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《清华大学》 1996年
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材料断裂过程的宏微观研究

谭鸿来  
【摘要】:对材料断裂过程的研究出现宏微观结合的趋势。断裂起源于原子价 键的破断,材料微结构影响局部力学场氛围,这两方面的探索构成本文 研究焦点。 新材料往往具有微米以至纳米级细微结构。本文实现了原子与连续 介质相耦合的计算,探讨了金属/陶瓷界面断裂的力学规律。分析了纳 米复相陶瓷的增韧机制,获得与实验一致的结果。 实验中观测到断裂粒子发射,以及断裂过程中出现的混沌。本文构 造了镶嵌于连续介质的裂尖原子模型,考察裂尖原子非线性运动。解释 了与断裂粒子发射相关联的多种现象。描述了裂尖原子的混沌运动,揭 示了断裂的动态行为以及断裂热产生的根源。 本文研究创造性体现在:获取对裂尖原子非线性行为特征的描述, 实现原子与连续介质耦合的数值模拟,得到纳米复相陶瓷四种增韧机 制。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:1996
【分类号】:O346.1

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 袁红,钱江,王秀喜,刘光勇;金属基纳米复合材料等效弹性模量的均匀化方法数值模拟[J];力学季刊;2003年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 曹亮;考虑过程区的混凝土断裂韧度尺寸效应研究[D];河海大学;2006年
2 王子兴;金属塑性材料拉伸过程的细观模拟与声发射特性研究[D];东北石油大学;2013年
3 黄宝华;水泥石薇观结构力学性能模拟[D];武汉理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 高家化,沈志坚,丁子上;陶瓷基纳米复合材料[J];复合材料学报;1994年01期
2 杨晓翔,范家齐,匡震邦;求解混合型裂纹应力强度因子的围线积分法[J];计算结构力学及其应用;1996年01期
3 傅惠南,王晓红;显微镜技术和现状[J];应用基础与工程科学学报;1995年04期
4 杨卫;谭鸿来;;断裂过程的细观力学与纳观力学[J];中国科学基金;1993年04期
5 杨卫;孙庆平;黄克智;余寿文;;固体的宏细观本构理论与断裂[J];自然科学进展;1993年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯权和;查五生;彭必友;;面向跌落仿真破坏的注射成型工艺优化[J];工程塑料应用;2010年05期
2 谭鸿来;杨卫;;ATOMISTIC/CONTINUUM SIMULATION OF INTERFACIAL FRACTURE——PART Ⅰ: ATOMISTIC SIMULATION[J];Acta Mechanica Sinica;1994年02期
3 谭鸿来;杨卫;;ATOMISTIC/CONTINUUM SIMULATION OF INTERFACIAL FRACTURE PART Ⅱ:ATOMISTIC/DISLOCATION/CONTINUUM SIMULATION[J];Acta Mechanica Sinica;1994年03期
4 张永伟;王自强;汤奇恒;;MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION OF CRACK-TIP PROCESSES IN COPPER[J];Acta Mechanica Sinica;1995年01期
5 汤奇恒;王自强;张永伟;;A NEW N-BODY POTENTIAL AND ITS APPLICATION[J];Acta Mechanica Sinica;1996年04期
6 董照旭;方岱宁;苏爱嘉;;ON THE EFFECT OF NANO-PARTICLE CLUSTERING ON TOUGHENING OF NANO-COMPOSITE CERAMICS[J];Acta Mechanica Sinica;2002年02期
7 ;The energy release rate for hygrothermal coupling elastic materials[J];Acta Mechanica Sinica;2006年01期
8 李洪升,岳前进,郑靖明,朱元林;海冰韧脆转变特性的宏微观分析[J];冰川冻土;2000年01期
9 李洪升,杜小振;冰体材料损伤与断裂破坏的本构理论[J];冰川冻土;2003年S2期
10 单德彬,袁林,郭斌;分子动力学模拟在裂纹萌生和扩展中的研究进展[J];兵器材料科学与工程;2003年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘青峰;纪斌义;谢基龙;缪龙秀;;断裂力学裂纹扩展仿真技术-研究进展[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
2 刘青峰;怀利民;谢基龙;缪龙秀;;断裂力学裂纹扩展仿真技术-裂纹制作[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
3 林立志;李法新;;考虑弹塑性变形约束的裂纹尖端塑性区分析[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
4 杨卫;黄克智;;材料的多尺度力学与强韧化设计[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
5 苏彬;许超;Gouri S. Bhuyan;;不同裂纹对全尺寸铝合金压力容器断裂性能的影响[A];疲劳与断裂2000——第十届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2000年
6 刘清平;李卓球;孙明清;;混凝土脆性断裂电磁发射理论研究[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2001年
7 余启明;何晓鸣;刘泽宇;夏磊;姜曼;李尚松;;Q370qE高强度钢板试件的疲劳裂纹预制试验研究[A];第十三届中国科协年会第19分会场-公路在综合交通运输体系中的地位和作用研讨会论文集[C];2011年
8 王昕;单妍;于薛刚;徐静;尹衍升;;微-纳米复合陶瓷中“内晶型”结构的形成过程与机理[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
9 朱维申;郭彦双;李术才;林春金;温暖冬;杨磊;;含边裂纹试样弯曲断裂声发射特征研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(10)[C];2007年
10 辛克贵;何铭华;;分布粘聚元的系统理论研究[A];第20届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨勇;压力敏感性材料裂纹尖端场的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 杨敬源;井壁稳定性若干力学问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 赵明利;多频率超声辅助磨削纳米氧化锆陶瓷表面/亚表面损伤机理研究[D];河南理工大学;2010年
4 刘艳萍;焊接桥梁钢疲劳裂纹扩展行为研究[D];华中科技大学;2010年
5 燕保荣;电磁波与低维固体表面等离体子相互作用的研究[D];华中科技大学;2010年
6 韩强;CFRP-混凝土界面粘结滑移机理研究[D];华南理工大学;2010年
7 闫妍;充流多壁碳纳米管的动力学特性研究[D];昆明理工大学;2008年
8 张俊清;高速列车空心车轴表面裂纹应力强度因子研究[D];北京交通大学;2011年
9 张鸿;陶瓷基复合材料结构失效机理及模型研究[D];南京航空航天大学;2009年
10 成斌斌;基于CB壳与亚界面断裂问题的扩展有限元算法研究[D];清华大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭昭亮;含有预置缺陷的膨胀环动态断裂行为研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 李青;微型PDMS SPR传感器研究[D];长春理工大学;2010年
3 胡敏;30Cr1Mo1V转子钢疲劳裂纹扩展数值模拟分析[D];长沙理工大学;2010年
4 朱传锐;基于扩展有限元和水平集理论的裂纹扩展问题研究[D];河南理工大学;2010年
5 彭锋;端面状态对沥青混合料强度影响分析研究[D];南昌大学;2010年
6 张静;含周向内表面裂纹核电管道J积分计算及失效评定曲线方法研究[D];华东理工大学;2011年
7 吴永胜;岩石劈裂试验、单轴压缩和直接拉伸变形特性的实验研究[D];昆明理工大学;2009年
8 徐建丽;声波散射及Fredholm积分方程的研究[D];西北大学;2011年
9 王万富;新型纳米羟基磷灰石/异种脱蛋白松质骨/Ⅰ型胶原复合型生物多孔可降解支架的制备及修复兔桡骨缺损的实验研究[D];山西医科大学;2011年
10 冷晓畅;海洋工程用钢疲劳裂纹扩展速率试验研究及有限元分析[D];武汉理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王永刚,贺红亮,陈登平,王礼立,经福谦;延性金属层裂模型比较[J];爆炸与冲击;2005年05期
2 刘崇熙;水泥石结构强度数学模型[J];长江科学院院报;1988年01期
3 龙宪海;阳能军;王汉功;;基于声发射技术的30CrMnSi钢断裂机理研究[J];材料工程;2011年01期
4 张丁非;戴庆伟;胡耀波;齐福刚;李鹏程;;塑性损伤的发展与应用[J];材料工程;2011年01期
5 张弜,李宗全;纳米复合材料力学性能的研究[J];材料科学与工程;2001年04期
6 吴锋;卓家寿;;混凝土材料破坏过程的细观数值模拟[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2008年05期
7 马振珠;岳汉威;宋晓岚;;水泥水化过程的机理、测试及影响因素[J];长沙大学学报;2009年02期
8 邬瑞锋,裘春航;脆性破坏统计理论[J];大连工学院学报;1979年03期
9 姚武,吴科如;混凝土断裂过程区理论模型研究[J];大连理工大学学报;1997年S1期
10 周苏波,王向东,徐道远;混凝土断裂韧度 K_(ⅠC) 尺寸效应极限值的讨论[J];大连理工大学学报;1997年S1期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 黄建科;金属成形过程的细观损伤力学模型及韧性断裂准则研究[D];上海交通大学;2009年
2 李朝红;基于损伤断裂理论的混凝土破坏行为研究[D];西南交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 刘佳毅;混凝土双K断裂参数及其尺寸效应[D];大连理工大学;2000年
2 何润;X80钢断裂过程中的孔洞行为[D];武汉科技大学;2006年
3 王静薇;混凝土细微观结构与强度的关系[D];浙江大学;2007年
4 叶家元;水化硅酸钙的微观结构特征及其结构模拟[D];中国建筑材料科学研究总院;2007年
5 李远;水泥基材料早期水化过程与微观结构研究[D];武汉理工大学;2012年
6 李凯;C-S-H凝胶结构特性的分子模拟研究[D];武汉理工大学;2012年
7 李虎;Q345大H型钢抗层状撕裂性能及机理的研究[D];山东大学;2012年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 ;Computer Simulation of Mechanical Properties of Nano-scale Cu/FeS Composite[J];Journal of Materials Science & Technology;2010年04期
2 屈铁军;徐荣桓;石云兴;;配筋率对钢筋混凝土构件弹性模量影响的试验研究[J];混凝土;2014年09期
3 王宝庭;张廷毅;高丹盈;;混凝土断裂能产生尺寸效应的原因探讨[J];水利水电科技进展;2008年06期
4 闫晓鹏;牛卫晶;王志华;马宏伟;;基于均匀化理论的混凝土等效弹性模量的数值模拟[J];太原理工大学学报;2011年02期
5 刘庆涛;李长冬;胡新丽;王亮清;雍睿;;钢筋混凝土悬臂梁复合弹性模量研究[J];太原理工大学学报;2012年06期
6 王云刚;;大尺度冲击性煤体电阻率变化规律的实验研究[J];南华大学学报(自然科学版);2010年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 谢桂兰;聚合物基复合材料多尺度方法的研究[D];湘潭大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 郑智辉;基于尺寸效应的混凝土结构承载能力研究[D];南京理工大学;2010年
2 刘庆涛;基于钢筋混凝土复合弹性模量的抗滑桩截面优化研究[D];中国地质大学;2013年
3 龚丹青;多孔结构的力学分析及新型焦面板的结构优化设计[D];中国科学技术大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 赵圣之,张志三,张泽渤,赵玉英,李兆霖,王天眷;利用激光诱发化学反应合成SiC超细粉的研究[J];硅酸盐学报;1988年02期
2 江东亮,郭景坤;复相陶瓷[J];硅酸盐学报;1991年03期
3 丁训民,侯晓远,王迅;应用同步辐射光源的表面物理研究—现状与展望[J];物理学进展;1992年02期
4 谢行恕;生物样品的软X射线显微成象[J];物理学进展;1992年03期
5 杨卫;孙庆平;黄克智;余寿文;;固体的宏细观本构理论与断裂[J];自然科学进展;1993年06期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汤笑之;郭雅芳;;铁中Ⅰ型裂纹裂尖场与裂尖形变机制分析[J];计算力学学报;2011年S1期
2 杨卫,郭田福,傅增力;裂尖超钝化:实验、理论与数值模拟[J];力学学报;1993年04期
3 徐绯,郭万林,李强;裂尖大变形条件下的约束研究[J];力学季刊;2002年01期
4 刘磊;郭雅芳;;铁中Ⅰ型裂纹裂尖场的有限元模拟与形变分析[J];科学技术与工程;2008年08期
5 张振南;郑宏;葛修润;;考虑裂尖点的三角单元劈裂法[J];中国科学:技术科学;2013年10期
6 袁龙蔚;韧性断裂裂尖过程区细观力学性态的微观物理机制[J];内蒙古工业大学学报(自然科学版);1997年03期
7 李晓冬,王燕斌,褚武扬,王琛,白春礼;裂尖前方纳米尺度的微结构及原子象研究[J];中国科学E辑:技术科学;1998年01期
8 刘元镛,孙洪涛;判定延性材料断裂行为和裂尖约束的无因次参量R[J];机械强度;1998年03期
9 陈奇志,李红旗,褚武扬;薄膜裂尖区域的减薄过程和薄区内的应变[J];中国科学E辑:技术科学;1999年05期
10 杨杰;王国珍;轩福贞;涂善东;;基于裂尖等效塑性应变的面内与面外统一拘束参数的研究[J];核技术;2013年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郭雅芳;;裂尖形变机制的分子动力学研究[A];2006年全国固体力学青年学者研讨会论文摘要文集[C];2006年
2 汤笑之;郭雅芳;;铁中Ⅰ型裂纹裂尖场与裂尖形变机制分析[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
3 刘磊;郭雅芳;;铁中Ⅰ型裂纹裂尖场的各向异性有限元分析[A];北京力学会第14届学术年会论文集[C];2008年
4 汤笑之;郭雅芳;刘磊;;铁中Ⅰ型裂纹裂尖场与裂尖形变机制分析[A];北京力学会第十六届学术年会论文集[C];2010年
5 周磊;;体心立方铁中裂尖形变机制的分子动力学模拟[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
6 范亮亮;陈常青;;T应力对单晶裂尖力学行为影响的分子静力学模拟[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
7 杨杰;王国珍;轩福贞;涂善东;;基于裂尖等效塑性应变的面内与面外统一拘束参数的研究[A];第十七届全国反应堆结构力学会议论文集[C];2012年
8 安雄桃;金明;;基于Mooney-Rivlin本构模型Ⅰ型裂纹的有限元分析[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
9 徐绯;郭万林;;离面约束T_Z与塑性应变的关系[A];疲劳与断裂2000——第十届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2000年
10 刘绮亮;李世愚;滕春凯;黎在良;;高精度边界元方法研究断层系相互作用[A];中国地震学会第八次学术大会论文摘要集[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 谭鸿来;材料断裂过程的宏微观研究[D];清华大学;1996年
2 杨富强;核电结构材料裂尖蠕变特征和环境致裂定量预测模型研究[D];西安科技大学;2014年
3 肖霞;大变形断裂力学问题三维变形场实验研究[D];天津大学;2009年
4 邱信明;基于细观机制的应变梯度塑性理论新发展及应用[D];清华大学;2001年
5 邢永明;纳米云纹技术及其应用[D];清华大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汤笑之;铁中Ⅰ型裂纹裂尖场与裂尖形变机制分析[D];北京交通大学;2009年
2 李炳奎;不同加载方式试样的蠕变裂尖拘束及其与管道裂尖拘束的相关性[D];华东理工大学;2011年
3 薛晓峰;应力腐蚀破裂裂尖微观力学场的数值模拟与分析[D];西安科技大学;2011年
4 王海光;原子模拟镁单晶裂尖微结构演化行为[D];北京交通大学;2012年
5 刘磊;裂纹尖端场的有限元分析与裂尖结构演化行为[D];北京交通大学;2008年
6 赵丹;单元类型和尺寸对裂尖疲劳塑性的有限元数值分析相关影响的研究[D];上海交通大学;2008年
7 王阳杰;管道半椭圆表面裂纹的蠕变裂尖拘束研究[D];华东理工大学;2014年
8 肖明;P92钢焊接接头蠕变裂尖力学场和损伤分析[D];华东理工大学;2013年
9 邓谦;压电圆柱形夹杂对邻近裂纹三维应力场的影响[D];华中科技大学;2006年
10 边科;粘弹性材料动态扩展裂尖场及载荷参数研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
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