块体。建立受大角度晶界启发的多尺度协同力学强化机制,实现致密块体材料屈服强度（+145%）和延展性（+28%）同时增强。首次运用T-Splines算法对复杂结构进行宏观尺度拓扑结构设计优化,协同工艺参数和具有精细尺寸的结构参数在微-介观尺度局部和全局调控,实现复杂精密结构高效利用（相对块体,晶格结构减重70%max）和性能优化（高抗压强度（相比对照组+7.8倍）、各向同性（1.06%min）、高负泊松比（-0.51））的多尺度调控目标。
李浩[4]（2021）在《高强度抗孔压新材料合成及酸压条件下岩体破裂行为研究》文中进行了进一步梳理酸压是针对低渗-致密油藏增产的主要措施之一,而酸压压情况下造成的裂缝起裂位置与发展、分布方式是影响压裂效果的最主要因素。由于现有模拟实验方法的局限性,不能在综合考虑各因素的基础上,通过模拟实验得出可靠结论。故论文针对低渗透-致密油藏在三向围压、孔压、温度等地层条件下压裂裂缝扩展行为不明确的问题,采用制备高强度抗孔压新材料对全直径岩心三维包覆,进行全直径岩心尺度三维压裂物理模拟实验、优选适应鄂尔多斯盆地延长组低渗透-致密储层酸液体系、研发新型耐酸-耐温型增稠剂、压裂数值模拟等,研究了酸压条件下压裂缝起裂位置、扩展规律、破裂行为及酸岩反应、降低端口净压力、增加储层渗流能力与酸液侵蚀面积等问题,主要研究内容如下:（1）以纳米二氧化硅、碳纳米管为反应原料;以三氟丙基三甲基硅氧烷为偶联剂,通过脱水缩合反应,制备出一种直径10 μm,长度4-12μm的椭球形纳米二氧化硅-碳纳米管复合结构材料,进一步与超细硅酸盐水泥材料复合制备出高强度抗孔压新材料。力学性能测试表明该材料可抵抗15MPa的孔隙压力,通过核磁共振氢谱（1HNMR）,红外光谱（FT-IR）,X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）等对材料进行结构表征与性能分析。通过物理吸附脱附（BET）、热重（TG-DTG）、等温量热、抗冻融破坏实验、电化学腐蚀实验、接触角测试以及介电常数-电阻率分析等表征方法测定了高强度抗孔压新材料的性能。结果表明,该直径10 μm,长度4～12 μm的椭球形材料可以对水泥水化产物孔隙进行填充,且促进水泥基材料中Ca（OH）2的水化,以提高其物理-化学性能,从而达到满足实验所需的要求。（2）为选出适合鄂尔多斯盆地延长组岩心的酸液体系,针对该岩心进行酸液适配性试验,通过计算质量损失率以及力学性能测试得出最优酸液配比组合。利用BET、SEM、XRD、ICP-OES等表征分析方法进行机理表征。结果表明:适合鄂尔多斯盆地延长组岩心的酸液压裂液最优酸液体系为质量分数2.5%的盐酸（30%AR）与质量分数6%的乙酸（AR）复合,并发现柠檬酸单独使用情况下易析出规则的文石晶体,对酸岩反应起到副作用。（3）以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）、丙烯酰胺（AM）、二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）与DMC（甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵）为原料,通过自由基聚合反应合成两种耐酸-耐温型增稠剂AMPS-AM-DMDAAC、DMC-AM-DMDAAC;优化实验条件得出AMPS-AM-DMDAAC最佳聚合条件为:温度45℃,单体质量分数27%,AMPS:AM:DMDAAC的质量比为1:3:1,引发剂V50用量0.6%、导向剂EDTA二钠0.15%、交联剂甲叉双丙烯酰胺（30%AR）0.3%、尿素1%;常温下测得的表观黏度为135mPa·s。DMC-AM-DMDAAC最佳聚合条件为:温度为65℃,单体质量分数27%,DMC:AM:DMDAAC的质量比为1:3:1,引发剂过硫酸铵0.6%、导向剂EDTA二钠0.15%、交联剂甲叉双丙烯酰胺（30%AR）0.3%、尿素1%;常温下测得的表观黏度为122mPa-s。耐酸实验表明:AMPS-AM-DMDAAC与20%HCl混合后,表观黏度为45 mPa-s,DMC-AM-DMDAAC与20%HCl混合后,表观黏度为31 mPa·s,证明其优良的耐酸性;耐温实验表明:在120℃时,AMPS-AM-DMDAAC表观黏度为99.7 mPa·s,DMC-AM-DMDAAC表观黏度为32.5 mPa·s,说明其具有优良的耐温性,但DMC-AM-DMDAAC热稳定性没有AMPS-AM-DMDAAC聚合物高。两种增稠剂均可制成晶体或溶液,可有效缓解酸压时酸液运移过程中的损失率,加深迁移距离,大大提高酸压效率。通过对比两种增稠剂性能,本研究最终采用AMPS-AM-DMDAAC增稠剂用于物理模拟实验。（4）通过利用高强度抗孔压材料对全直径岩心进行三维包覆,继而进行全直径岩心尺度三维压裂物理模拟实验,分别设置普通水力压裂、酸压、含增稠剂酸压三组试验。利用X射线计算机断层扫描（CT）分析三组实验样品,清楚、直观地得到鄂尔多斯盆地延长组岩心水力裂缝起裂与延伸的基本形态:单纯水力压裂只造成了一条主裂缝;酸压在酸液与岩心进行酸岩反应之后,裂缝端口净压力降低,得到一条主裂缝以及2～3条微裂缝;含有增稠剂的酸压实验组可以明显看出在生成一条主裂缝的基础上,进而产生了不同平面的多条微裂缝,呈现出体积压裂模式。（5）建立三维数值仿真模拟三种压裂过程并研究三维裂缝形态。模拟鄂尔多斯盆地延长组水力压裂过程中裂缝起裂与发展、分布情况,通过模拟在三向围压存在压差时,在孔压作用下岩心破裂时不同的应力云分布图可知:单纯水力压裂只存在一处应力集中情况,即会产生一条主裂缝;酸化压裂存在2～3处应力集中情况,且集中区域波及面窄;含有增稠剂的酸压情况下,应力云图显示有一处较为明显的应力集中情况,伴随有多处微集中情况,集中区域波及面宽且呈现不规则平面分散状态,这一模拟结果也与物理模拟实验结果相吻合。本文为研究酸压条件下裂缝起裂位置、扩展规律,通过高强度抗孔压新材料对全直径岩心进行三维包覆,利用先导实验优选出的酸液、耐温-耐酸型增稠剂,在预先注入优选酸液24 h后（模拟闷井情况）,通过全直径岩心尺度三维压裂物理模拟实验设备进行实验,利用数值模拟实验进一步印证物理模拟实验可靠性。最终实验结果显示:该模拟实验在制备材料成功应用的前提下,已达到全直径岩心在压裂实验过之后裂缝以1～2条主裂缝为主,多条微裂缝为辅的体积压裂模式,并成功观察到聚合物（增稠剂）在岩心内的径流方式及侵蚀面积,实验结果对指导现场压裂施工具有一定意义。
江丰[5]（2021）在《侵彻弹体表面润滑脂动力减阻特性数值模拟研究》文中指出随着现代防御体系和有限元技术的飞速发展,运用计算机进行数值模拟已经成为一种重要手段,关于混凝土类坚固目标的侵彻问题研究成为国内外重点研究问题,尤其是侵彻弹体表面润滑脂的动力减阻特性模拟研究更具有实用价值。本文的工作是在参阅大量文献的基础上,运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA中的数值方法和动态试验相结合的方式研究弹体表面嵌有润滑脂侵彻混凝土靶板问题。具体工作如下:1、介绍本文的背景及意义,对侵彻弹、战斗部表面仿生结构减阻以及润滑脂减阻的研究现状进行论述,为后续工作奠定了基础。2、对混凝土靶标的动态损伤破坏模式与数值分析中常用的混凝土动态本构模型进行论述,确定了选择HJC作为本文开展数值计算的混凝土本构模型。3、对制备的侵彻弹体所用的润滑脂和涂层进行侵彻特性分析,通过正交试验,选出在摩擦磨损试验下效果最佳的润滑脂和涂层,确定其配方及摩擦系数。4、建立详细的弹靶有限元模型,并分析比较了基础模拟弹体、未嵌脂模拟弹体和嵌脂模拟弹体的数值模拟计算结果,并对结果进行分析比较。5、进行侵彻弹体表面润滑脂动力减阻特性动态试验,对动态试验结果进行分析比较,并与数值模拟分析的结果进行误差分析,证明了计算模型是有效的,并得到弹体表面润滑脂的减阻特性与润滑脂量、侵彻角度、侵彻速度和弹体大小有关。最后,对全文的研究进行了总结,得到弹体表面润滑脂的动力减阻特性,即嵌脂弹体侵彻混凝土靶板的侵彻深度会比基础弹体侵彻混凝土的侵彻深度深27%左右。
薛哲[6]（2020）在《溶质原子在锆晶界偏聚和扩散的第一性原理研究》文中研究指明锆及锆合金具有诸多优异的物理化学性能,如较小的中子吸收截面积、抗氧化、抗辐照、耐腐蚀、热膨胀系数小、密度低等特性,在航空航天、能源、船舶以及生物医学等领域具有广阔的应用前景。然而,现有锆合金强度较低这一不足,限制了其大规模的工程化应用。基于此,探索和发展新型高强锆合金具有重要的理论价值和现实意义。本学位论文致力于探索不同溶质原子在锆晶界和体相晶格中的偏聚和扩散行为,旨在建立一套较为完备的新型锆合金的设计理论和方法。主要的研究工作和结论如下所述:（1）异质元素的偏聚可以显着改变晶界的性质。从这个意义上讲,评估溶质原子偏聚以及它们对锆晶界强度的影响对分析和设计新型锆基合金十分关键。通过第一性原理计算系统探索了30种常见的金属溶质原子偏聚对Zr{10（?）1}晶界强度的影响。首先,用溶解能评估了溶质原子在Zr晶格中的本征特性。此外,用经典的Rice-Wang模型和第一性原理拉伸测试比较研究了不同溶质原子对Zr{10（?）1}晶界的强化脆化效应。研究发现Ag、Bi、Au和Sn在晶界1位点的偏聚会脆化晶界,而V、Cr、Nb、Mo、Ta和W溶质原子的偏聚可以有效的强化Zr{10（?）1}晶界。（2）间隙杂质如碳、氢、氧、氮等对锆及锆合金的机械性质扮演着十分重要且复杂的角色。即使是少量杂质原子的偏聚也会显着改变晶界的结合强度,导致晶间脆断甚至材料失效,因此有效地控制杂质原子类型和浓度具有重要意义。为此,通过基于密度泛函理论的第一性原理计算深入研究了非金属杂质原子C、H、O、N偏聚以及它们对Zr{10（?）2}晶界强度的影响规律。结果表明这四种非金属杂质原子在Zr{10（?）2}晶界区域均有明显的偏聚特性。其中C、N、O的偏聚对晶界结构有明显的强化作用,而H的偏聚会削弱晶界的结合强度。更重要的,通过电荷密度和键长分析探究了不同晶界强度效应的潜在机制,结果表明C原子对Zr{10（?）2}晶界的强化效应本质上源于C原子掺杂后显着增强了晶界面附近的电荷密度。（3）通过第一性原理计算结合过渡态搜索理论系统研究了不同金属溶质原子掺杂对氧在Zr晶格中扩散系数的影响规律。在这里,考虑了所有可能稳定存在的氧间隙位点。结果显示,氧原子以绝对的热力学优势优先占据着八面体间隙位点,其次是四面体间隙位点。氧原子的扩散系数与不同间隙位点间的传输能垒密切相关。通常,较小的移动能垒往往对应较大的氧扩散系数。绝大多数溶质原子掺杂可以提高氧原子的扩散速率,其中Bi、Sb、Sn的提高最为明显,仅Ag和Au溶质原子的掺杂降低了氧原子的扩散速率。进一步研究表明,氧原子在Zr晶格中的扩散呈明显的各向异性,其中氧原子沿基面扩散系数Dbasal主要依赖于O-C间隙位点间的转变,而氧原子沿c轴的扩散系数Dc主要依赖于T-C间隙位点间的转变。
黄灿[7]（2020）在《激光辐照PAN基碳纤维石墨化均匀性的研究》文中指出聚丙烯腈（Polyacrylonitrile,PAN）基碳纤维是PAN基原丝经过预氧化、碳化、以及石墨化过程一系列处理后得到的一种微晶石墨材料,具有高比强度、高比模量、耐腐蚀、耐高温以及可加工性高等优异性能,在航空航天,建筑建材,体育用品等领域具有广阔的应用前景。本课题以PAN基碳纤维为研究对象,重点探究在激光照射的条件下,碳纤维温度分布的均匀性和石墨化程度,分析温度均匀性对力学性能的影响。主要研究内容与结果如下:激光辐照发出的能量具有高斯分布的特点。首先基于激光光束能量的高斯分布特征,建立了高斯移动热源模型,从宏观结构尺度完成碳纤维材料的热力学参数传递。采用有限元法,基于Ansys/Workbench平台,设置碳纤维材料热性能参数,通过“热分析”模块施加高斯热源和温度边界条件,保证激光作用的连续性。结果表明,碳纤维丝束横截面内的温度分布主要取决于激光功率、光斑直径、走丝速度和激光数量,增大激光功率、缩小光斑直径、降低走丝速度和增加激光数量都能有效的提高纤维温度,有利于石墨化程度的提高。定义了温度均匀性指数,分析了不同条件对碳纤维温度均匀性的影响规律。求解了激光辐照移动碳纤维丝束在石墨化反应体系中的温度分布,以分析激光对碳纤维石墨化作用的径向非均匀性的影响规律。结果表明,降低激光功率、增大光斑直径、降低走丝速度,能够在一定程度上增加纤维温度分布的均匀性。增加激光器数量能够在很大程度上提高纤维温度的均匀性。三个激光器互成120°照射碳纤维,基本能够解决温度分布不均的问题。建立了激光辐照碳纤维的热固耦合模型。基于Workbench平台,通过热固耦合,对碳纤维产生的力学性能进行了数值分析。结果表明,随着碳纤维温度的升高,其热应力、热应变逐渐增大。三支激光辐照,得到的热应力远小于单支激光的情形。
夏雨轩[8]（2020）在《缺陷对石墨烯力学性能的调控作用研究》文中进行了进一步梳理由碳原子以六角型蜂窝晶格结构组成的单原子厚度的二维碳纳米材料—石墨烯,凭借其优良的性能和广泛的应用前景,成为多年来科研工作者们的研究重点。目前的化学气相沉积法和氧化石墨还原法是产业化制备大尺寸石墨烯薄膜的最佳方法,然而,通过上述两种手段制备出的石墨烯不可避免地会产生不同程度的碳原子缺失、晶界等晶体结构缺陷,进而影响本身性能,但关于巧用缺陷来调节其力学性能的研究却鲜有报道。因此,本文以分子动力学模拟为主要手段,并结合连续介质力学理论和相关实验,首先研究了缺陷对于石墨烯力学性能的影响,继而详述利用缺陷来调控石墨烯的力学性能,主要研究内容如下:（1）采用分子动力学模拟研究拉伸状态下单层开孔石墨烯的裂纹扩展角与手性的关系,后以扶手椅型开孔石墨烯为例,进一步分析其孔边应力集中现象,并与弹性理论结果进行对比。随着手性角度的增加,石墨烯所对应的裂纹扩展角的变化趋势呈现出“N”字型。在扶手椅型开孔石墨烯中,与孔口距离越远的断裂处原子所受的极限拉应力越小,并最终趋于稳定值（42 GPa）,该模拟结果不仅与理论结果相吻合,同时也验证了结论的准确性和模拟过程的严谨性。（2）提出一种通过调控缺陷来改善二维材料—石墨烯和黑磷力学各向异性的方法。分子动力学模拟结果表明,对于三种（圆孔、椭圆孔和裂纹）缺陷而言,中心裂纹和倾斜椭圆孔分别是实现石墨烯和黑磷力学各向同性的最优缺陷。此外,本文不仅通过连续介质理论检验了模拟结果的可靠性,还利用宏观拉伸实验测量了开孔复合薄膜材料的非线性力学特性,进一步证实了可利用缺陷调控二维材料的力学各向异性。（3）设计一种通过高温激活层间sp2-sp3混合键来有效提高多层开孔石墨烯层间载荷传递能力的方案。研究结果表明,与未成键的多层石墨烯相比,具有三维结构的多层石墨烯纸不仅未受层间交联的影响而产生结构损伤,反而受热激发后多层石墨烯纸的抗拉强度和层间剪切强度分别提高了20%和3倍左右,这是由于层间键的键结强度高于层间范德华相互作用。本文的研究成果不仅为调控单层二维材料的力学各向异性提供了新思路,也为提高多层开孔石墨烯薄片的力学性能给予了有效手段。
樊建领[9]（2020）在《梯度泡沫材料结构力学性能及非线性力学行为研究》文中研究表明目前全球范围内都在积极发展各种新型功能材料,新型材料是各国竞争的重点,也是决定国家高端制造业及国防安全的关键因素。国内外关于新型材料的研究日新月异,尤其是功能材料的研究,而梯度泡沫材料作为功能材料的一种,已成为广大学者研究的重点之一。由此,本文以梯度泡沫材料为研究对象,在系统总结国内外文献的基础上,对梯度泡沫金属材料的基本力学物理量进行了数学表征,并对均匀泡沫材料的力学性能进行了试验研究,主要包括拉伸试验、冲击试验和弯曲试验,结合理论分析,得到了不同密度的泡沫材料的力学性能试验结果;同时,采用理论与数值研究相结合的方法,建立梯度泡沫金属梁和圆板在机械载荷、热载荷作用下的力学模型,采用参数退化的方式验证了梁的屈曲问题,利用梁结构的弯曲试验结果与数值分析结果进行了比较,验证了理论分析的可行性;在此基础上采用轴线可伸长Euler梁理论和圆板的经典理论推导了梁和圆板的控制方程,采用打靶法对不同边界条件的控制方程进行了求解,获得了大量数值结果,以期为梯度泡沫材料的工程应用提供数据支持和参考。本文的主要研究工作如下:1.首先分析了梯度泡沫材料物性参数的基本力学表征关系,包括泡沫材料的孔穴尺寸和形状与相对密度的关系;泡沫材料相对密度、孔隙率、泡沫梯度等参数对于力学物理量（弹性/剪切模量、屈服强度等）的数学表征。2.采用试验的方法对相对密度不同的泡沫铝在不同条件下的力学性能进行了试验研究。均匀泡沫材料的拉伸、冲击、弯曲性能对试验速率、温度、相对密度均有一定的依赖效应,其中对密度和温度的依赖效应明显;以及利用试验的结果对泡沫材料的基本力学关系式进行了拟合求解。3.对于不同孔隙率的泡沫材料梁结构,利用参数退化和弯曲试验结果比较验证的基础上,基于轴线可伸长的Euler梁理论,首先建立了横向稳态温度场条件下泡沫材料梁的自由振动的动力学控制方程;然后把控制方程的解分解为静态解和动态解两部分,考虑温度场的横向非均匀性,研究了温度载荷下梯度泡沫材料梁结构在非线性静态平衡构形附近的微幅振动,在此基础上采用打靶法求解了静态热屈曲变形及静平衡构形附近的小振幅自由振动,数值分析了温度载荷、材料孔隙率0e等因素对泡沫材料梁静态平衡路径、自振频率的影响。4.基于圆板的经典理论,建立了纵横向机械载荷作用下梯度泡沫材料圆板的非线性弯曲及屈曲控制方程。研究了两种边界条件下梯度泡沫材料圆板的静力学稳定性问题,采用打靶法获得了静弹性变形和屈曲问题的数值解。定量地分析了材料梯度指数n、边界条件等因素对梯度泡沫材料圆板静态弯曲及屈曲平衡路径的影响。5.基于圆板的经典理论,首先建立了横向一维稳态热载荷作用下梯度泡沫材料圆板在热屈曲平衡构形附近自由振动的动力学控制方程;然后把控制方程的解分解为静态解和动态解两部分,同时考虑温度场横向非均匀性,研究了温度载荷下梯度泡沫材料圆板结构在非线性静态平衡构形附近的自由振动问题;最后采用打靶法求解了热弹性变形和静平衡构形附近的小振幅自由振动问题。数值分析了不同边界条件、热载荷、材料相对密度梯度等因素对梯度泡沫材料圆板临界屈曲热载荷、屈曲变形以及自由振动的影响。
张欢[10]（2019）在《局部冲击作用对煤岩微结构影响与等效理论模型研究》文中研究说明岩石类材料是一种重要的工程介质,与各行业（采矿、石油、天然气、道路交通、水利水电、建筑桥梁、核废物地质储存等）的发展密切相关。众多岩体工程的建设与工程灾害的防护都涉及到岩石类材料在动载作用下的动力响应特性与损伤破坏问题,如矿山工程中的爆破破岩（煤）、储层渗透性改造、冲击地压、煤与瓦斯突出,油气开采中的爆炸压裂增渗,边坡与水利工程中的防震减灾,军事工程中的钻地弹破岩,等等。岩石动力学已成为岩石力学研究领域的重点、难点和热点问题。针对动载改造储层渗透性、高效破岩（煤）和防止动载诱发煤与瓦斯突出、冲击地压等动力灾害的工程实际需求,主要对局部冲击荷载作用下煤岩内微结构演化规律、煤岩内微结构演化与宏观失稳断裂的耦合关系、煤岩损伤变形的局部化效应、煤岩损伤破断机理与等效损伤模型进行了研究。以煤岩试样为研究对象,利用自主研发的一种摆锤式动力冲击加载试验装置对煤岩试样进行局部冲击加载试验,并借助超声波检测仪、煤岩表面裂纹细观观测系统、动静态应变仪和红外热成像仪,分别对局部冲击荷载作用下煤岩试样不同区域内微结构演化规律、表面裂纹扩展演化特征、不同区域损伤变形特征和温度场演化规律进行了研究,分析了局部冲击荷载作用下煤岩内微结构演化、表面裂纹扩展和损伤变形破坏的局部化效应。基于分形理论,对比分析了不同冲击加载条件下煤岩试样表面裂纹的分形特征;通过实测试样破断面的凸凹程度,对局部冲击荷载作用下煤岩破断面形貌进行了三维重构运用提出的一种粗糙表面分维计算的二次改进立方体覆盖法对局部冲击荷载作用下煤岩试样的粗糙破断面分形特征进行了分析,结果表明循环局部冲击荷载作用下试样破断面存在明显的分形特征提出了一种基于RGB图像的粗糙表面分维等效计算方法,运用实测数据对比验证了该方法的可靠性和准确性,并采用该方法获得了局部冲击荷载作用下煤岩试样破断面分形维数与冲击加载面积的耦合关系。自主编制了红外视频温度动态检测成像与分析软件,该软件配合红外热成像仪可有效监测冲击荷载作用下煤岩试样红外热辐射温度场的演化;提出了基于红外热成像的煤岩红外热辐射温度场量化表征方法,即基于分形理论、熵理论和统计学理论的红外热辐射温度场的3个量化指标:温差分形维数、熵和方差。采用3个量化指标对煤岩试样在局部冲击荷载作用下的红外热辐射温度场演化进行了量化表征,发现熵理论能够较好地表征试样在循环冲击过程中红外热辐射温度场的阶段性变化特征,而温差分形维数和方差则对于煤岩试样的破裂红外热辐射前兆的识别能力更强。根据室内试验研究的煤岩冲击试验模型和方案,采用ANSYS/LS-DYNA3D非线性动力学数值分析软件,建立了与其对应的煤岩动态数值模拟模型;基于煤岩HJC动态本构模型,开展了局部冲击荷载作用下煤岩动力响应特性和损伤破坏模式的数值模拟研究,重点探究了局部冲击荷载作用下煤岩不同区域的动态力学特性和损伤破坏规律,分析了冲击次数、冲量大小、冲量加载顺序和冲击加载面积对煤岩动态损伤破坏的影响。在局部冲击试验和数值模拟研究的基础上,运用统计损伤理论和元件模型理论,构建了一个全面描述煤岩在中高应变率加载条件下所表现出来的包含非线弹性、塑性、损伤软化以及应变率相关性在内的综合响应特征的动态本构模型,并给出了模型中各参数的确定方法;针对中高应变率加载条件下致密硬煤和孔裂隙发育的软煤的动态力学特性,对所构建的含损伤体煤岩粘弹塑性本构模型进行了适当的简化和改进,建立了适用于硬煤和软煤的动态本构模型。基于构建的局部冲击分区等效力学模型,分别在煤岩试样的不同区域引入分区等效因子,对煤岩试样在局部冲击荷载作用下的损伤特性进行分区等效,建立了局部冲击与常规全冲击时的煤岩损伤分区等效模型,并通过对不同加载面积的静载试验和冲击试验数据进行拟合,得到了该等效模型中等效因子与冲击加载面积的耦合关系;局部冲击荷载作用下煤岩损伤分区等效模型计算所得煤岩试样各区域损伤量与相应的局部冲击试验实测结果相吻合,从而验证了该等效模型的适用性,表明该等效模型能够有效地描述局部冲击冲击荷载作用下煤岩试样不同区域的损伤与冲击加载面积的耦合关系;并对局部冲击荷载对煤岩损伤的机理进行了探讨。
二、新型各向异性核工业石墨断裂力学行为的实验研究和数值分析（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、新型各向异性核工业石墨断裂力学行为的实验研究和数值分析（论文提纲范文）
（1）高功率激光致碳纤维/环氧树脂复合材料热损伤研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 激光辐照复合材料的国内外现状及分析 |
| 1.2.1 国内实验研究方法 |
| 1.2.2 国内仿真研究方法 |
| 1.2.3 国外实验研究方法 |
| 1.2.4 国外仿真研究方法 |
| 1.2.5 国内外研究现状对比分析 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 高功率激光辐照碳纤维/环氧树脂复合材料理论研究 |
| 2.1 碳纤维/环氧树脂复合材料的性质 |
| 2.2 激光辐照碳纤维/环氧树脂复合材料的温度场分析 |
| 2.3 激光辐照碳纤维/环氧树脂复合材料的应力场分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 高功率激光辐照碳纤维/环氧树脂复合材料仿真研究 |
| 3.1 几何模型 |
| 3.2 网格剖分和参数设置 |
| 3.3 高功率激光辐照碳纤维/环氧树脂复合材料温度场仿真研究 |
| 3.3.1 高功率激光辐照编织结构碳纤维/环氧树脂复合材料温度场仿真研究 |
| 3.3.2 高功率激光辐照单向结构碳纤维/环氧树脂复合材料温度场仿真研究 |
| 3.4 高功率激光辐照碳纤维/环氧树脂复合材料应力场仿真研究 |
| 3.4.1 高功率激光辐照编织结构碳纤维/环氧树脂复合材料应力场仿真研究 |
| 3.4.2 高功率激光辐照单向结构碳纤维/环氧树脂复合材料应力场仿真研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 高功率激光辐照碳纤维/环氧树脂复合材料实验研究 |
| 4.1 实验装置 |
| 4.1.1 温度测试实验装置 |
| 4.1.2 离线测量装置 |
| 4.2 高功率激光辐照碳纤维/环氧树脂复合材料温度实验研究 |
| 4.2.1 高功率激光辐照编织结构碳纤维/环氧树脂复合材料温度实验研究 |
| 4.2.2 高功率激光辐照单向结构碳纤维/环氧树脂复合材料温度实验研究 |
| 4.2.3 高功率激光辐照两种结构碳纤维/环氧树脂复合材料温度对比分析 |
| 4.3 高功率激光辐照碳纤维/环氧树脂复合材料损伤形貌研究 |
| 4.3.1 高功率激光辐照碳纤维/环氧树脂复合材料损伤面积研究 |
| 4.3.2 高功率激光辐照碳纤维/环氧树脂复合材料损伤深度研究 |
| 4.3.3 高功率激光辐照两种结构碳纤维/环氧树脂复合材料损伤形貌对比研究 |
| 4.4 高功率激光辐照两种结构碳纤维/环氧树脂复合材料损伤阈值研究 |
| 4.5 仿真结果与实验结果对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论及创新点 |
| 5.1.1 结论 |
| 5.1.2 创新性研究工作 |
| 5.2 论文展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（2）碳纳米管增强铝基复合材料超精密加工的有限元模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 碳纳米管概述 |
| 1.2.1 碳纳米管的结构和制备 |
| 1.2.2 碳纳米管的性能 |
| 1.3 碳纳米管增强铝基复合材料 |
| 1.3.1 碳纳米管增强铝基复合材料力学性能 |
| 1.3.2 碳纳米管增强铝基复合材料超精密加工 |
| 1.4 研究现状及存在的问题 |
| 1.5 本文研究内容及意义 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 研究意义 |
| 1.6 论文结构体系 |
| 2 基于超精密加工的理论研究 |
| 2.1 Oxley正交切削理论 |
| 2.2 金属切削本构模型 |
| 2.3 弹性力学基础 |
| 2.3.1 材料各向异性表征研究现状 |
| 2.3.2 平面应力下材料的正交各向异性弹性定义 |
| 3 碳纳米管增强铝基复合材料加工中界面损伤的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 碳纳米管拔出与断裂 |
| 3.3 建立模型 |
| 3.3.1 二维代表性单元几何模型 |
| 3.3.2 设定材料参数 |
| 3.3.3 网格划分及切屑分离准则 |
| 3.3.4 约束及加载方式 |
| 3.4 有限元结果分析 |
| 3.4.1 不同长径比碳纳米管增强铝基复合材料界面损伤 |
| 3.4.2 不同角度碳纳米管铝基复合材料界面分离 |
| 3.4.3 不同弯曲度碳纳米管铝基复合材料界面分离 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 不同结构碳纳米管铝基复合材料切削力的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 切削力分析 |
| 4.3 有限元结果分析 |
| 4.3.1 不同长径比碳纳米管铝基复合材料切削力 |
| 4.3.2 不同角度碳纳米管铝基复合材料切削力 |
| 4.3.3 不同弯曲度碳纳米管铝基复合材料切削力 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 不同结构碳纳米管铝基复合材料表面残余应力的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 表面残余应力 |
| 5.2.1 表面残余应力形成 |
| 5.2.2 残余应力基础公式分析 |
| 5.3 有限元结果分析 |
| 5.3.1 不同长径比碳纳米管铝基复合材料表面残余应力 |
| 5.3.2 不同角度碳纳米管铝基复合材料表面残余应力 |
| 5.3.3 不同弯曲度碳纳米管铝基复合材料表面残余应力 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录1 硕士生期间发表论文 |
（3）基于激光选区熔融技术的银合金多尺度协同力学优化研究（论文提纲范文）
| 作者简历 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 贵金属及其银合金材料研究与应用现状 |
| 1.2.2 银合金常规加工方法与性能调控研究现状 |
| 1.2.3 基于激光选区熔融技术的性能调控现状 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第二章 样品制备、参数调控、仿真和表征方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 制备设备与材料 |
| 2.3 模型建构及结构参数调控原理与方法 |
| 2.3.1 NURBS模型建构及参数调控原理 |
| 2.3.2 T-Splines模型建构及参数调控原理 |
| 2.3.3 两类建构和结构参数调控方法对比 |
| 2.4 工艺参数调控方法 |
| 2.4.1 工艺参数调控方法及参数设定 |
| 2.4.2 工艺参数调控下单道成形预研 |
| 2.5 仿真原理/方法 |
| 2.5.1 材料热物性仿真原理及方法 |
| 2.5.2 成形过程仿真原理及方法 |
| 2.5.3 结构力学仿真原理及方法 |
| 2.6 样品表征方法 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 工艺参数与银合金致密部件微宏观性能关系研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 工艺参数与致密部件微观结构关系 |
| 3.2.1 不同制备工艺的微结构 |
| 3.2.2 高激光功率的微观结构 |
| 3.2.3 低激光功率的微观结构 |
| 3.3 工艺参数与致密部件介观形貌关系 |
| 3.3.1 工艺参数与熔池形貌 |
| 3.3.2 工艺参数与缺陷形成 |
| 3.3.3 工艺参数与孔隙率 |
| 3.4 工艺参数与致密部件宏观性能关系 |
| 3.4.1 工艺参数与体积密度 |
| 3.4.2 工艺参数与力学性能 |
| 3.4.3 体积密度与力学性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 多尺度协同银合金致密部件力学优化机制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微观调控对力学性能影响机制 |
| 4.3 宏观调控对力学性能影响机制 |
| 4.4 介观调控对力学性能影响机制 |
| 4.5 致密部件多尺度协同力学强化机制 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 多尺度协同的晶格结构力学优化机制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 宏观拓扑结构设计及参数设定 |
| 5.2.1 拓扑结构设计 |
| 5.2.2 结构参数设定 |
| 5.2.3 工艺参数设定 |
| 5.3 参数调控在微观尺度的影响机制 |
| 5.3.1 参数调控对微区形貌与晶粒结构的影响 |
| 5.3.2 参数调控对微区成形尺寸的影响 |
| 5.4 参数调控在介观尺度的影响机制 |
| 5.4.1 拓扑优化对晶格结构在介观尺度的影响 |
| 5.4.2 结构参数对晶格结构在介观尺度的影响 |
| 5.4.3 工艺参数对晶格结构在介观尺度的影响 |
| 5.5 参数调控对力学性能的影响机制 |
| 5.5.1 拓扑结构对力学性能的影响 |
| 5.5.2 结构参数对力学性能的影响 |
| 5.5.3 工艺参数对力学性能的影响 |
| 5.6 晶格结构多尺度调控对力学性能影响及优化机制 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 多尺度协同的负泊松比结构力学优化研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 负泊松比结构力学优化调控策略 |
| 6.2.1 拓扑结构调控策略 |
| 6.2.2 局部参数调控策略 |
| 6.2.3 全局参数调控策略 |
| 6.3 拓扑结构设计和宏观力学性能优化 |
| 6.3.1 负泊松比拓扑结构设计与优化 |
| 6.3.2 负泊松比拓扑结构的成形分析 |
| 6.3.3 拓扑结构调控对力学性能优化 |
| 6.4 局部参数调控策略下力学性能多尺度协同优化 |
| 6.4.1 局部变工艺参数下微观尺度调控 |
| 6.4.2 局部变工艺参数下介观尺度调控 |
| 6.4.3 局部变参数对宏观力学性能优化 |
| 6.5 全局参数调控策略下力学性能多尺度协同优化 |
| 6.5.1 全局参数调控策略下微观尺度调控 |
| 6.5.2 全局参数调控策略下介观尺度调控 |
| 6.5.3 全局参数调控策略对宏观力学优化 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与创新点 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（4）高强度抗孔压新材料合成及酸压条件下岩体破裂行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 英文缩写符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 水力压裂提高采收率的研究概况 |
| 1.2.1 水力压裂提高采收率机理 |
| 1.2.2 水力压裂技术的发展概况 |
| 1.3 物理模拟和酸压及增稠剂国内外研究现状 |
| 1.3.1 高强度抗孔压材料研究现状 |
| 1.3.2 酸压国内外研究现状 |
| 1.3.3 增稠剂国内外研究现状 |
| 1.3.4 物理压裂模拟实验国内外研究现状 |
| 1.3.5 数值模拟国内外研究现状 |
| 1.3.6 目前存在问题 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 研究技术路线及预期目标 |
| 2 高强度抗孔压新材料的合成及其性能评价 |
| 2.1 实验原料及实验方法 |
| 2.1.1 主要实验化学试剂 |
| 2.1.2 制备方法 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 核磁共振氢谱 |
| 2.2.2 傅里叶转换红外光谱 |
| 2.2.3 X射线光电子能谱 |
| 2.2.4 X射线衍射 |
| 2.2.5 热重-等温量热 |
| 2.2.6 水化热 |
| 2.2.7 扫描电子显微镜观察 |
| 2.2.8 N_2吸脱附 |
| 2.2.9 防冻融破坏 |
| 2.2.10 电化学腐蚀 |
| 2.2.11 接触角测试 |
| 2.2.12 介电常数-电阻率 |
| 2.2.13 力学性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 核磁共振氢谱 |
| 2.3.2 傅里叶转换红外光谱 |
| 2.3.3 X射线光电子能谱 |
| 2.3.4 X射线衍射 |
| 2.3.5 热重-等温量热 |
| 2.3.6 水化热 |
| 2.3.7 扫描电子显微镜观察 |
| 2.3.8 N_2吸脱附 |
| 2.3.9 防冻融破坏实验结果 |
| 2.3.10 电化学腐蚀实验 |
| 2.3.11 接触角 |
| 2.3.12 介电常数-电阻率 |
| 2.3.13 力学性能测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 酸压模拟用酸液优化复配 |
| 3.1 实验原料及实验方法 |
| 3.1.1 主要实验化学试剂 |
| 3.1.2 实验方法 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 质量损失率计算 |
| 3.2.2 力学性能 |
| 3.2.3 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES) |
| 3.2.4 X射线衍射 |
| 3.2.5 扫描电子显微镜观察 |
| 3.2.6 N_2吸脱附 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 质量损失率计算 |
| 3.3.2 力学性能 |
| 3.3.3 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES) |
| 3.3.4 X射线衍射 |
| 3.3.5 扫描电子显微镜观察 |
| 3.3.6 N_2吸脱附 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 酸压模拟用增稠剂合成与性能评价 |
| 4.1 实验原料及实验方法 |
| 4.1.1 主要实验化学试剂 |
| 4.1.2 主要实验仪器 |
| 4.2 三元共聚物的合成 |
| 4.2.1 聚合反应原理 |
| 4.2.2 三元共聚物合成实验步骤 |
| 4.2.3 三元聚合物制备条件优化 |
| 4.3 实验部分 |
| 4.3.1 傅里叶转换红外光谱 |
| 4.3.2 核磁共振氢谱 |
| 4.3.3 相对分子量 |
| 4.3.4 产物Zeta电位及纳米粒度测试 |
| 4.3.5 扫描电子显微镜观察 |
| 4.3.6 热重-等温量热 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 傅里叶转换红外光谱 |
| 4.4.2 核磁共振氢谱 |
| 4.4.3 相对分子量测定 |
| 4.4.4 产物Zeta电位及纳米粒度 |
| 4.4.5 扫描电子显微镜观察 |
| 4.4.6 热重-等温量热 |
| 4.4.7 耐酸性能 |
| 4.4.8 耐温性能 |
| 4.4.9 耐盐性能 |
| 4.4.10 损失模量、存储模量测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 酸压物理模拟及现场实验验证 |
| 5.1 实验概况 |
| 5.2 样品制备 |
| 5.2.1 立方体试块制备 |
| 5.2.2 实验流程 |
| 5.3 实验结果分析 |
| 5.3.1 压裂后外观损伤情况 |
| 5.3.2 物理模拟实验压裂曲线 |
| 5.3.3 酸蚀裂缝的特征(与水力裂缝相比) |
| 5.3.4 X射线计算机断层扫描(CT) |
| 5.3.5 N_2吸脱附 |
| 5.3.6 断裂表面蚀刻情况 |
| 5.4 酸压现场应用试验 |
| 5.4.1 试验区基本概况 |
| 5.4.2 选井选层原则 |
| 5.4.3 施工所需材料 |
| 5.4.4 试验效果及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 酸压数值模拟研究 |
| 6.1 动态演化的数值模拟分析方法 |
| 6.1.1 水力压裂数学模型的发展 |
| 6.1.2 拟三维模型和平面三维模型 |
| 6.1.3 全三维模型 |
| 6.1.4 岩石力学基本原理 |
| 6.1.5 断裂与损伤力学 |
| 6.2 流-固耦合数学模型的建立及其有限元离散化 |
| 6.2.1 应力平衡方程 |
| 6.2.2 连续性方程的建立 |
| 6.2.3 边界条件 |
| 6.2.4 ABAQUS有限元离散化方法及应力-渗流耦合方程 |
| 6.3 裂缝起裂和扩展准则 |
| 6.3.1 裂缝起裂准则 |
| 6.3.2 裂缝扩展准则 |
| 6.3.3 裂缝扩展及网格划分 |
| 6.3.4 压裂计算流程 |
| 6.3.5 酸蚀断口形貌的数值模拟 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望与设想 |
| 7.4 适用性及局限性 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（5）侵彻弹体表面润滑脂动力减阻特性数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 侵彻弹的研究现状 |
| 1.2.2 战斗部表面仿生结构减阻研究现状 |
| 1.2.3 润滑脂减阻的研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 混凝土靶板侵彻问题分析 |
| 2.1 侵彻问题研究概述 |
| 2.2 混凝土撞击的特点 |
| 2.3 混凝土的计算本构模型 |
| 2.3.1 盖帽模型 |
| 2.3.2 Kipp-Grady模型 |
| 2.3.3 TCK模型 |
| 2.3.4 土壤/混凝土模型 |
| 2.3.5 RHT模型 |
| 2.3.6 HJC模型 |
| 2.4 侵彻问题的研究方法简介 |
| 2.4.1 经验法 |
| 2.4.2 解析法 |
| 2.4.3 数值方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 侵彻弹用表面涂层和润滑脂的实验研究 |
| 3.1 摩擦系数实验基材和设备 |
| 3.2 摩擦系数实验过程 |
| 3.3 基础配方摩擦系数实验结果 |
| 3.3.1 润滑脂基础配方摩擦系数实验结果 |
| 3.3.2 涂层基础配方摩擦系数实验结果 |
| 3.4 正交优化摩擦系数结果 |
| 3.4.1 正交优化润滑脂摩擦系数结果 |
| 3.4.2 正交优化涂层摩擦系数结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 弹体侵彻混凝土靶板的数值模拟分析 |
| 4.1 仿真软件简介 |
| 4.1.1 ANSYS/LS-DYNA简介 |
| 4.1.2 LS-PREPOST简介 |
| 4.2 基础模拟弹侵彻混凝土靶板的数值模拟分析 |
| 4.2.1 弹体和靶板的尺寸及形状 |
| 4.2.2 前处理过程 |
| 4.2.3 部分K文件 |
| 4.2.4 数值分析计算结果 |
| 4.3 未嵌脂模拟弹侵彻混凝土靶板的数值模拟分析 |
| 4.3.1 弹体形状 |
| 4.3.2 前处理过程及部分K文件 |
| 4.3.3 数值分析计算结果 |
| 4.4 嵌脂模拟弹侵彻混凝土靶板的数值模拟分析 |
| 4.4.1 弹体和靶板的尺寸及形状 |
| 4.4.2 前处理过程 |
| 4.4.3 部分K文件 |
| 4.4.4 数值分析计算结果 |
| 4.5 对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 润滑脂减阻特性试验与仿真误差分析 |
| 5.1 第一次润滑脂减阻特性试验 |
| 5.1.1 试验前弹体准备工作 |
| 5.1.2 试验过程 |
| 5.1.3 试验结果及分析 |
| 5.2 第二次润滑脂减阻特性试验 |
| 5.2.1 试验前准备工作 |
| 5.2.2 试验结果及分析 |
| 5.3 润滑脂的减阻特性分析 |
| 5.4 润滑脂减阻特性试验结果与仿真误差分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 附录 A 基础模拟弹侵彻混凝土靶板的部分K文件 |
| 附录 B 嵌脂模拟弹侵彻混凝土靶板的部分K文件 |
（6）溶质原子在锆晶界偏聚和扩散的第一性原理研究（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 锆及锆合金简介 |
| 1.2.1 锆的基本性质 |
| 1.2.2 锆基合金的应用领域 |
| 1.2.3 理论计算在锆及锆合金中的应用 |
| 1.3 晶界偏聚现状分析 |
| 1.3.1 晶界工程与意义 |
| 1.3.2 高通量计算晶界性质 |
| 1.3.3 金属溶质原子晶界偏聚研究进展 |
| 1.3.4 非金属杂质原子晶界偏聚研究进展 |
| 1.4 扩散理论与机制研究 |
| 1.4.1 扩散概述与意义 |
| 1.4.2 扩散理论基础 |
| 1.4.3 扩散机制分析 |
| 1.4.4 扩散研究进展 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 理论计算与研究方法 |
| 2.0 计算材料科学概述 |
| 2.1 第一性原理计算 |
| 2.1.1 多粒子体系的薛定谔方程 |
| 2.1.2 Born-Oppenheimer近似 |
| 2.1.3 Hartree-Fock近似 |
| 2.2 密度泛函理论简介 |
| 2.2.1 Thomas-Fermi模型 |
| 2.2.2 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.2.3 Kohn-Sham方程 |
| 2.3 交换关联泛函 |
| 2.4 VASP计算软件包 |
| 第3章 金属溶质原子偏聚对Zr{10(?)1}晶界强度的影响和机理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 溶质原子在α-Zr中的溶解 |
| 3.3.2 Zr{10(?)1}晶界模型的构建 |
| 3.3.3 溶质原子在Zr{10(?)1}晶界的偏聚 |
| 3.3.4 第一性原理拉伸试验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 非金属杂质原子偏聚对Zr{10(?)2}晶界强度的影响和机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Zr{10(?)2}晶界模型的构建 |
| 4.3.2 非金属杂质原子占位稳定性 |
| 4.3.3 非金属杂质在Zr{10(?)2}晶界的偏聚 |
| 4.3.4 第一性原理拉伸试验 |
| 4.3.5 电荷密度与键长分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 金属溶质原子掺杂对氧扩散行为的影响和机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算方法 |
| 5.3 扩散理论模型 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.4.1 氧原子占位稳定性 |
| 5.4.3 氧原子移动能垒 |
| 5.4.4 氧原子扩散系数 |
| 5.4.5 氧扩散各向异性 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（7）激光辐照PAN基碳纤维石墨化均匀性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 碳纤维与石墨纤维 |
| 1.2.1 碳纤维与石墨纤维的国内外发展现状 |
| 1.2.2 制备PAN基碳纤维的工艺过程 |
| 1.2.3 碳纤维石墨化的设备及方法 |
| 1.2.3.1 高温石墨化炉制备碳纤维 |
| 1.2.3.2 微波法制备碳纤维 |
| 1.2.3.3 激光法制备碳纤维 |
| 1.3 激光与碳纤维材料相互作用的研究进展 |
| 1.3.1 激光辐照加热的特点 |
| 1.3.2 碳材料对激光的吸收机理 |
| 1.3.3 激光在碳材料制备中的应用 |
| 1.3.4 激光作用于碳纤维复合材料的研究与模拟 |
| 1.4 研究内容 |
| 第二章 激光辐照碳纤维石墨化的实验研究与模型建立 |
| 2.1 激光辐照碳纤维石墨化的实验研究 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验设备和仪器 |
| 2.1.2.1 索氏提取器 |
| 2.1.2.2 石墨化炉 |
| 2.1.3 实验样品制备 |
| 2.1.4 实验结果与讨论 |
| 2.1.4.1 Raman光谱测试结果 |
| 2.2 激光辐照碳纤维模型的建立 |
| 2.2.1 碳纤维物理模型的建立 |
| 2.2.2 激光热源模型探究 |
| 2.2.3 碳纤维高斯移动热源模型的建立 |
| 2.3 碳纤维的结构性能参数 |
| 2.3.1 碳纤维的结构和各向异性 |
| 2.3.1.1 纤维材料主方向确定 |
| 2.3.1.2 激光能量密度分布 |
| 2.3.2 碳纤维材料性能参数 |
| 2.3.3 环境约束条件 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 激光辐照碳纤维数值模拟与温度均匀性研究 |
| 3.1 单侧激光辐照加热碳纤维数值模拟 |
| 3.1.1 激光功率对数值模拟的影响 |
| 3.1.1.1 碳纤维表面极值温度变化特点 |
| 3.1.1.2 碳纤维横截面温度分布特点 |
| 3.1.2 光斑直径对碳纤维温度分布的影响 |
| 3.1.3 走丝速度对温度均匀性的影响 |
| 3.1.3.1 不同走丝速度下碳纤维表面温度变化 |
| 3.1.3.2 不同走丝速度下碳纤维横截面温度分布 |
| 3.2 激光辐照碳纤维截面的均匀性评价 |
| 3.2.1 激光功率对纤维温度均匀性的影响 |
| 3.2.2 光斑直径对纤维温度均匀性的影响 |
| 3.2.3 走丝速度对纤维温度均匀性的影响 |
| 3.3 多束激光辐照碳纤维数值模拟与温度均匀性研究 |
| 3.3.1 双侧激光辐照碳纤维的数值模拟研究 |
| 3.3.1.1 激光参数对碳纤维温度分布的影响 |
| 3.3.2 碳纤维截面的温度均匀性分析 |
| 3.4 三侧激光辐照碳纤维的数值模拟研究 |
| 3.4.1 激光参数对碳纤维温度分布的影响 |
| 3.4.2 碳纤维截面的温度均匀性分析 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 激光辐照碳纤维石墨化力学性能的研究 |
| 4.1 激光辐照碳纤维热性能模型的建立 |
| 4.1.1 碳纤维的热膨胀系数 |
| 4.1.2 激光辐照碳纤维力学性能模型的建立 |
| 4.2 激光作用于碳纤维力学性能的数值模拟 |
| 4.2.1 单侧激光对碳纤维力学性能的影响 |
| 4.2.2 三侧激光对碳纤维力学性能的影响 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 总结和展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及科研成果 |
| 作者和导师介绍 |
| 附件 |
（8）缺陷对石墨烯力学性能的调控作用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 纯石墨烯简介 |
| 1.2 含缺陷石墨烯的研究现状 |
| 1.3 本文主要内容和研究意义 |
| 第二章 分子动力学方法概述 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基本原理和步骤 |
| 2.3 原子间作用势 |
| 2.3.1 Airebo势 |
| 2.3.2 Reax FF势 |
| 2.4 系综及其温压控制机制 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 含圆孔单层石墨烯的应力集中 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 初始手性模型 |
| 3.3 手性石墨烯的裂纹扩展角 |
| 3.4 开孔石墨烯的孔边应力集中分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 缺陷对单层石墨烯/黑磷力学各向异性的调控作用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 初始模型和分子动力学模拟方法 |
| 4.3 无缺陷单层石墨烯和黑磷的力学性能 |
| 4.4 缺陷对石墨烯力学各向异性的调控作用 |
| 4.4.1 圆孔缺陷的调控作用 |
| 4.4.2 椭圆孔缺陷的调控作用 |
| 4.4.3 裂纹缺陷的调控作用 |
| 4.4.4 小结 |
| 4.5 缺陷对黑磷力学各向异性的调控作用 |
| 4.5.1 圆孔缺陷的调控作用 |
| 4.5.2 椭圆孔缺陷的调控作用 |
| 4.5.3 裂纹的调控作用 |
| 4.5.4 倾斜椭圆的调控作用 |
| 4.5.5 小结 |
| 4.6 缺陷对复合薄膜力学各向异性的调控作用 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 层间键对多层开孔石墨烯力学性能的改善 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型和分子动力学模拟方法 |
| 5.3 高温下多层开孔石墨烯的结构演化 |
| 5.4 多层石墨烯纸的拉伸性能 |
| 5.4.1 手性对多层石墨烯纸拉伸性能的影响 |
| 5.5 多层石墨烯纸的剪切性能 |
| 5.5.1 面内剪切 |
| 5.5.2 层间剪切 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 主要结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 :作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（9）梯度泡沫材料结构力学性能及非线性力学行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 新型材料概述 |
| 1.2 多孔材料概述 |
| 1.3 泡沫材料制备 |
| 1.4 泡沫材料应用 |
| 1.5 功能材料的国内外研究现状 |
| 1.5.1 功能梯度材料的研究现状 |
| 1.5.2 梯度多孔材料力学行为研究现状 |
| 1.6 研究目标及内容 |
| 1.7 本论文的创新点 |
| 1.8 本论文的研究路线 |
| 第2章 泡沫材料物性参数表征及试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 梯度泡沫材料物性参数表征 |
| 2.2.1 相对密度 |
| 2.2.2 弹性/剪切模量 |
| 2.2.3 屈服极限 |
| 2.2.4 结构基于梯度指标的物性表征 |
| 2.2.5 结构基于孔隙率的物性表征 |
| 2.3 梯度泡沫梁及圆板的整体相对密度 |
| 2.3.1 梯度泡沫梁的整体相对密度 |
| 2.3.2 梯度泡沫圆板的整体相对密度 |
| 2.3.3 密度沿厚度方向分布的两种典型模式 |
| 2.4 均匀泡沫材料的力学性能试验 |
| 2.4.1 拉伸试验 |
| 2.4.2 冲击试验 |
| 2.4.3 弯曲试验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 不同孔隙率梯度泡沫梁的热屈曲和自由振动 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题描述 |
| 3.3 力学模型 |
| 3.3.1 几何方程 |
| 3.3.2 本构方程 |
| 3.3.3 泡沫材料梁的热传导方程 |
| 3.4 平衡方程 |
| 3.5 无量纲平衡方程 |
| 3.6 边界条件 |
| 3.7 数值方法—打靶法 |
| 3.8 数值结果与讨论 |
| 3.8.1 结果的验证 |
| 3.8.2 无温度场的临界屈曲载荷 |
| 3.8.3 稳态温度场的临界载荷及自由振动 |
| 3.8.4 非稳态温度场的临界载荷及自由振动 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 梯度泡沫材料圆板的非线性弯曲和屈曲 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 问题描述 |
| 4.3 力学模型 |
| 4.3.1 几何方程 |
| 4.3.2 本构方程 |
| 4.4 控制方程 |
| 4.5 位移形式的控制方程 |
| 4.5.1 位移函数形式的控制方程 |
| 4.5.2 无量纲化的控制方程 |
| 4.5.3 边界条件 |
| 4.6 数值结果及讨论 |
| 4.6.1 梯度泡沫材料圆板的非线性弯曲行为 |
| 4.6.2 梯度泡沫板的屈曲及屈曲变形 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 梯度泡沫材料圆板的热屈曲和自由振动 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 问题描述 |
| 5.2.1 温度有关的物性参数 |
| 5.2.2 一维稳态温度场 |
| 5.3 力学模型 |
| 5.3.1 几何方程 |
| 5.3.2 本构方程 |
| 5.3.3 自由振动的控制方程 |
| 5.4 控制方程组 |
| 5.5 数值求解结果及分析 |
| 5.5.1 周边夹紧梯度泡沫材料圆板 |
| 5.5.2 不可移简支梯度泡沫材料圆板 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 后期展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间发表的学术论文 |
（10）局部冲击作用对煤岩微结构影响与等效理论模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 岩石(煤岩)动力学特性研究方法 |
| 1.2.2 动载下煤岩变形与损伤破坏规律 |
| 1.2.3 动静组合载荷作用下煤岩微结构演化及物理机理 |
| 1.2.4 动载作用下煤岩动态损伤模型研究 |
| 1.3 论文研究方案 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 研究技术路线图 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 局部冲击作用对煤岩内部微结构的影响 |
| 2.1 冲击加载试验装置研制与试验原理 |
| 2.1.1 技术背景 |
| 2.1.2 摆锤式冲击加载试验装置 |
| 2.1.3 工作原理 |
| 2.2 煤岩内微结构演化的定量统计描述 |
| 2.3 试验概况 |
| 2.3.1 试样制备 |
| 2.3.2 试验设备 |
| 2.3.3 试验模型与试验方案 |
| 2.4 局部循环冲击荷载作用下煤岩内微结构演化规律 |
| 2.4.1 局部循环冲击次数对煤岩内部微结构演化的影响 |
| 2.4.2 局部循环冲击荷载作用下煤岩内微结构不同方向上演化规律 |
| 2.5 局部递增冲击荷载作用下煤岩内微结构演化规律 |
| 2.5.1 局部递增冲击次数对煤岩内部微结构演化影响 |
| 2.5.2 局部递增冲击荷载作用下煤岩内微结构不同方向上演化规律 |
| 2.6 局部递减冲击荷载作用下煤岩内微结构演化规律 |
| 2.6.1 局部递减冲击次数对煤岩内部微结构演化影响 |
| 2.6.2 局部递减冲击荷载作用下煤岩内微结构不同方向上演化规律 |
| 2.7 局部冲量对煤岩内部微结构演化影响 |
| 2.7.1 单次冲量大小对煤岩内部微结构演化影响 |
| 2.7.2 累积冲量对煤岩内部微结构演化的影响 |
| 2.7.3 冲量加载顺序对煤岩内部微结构演化的影响 |
| 2.8 冲击加载面积与煤岩内微结构演化的耦合关系 |
| 2.9 局部冲击荷载作用下型煤、原煤试样内微结构演化对比分析 |
| 2.9.1 冲击次数对型煤、原煤试样内微结构演化差异分析 |
| 2.9.2 冲击加载面积对型煤、原煤试样内微结构演化差异分析 |
| 2.10 局部冲击荷载作用下煤岩体微结构演化的局部化效应 |
| 2.10.1 局部冲击荷载对试样不同区域微结构演化影响 |
| 2.10.2 局部冲击荷载作用下煤岩体微结构演化局部化范围 |
| 2.11 本章小结 |
| 3 局部冲击荷载作用下煤岩表面裂纹演化细观研究 |
| 3.1 试验概况 |
| 3.1.1 试验装置 |
| 3.1.2 试样制备 |
| 3.1.3 试验方案 |
| 3.2 不同冲击模式下煤岩表面裂纹的时空演化特征 |
| 3.2.1 循环冲击荷载作用下煤岩表面裂纹的时空演化特征 |
| 3.2.2 递增冲击荷载作用下煤岩表面裂纹的时空演化特征 |
| 3.2.3 递减冲击荷载作用下煤岩表面裂纹的时空演化特征 |
| 3.2.4 不同冲击模式作用下煤岩表面裂纹演化的差异分析 |
| 3.3 局部冲击荷载与煤岩表面裂纹时空演化的耦合关系 |
| 3.3.1 冲量大小与煤岩表面裂隙时空演化的耦合关系 |
| 3.3.2 不同冲击加载面积下煤岩表面裂纹的时空演化特征 |
| 3.4 局部冲击荷载作用下型煤、原煤表面裂纹演化对比分析 |
| 3.5 局部冲击荷载作用下煤岩表面裂纹演化的局部效应 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 局部冲击荷载作用下煤岩破断分形特征 |
| 4.1 煤岩破断分形理论 |
| 4.1.1 分形理论的基本概念 |
| 4.1.2 分形的重要特征 |
| 4.1.3 分形理论在岩石类材料损伤中的应用 |
| 4.1.4 分形维数的测定方法 |
| 4.2 基于MATLAB的煤岩裂纹扩展分形计算 |
| 4.2.1 煤岩表面裂纹的提取方法 |
| 4.2.2 盒维数法分形维数计算 |
| 4.3 煤岩表面裂隙扩展的分形特征 |
| 4.3.1 冲击次数与煤岩表面裂纹分形维数的耦合关系 |
| 4.3.2 冲量与煤岩表面裂纹分形维数的耦合关系 |
| 4.3.3 冲击加载面积与煤岩表面裂纹分形维数的耦合关系 |
| 4.3.4 型煤与原煤试样表面裂纹分形维数对比 |
| 4.4 局部冲击荷载作用下煤岩破断面形貌的三维重构 |
| 4.4.1 破断面形貌的三维重构方法 |
| 4.4.2 局部冲击荷载作用下煤岩破断面特征 |
| 4.5 局部冲击荷载作用下煤岩破断面分形特征 |
| 4.5.1 破断面三维分形维数计算方法概述 |
| 4.5.2 粗糙表面分维计算的二次改进立方体覆盖法 |
| 4.5.3 基于RGB图像的粗糙表面分维等效计算方法 |
| 4.5.4 冲击加载面积与煤岩破断面分形维数的耦合关系 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 局部冲击荷载作用下煤岩损伤变形特性 |
| 5.1 试验概况 |
| 5.1.1 试验装置 |
| 5.1.2 试验方案 |
| 5.2 局部冲击荷载作用下煤岩动力响应特征 |
| 5.2.1 循环冲击次数对煤岩损伤变形的影响 |
| 5.2.2 不同冲击模式下煤岩损伤变形特征 |
| 5.2.3 冲量大小对煤岩损伤变形的影响 |
| 5.2.4 冲击加载面积对煤岩损伤变形的影响 |
| 5.2.5 局部冲击荷载作用下原煤、型煤试样变形特征的对比分析 |
| 5.3 基于红外热成像的局部冲击对煤岩损伤的影响 |
| 5.3.1 红外视频温度动态监测成像与分析软件的开发 |
| 5.3.2 局部冲击荷载作用下煤岩红外辐射温度场的量化表征方法 |
| 5.3.3 局部冲击荷载作用下煤岩试样不同区域温度的量化表征 |
| 5.4 局部冲击荷载对煤岩损伤变形的局部化影响 |
| 5.4.1 局部冲击荷载作用下煤岩变形局部化效应 |
| 5.4.2 局部冲击荷载作用下煤岩热辐射温度场局部化效应 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 局部冲击荷载作用下煤岩动力响应的数值分析 |
| 6.1 数值软件的选择与建模 |
| 6.1.1 数值软件概述 |
| 6.1.2 ANSYS/LS-DYNA显式算法简介 |
| 6.1.3 数值求解流程 |
| 6.1.4 数值模型的建立 |
| 6.1.5 网格划分控制 |
| 6.2 本构模型与参数确定 |
| 6.2.1 损伤本构模型的选取 |
| 6.2.2 HJC动态本构模型 |
| 6.2.3 单元失效准则的选择 |
| 6.2.4 煤岩HJC模型参数的确定 |
| 6.3 基于完全重启动的循环冲击荷载的实现方法 |
| 6.3.1 ANSYS/LS-DYNA完全重启动 |
| 6.3.2 基于完全重启动的循环冲击实现方法 |
| 6.4 局部冲击荷载作用下煤岩动力响应特性 |
| 6.4.1 数值模拟方案 |
| 6.4.2 局部单次冲击荷载作用下煤岩动力响应特性 |
| 6.4.3 局部循环冲击荷载作用下煤岩动力响应特性 |
| 6.5 局部冲击荷载作用下煤岩破坏模式 |
| 6.5.1 局部冲击荷载作用下煤岩试样动态破坏过程 |
| 6.5.2 不同冲击次数时煤岩破坏模式 |
| 6.5.3 冲量加载顺序与煤岩破坏模式的耦合关系 |
| 6.5.4 冲击加载面积与煤岩破坏模式的耦合关系 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 局部冲击荷载作用下煤岩损伤等效理论模型 |
| 7.1 煤岩动态损伤变量 |
| 7.1.1 损伤变量的定义方法 |
| 7.1.2 煤岩动态统计损伤变量 |
| 7.2 冲击荷载作用下煤岩动态损伤本构模型 |
| 7.2.1 力学元件模型 |
| 7.2.2 煤岩动态损伤本构模型的建立 |
| 7.2.3 煤岩动态损伤本构模型参数的确定 |
| 7.3 局部冲击荷载作用下煤岩损伤等效模型 |
| 7.3.1 局部冲击荷载作用下煤岩损伤分区等效理论 |
| 7.3.2 局部冲击荷载作用下煤岩损伤分区等效因子 |
| 7.3.3 局部冲击荷载作用下煤岩损伤分区等效模型 |
| 7.3.4 局部冲击荷载作用下煤岩损伤等效模型的验证 |
| 7.4 局部冲击荷载作用下煤岩损伤机理探讨 |
| 7.4.1 常规全冲击荷载作用下煤岩损伤机理 |
| 7.4.2 局部冲击荷载作用下煤岩损伤机理 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要研究结论 |
| 8.2 创新性研究成果 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 在学期间发表的学术论文 |
| 在学期间获得的专利和软件着作权 |
| 在学期间参加科研项目 |
| 主要获奖 |
四、新型各向异性核工业石墨断裂力学行为的实验研究和数值分析（论文参考文献）
- [1]高功率激光致碳纤维/环氧树脂复合材料热损伤研究[D]. 张潇允. 长春理工大学, 2021(02)
- [2]碳纳米管增强铝基复合材料超精密加工的有限元模拟[D]. 朱功. 烟台大学, 2021(09)
- [3]基于激光选区熔融技术的银合金多尺度协同力学优化研究[D]. 熊玮. 中国地质大学, 2021(02)
- [4]高强度抗孔压新材料合成及酸压条件下岩体破裂行为研究[D]. 李浩. 陕西科技大学, 2021(01)
- [5]侵彻弹体表面润滑脂动力减阻特性数值模拟研究[D]. 江丰. 沈阳理工大学, 2021(01)
- [6]溶质原子在锆晶界偏聚和扩散的第一性原理研究[D]. 薛哲. 燕山大学, 2020(07)
- [7]激光辐照PAN基碳纤维石墨化均匀性的研究[D]. 黄灿. 北京化工大学, 2020(02)
- [8]缺陷对石墨烯力学性能的调控作用研究[D]. 夏雨轩. 江南大学, 2020
- [9]梯度泡沫材料结构力学性能及非线性力学行为研究[D]. 樊建领. 兰州理工大学, 2020(01)
- [10]局部冲击作用对煤岩微结构影响与等效理论模型研究[D]. 张欢. 中国矿业大学(北京), 2019(08)