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《湘潭大学》 2003年
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非线性粘弹性体裂纹扩展速度的研究

郭翠芳  
【摘要】: 随着非线性粘弹性材料的广泛使用和材料在极端条件下的使用,在长期荷载作用下频繁出现的延迟性的灾难性的事故使得非线性粘弹性的裂纹起裂时间和裂纹扩展速度的研究成为亟待解决的问题。由于非线性粘弹性断裂问题的复杂性,对于该问题的研究还必须借助于实验。 本文的主要目的是在实验条件受限制的情况下找到观测裂纹扩展全过程的实验方法,并且在此基础上研究一种非线性粘弹性材料在小变形的情况下准静态的亚临界扩展速度问题。 本文的主要研究成果是:通过参考前人的实验方法和不断地进行试验摸索,找到了观测裂纹准静态亚临界扩展全过程的有效方法;该实验方法所需实验设备少,实验过程简单,数据真实可靠。计算出非线性弹性双悬臂梁试件的J积分;推导出非线性回复弹性双梁的J积分与非线性粘弹性双梁裂纹扩展速度的关系式;把裂纹扩展速度的理论预测和实验数据进行了比较;对不吻合的地方做了分析。 具体成果包括:1、证实了双悬臂梁试件用于非线性粘弹性裂纹扩展实验研究的优点:双悬臂梁试件在实验中能观测到的扩展过程持续时间比较长,在计算J积分时,计算方法简单;2、得到了改性聚丙烯材料用于非线性粘弹性裂纹扩展实验的两种有效的试件构形和相应的试件尺寸;采用不断改善夹具的方法使得加载稳定;3、经过连续四个多月的时间得到了一组有用的实验数据;4、得到了裂纹长度与时间的关系、裂纹扩展速度与时间的关系、裂纹扩展速度与裂纹长度的关系。5、计算了改性聚丙烯双梁对应的回复弹性J积分;得到裂纹扩展速度实验数据与J积分的关系图;6、推导了非线性回复弹性双梁J积分与非线性粘弹性双梁裂纹扩展速度的关系式;用理论公式预测了裂纹扩展速度理论值与J积分的关系图;7、最后把理论预测和实验结果做了比较。
【学位授予单位】:湘潭大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:O346

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 张淳源,张为民;非线性粘弹性理论及其应用研究进展[J];湘潭大学自然科学学报;2003年04期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 张淳源,张为民;求解一类非线性粘弹性问题的弹性回复对应原理[J];工程力学;2002年01期
2 罗志兵,卢明刚,汪雄进;纯应力边界条件下变形塑性问题的应力场求法[J];江西建材;1998年04期
3 杨挺青;含裂纹体蠕变断裂理论及其应用研究[J];力学进展;1999年02期
4 张淳源,张为民;非线性粘弹性本构理论中的弹性回复对应原理[J];湘潭大学自然科学学报;1998年03期
5 李铀,白世伟,李锶,Matthew Mauldon;以e-p曲线为基础的塑性力学新方法的物理解释及应用实例[J];岩土工程学报;2001年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙建运;李国强;;动力荷载作用下固体材料本构模型研究的进展[J];四川建筑科学研究;2006年05期
2 王清远;刘永杰;曾祥国;丁军;;多裂纹相互作用下混凝土断裂参量的有限元数值分析[J];四川建筑科学研究;2006年06期
3 杨立军;何志鹃;陆守明;;粘弹性基础上粘弹性矩形厚板的固有横振[J];四川建筑科学研究;2008年03期
4 夏小和,黄醒春,王建华,顾隽超;用DDM实现弹性体裂纹演化的动态跟踪[J];地下空间;2002年04期
5 蒋甫;应荣华;;黄土粘弹性性质的室内外试验分析[J];地下空间与工程学报;2008年02期
6 郭典塔;周翠英;石汉生;吕文龙;;对Marc软件进行二次开发及其在地下结构中的应用[J];地下空间与工程学报;2009年04期
7 赵华;王敏杰;赵书德;陈伯力;;预弯柱体减振器静态特性的尺寸效应[J];兵工学报;2009年11期
8 卫延斌;史仪凯;刘澎;;粘弹性材料剪切模量松弛函数的拟合研究[J];兵工学报;2010年10期
9 朱永峰;应用网络理论研究地幔流体的形成机制[J];北京大学学报(自然科学版);1995年04期
10 孙远翔,马和中;正交各向异性粘弹性薄板的蠕变屈曲研究[J];北京航空航天大学学报;1996年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 刘金兴;邓守春;张晶;梁乃刚;;基于格构模型的混凝土动静态拉伸破坏试验数值模拟[A];固体力学进展及应用——庆贺李敏华院士90华诞文集[C];2007年
3 凌云;贺鹏飞;;剪切增稠液体表观粘度研究[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
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5 杨雪;王源升;余红伟;;高分子材料声隐身性能研究[A];2006年全国功能材料学术年会专辑(Ⅲ)[C];2006年
6 李宗利;;基于粘滞裂纹模型的裂纹扩展过程数值模拟[A];第16届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2007年
7 沈国庆;陈宏;;粘弹性阻尼器在偏心支撑钢框架结构中的应用分析[A];第五届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2005年
8 唐松花;罗迎社;周筑宝;;最小耗能原理在流变固体中的应用[A];中国流变学研究进展(2010)[C];2010年
9 孙钧;李永盛;;岩石流变力学及其应用[A];岩石力学新进展[C];1989年
10 李松;罗济章;张金铸;;岩石真三轴应力状态下蠕变性质研究[A];岩石地下工程论文集——1990年会议论文[C];1990年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李伟;深部巷道围岩稳定性安全控制原理与应用研究[D];山东科技大学;2010年
2 王纪滨;双材料界面扩展裂纹尖端场奇异性的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 何峰;岩石蠕变—渗流耦合作用规律研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
4 俞路;絮凝酵母在悬浮床反应器流变与流动行为研究[D];大连理工大学;2011年
5 杨立云;岩石类材料的动态断裂与围压下爆生裂纹的实验研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
6 董忠红;重型车辆—沥青路面系统动力响应研究[D];长安大学;2008年
7 王智超;高填方路堤流变沉降本构模型及其计算方法研究[D];湘潭大学;2011年
8 王红胜;沿空巷道窄帮蠕变特性及其稳定性控制技术研究[D];中国矿业大学;2011年
9 蓝树槐;非晶体聚合物基板的微细热压转印工艺研究[D];上海交通大学;2011年
10 孟红磊;改性双基推进剂装药结构完整性数值仿真方法研究[D];南京理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张仰强;石膏蠕变特性及矿房矿柱长期稳定性研究[D];山东科技大学;2010年
2 滕彦磊;塑性混凝土防渗墙应力变形有限元分析[D];郑州大学;2010年
3 俞黎明;减速器箱体阻尼减振研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 王炜;一种船用基座结构动态力学特性的数值仿真[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 邹海波;聚合物PMMA电喷雾芯片制作工艺研究[D];大连理工大学;2010年
6 龙尧;沥青混合料车辙实验及粘弹性分析[D];长沙理工大学;2010年
7 杨航;掺温拌剂的沥青及其混合料性能研究[D];长沙理工大学;2010年
8 何浩礼;聚酰胺6及聚酰胺6/SiO_2纳米复合材料流变力学性能研究[D];湘潭大学;2010年
9 吴超;PVC合金力学松驰行为研究[D];长春工业大学;2010年
10 夏亚东;高分子材料的线性与非线性分数算子本构关系研究[D];暨南大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张淳源,张为民;求解一类非线性粘弹性问题的弹性回复对应原理[J];工程力学;2002年01期
2 张为民,张淳源;分数指数模型的热力学分析及其应用[J];工程力学;2002年02期
3 张淳源,张为民;高分子材料非线性粘弹性问题的解法[J];高分子材料科学与工程;2002年03期
4 ;POWER LAW NONLINEAR VISCOELASTIC CRACK-TIP FIELDS[J];Acta Mechanica Solida Sinica;2003年03期
5 赵荣国,张淳源;非线性粘弹性材料的一个瞬时弹性本构关系[J];吉首大学学报(自然科学版);2001年04期
6 张为民;一种工程实用的分数指数黏弹性固体模型[J];力学与实践;2001年02期
7 张为民,刘朝辉;HRR奇异解在非线性粘弹性情况下的推广[J];天津轻工业学院学报;2002年03期
8 赵荣国,张淳源;非线性粘弹性材料的一个瞬时弹性本构关系[J];湘潭大学学报(研究生论丛);2000年S2期
9 张为民;松弛模量与蠕变柔量的实用表达式[J];湘潭大学自然科学学报;1999年03期
10 张为民;非线性粘弹性本构关系及其应用[J];湘潭大学自然科学学报;2000年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 赵荣国;含损伤非线性粘弹性材料本构理论研究[D];湘潭大学;2001年
2 邓检良;非线性粘弹性裂纹扩展的实验研究与计算模型[D];湘潭大学;2002年
3 张向荣;考虑损伤的混凝土非线性粘弹性本构关系研究[D];湘潭大学;2002年
4 李轶鹤;非线性粘弹性本构理论及其求解方法的研究[D];湘潭大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 詹小丽;张肖宁;王端宜;卢亮;;改性沥青非线性粘弹性本构关系研究及应用[J];工程力学;2009年04期
2 梁俊龙;高江平;;沥青混合料非线性粘弹性本构关系研究[J];广西大学学报(自然科学版);2012年04期
3 朱四荣;黄千稳;陈建中;;恒载条件下玻璃钢长期性能的研究[J];玻璃钢/复合材料;2014年04期
4 周永仓;;基于疲劳方程的水泥乳化沥青稳定碎石基层试验研究[J];交通标准化;2010年21期
5 曹汉杰;Laurence Noirez;孟光;;采用信号处理方法研究粘性液体剪弹性动力学特性[J];噪声与振动控制;2012年02期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 孟红磊;改性双基推进剂装药结构完整性数值仿真方法研究[D];南京理工大学;2011年
2 张为民;聚合物基纳米复合材料的等效粘弹性连续介质微观力学研究[D];湘潭大学;2007年
3 张云青;汽车针刺地毯复合材料热成形性能研究[D];上海交通大学;2008年
4 张建彬;双基推进剂屈服准则及粘弹塑性本构模型研究[D];南京理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 夏亚东;高分子材料的线性与非线性分数算子本构关系研究[D];暨南大学;2010年
2 刘雪;木复合材料热粘弹性本构研究与热成形模拟[D];上海交通大学;2012年
3 黄福增;MDYB-3有机玻璃静动态力学行为研究[D];西北工业大学;2007年
4 魏奇芬;钢箱梁桥面铺装若干力学问题研究[D];东南大学;2005年
5 刘保江;印花糊料流变性能研究[D];东华大学;2008年
6 姬勇;新型可注射性人工髓核生物力学性能测试及有限元模型分析的初步研究[D];第三军医大学;2009年
7 高成明;掺钢渣混凝土早龄期开裂敏感性研究[D];山东科技大学;2009年
8 刘小坡;循环载荷下橡胶复合材料温升的有限元分析[D];东北大学;2010年
9 黄千稳;树脂基复合材料长期性能的理论分析及其实验研究[D];武汉理工大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 张为民;松弛模量与蠕变柔量的实用表达式[J];湘潭大学自然科学学报;1999年03期
2 张淳源,张为民;非线性粘弹性本构理论中的弹性回复对应原理[J];湘潭大学自然科学学报;1998年03期
3 李铀,Mathew Mauldon;岩土工程中的二个理论问题的探讨[J];岩石力学与工程学报;1999年02期
4 李铀;陈至达;朱维申;;材料弹性变形与塑性变形相互关系的探讨[J];岩土力学;1988年03期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗学富,张晓堤,黄克智;I型平面应力准静态稳恒裂纹扩展[J];清华大学学报(自然科学版);1984年01期
2 袁龙蔚;流变学的新进展[J];大自然探索;1986年03期
3 董聪,夏人伟;疲劳裂纹扩展寿命预测概率模型[J];强度与环境;1994年04期
4 杨继运,张行,张珉;裂纹扩展阻力曲线与试样厚度关系[J];北京航空航天大学学报;2003年07期
5 覃森;潘亦苏;罗征志;;涂层中裂纹应力强度因子的计算及裂纹扩展[J];重庆工学院学报(自然科学版);2007年06期
6 高玉华;汪洋;程长征;;广义T应力对裂纹应力强度因子的影响[J];中国科学技术大学学报;2009年12期
7 马泽玲;虎旭林;;三维无单元法模拟裂纹扩展[J];宁夏大学学报(自然科学版);2011年01期
8 唐照千,沈亚鹏;裂纹扩展的涡流检测法和扩展速度变化规律的实验观察[J];力学学报;1980年02期
9 翟奇愚;张伟;;混凝土虛裂紋模型的数值模拟与计算规律的研究[J];华北水利水电学院学报;1989年02期
10 傅玉成;岩石裂纹扩展的灰色拟合[J];力学与实践;1992年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱伯靖;石耀霖;;同震断层三维裂纹扩展问题研究(Ⅰ数学模型)[A];中国地球物理学会第二十四届年会论文集[C];2008年
2 郭馨艳;黄培彦;;预应力CFL增强RC梁裂纹扩展规律研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
3 李地元;李夕兵;李春林;;压应力作用下硬岩板裂裂纹形成的微观断裂分析[A];岩石力学与工程的创新和实践:第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年
4 陈良贤;李成明;陈飞;刘政;黑立富;吕反修;;疲劳载荷下金刚石自支撑膜的裂纹扩展[A];2009年全国失效分析学术会议论文集[C];2009年
5 刘绍伦;;关于裂纹扩展路径问题的研究[A];北京力学学会第12届学术年会论文摘要集[C];2006年
6 陈梦谪;尹桂全;柯俊;;Icr13钢等温及回火碳化物特征及其对一次裂纹扩展的电镜观察[A];第三次中国电子显微学会议论文摘要集(二)[C];1983年
7 屠晓利;陈玉田;费寿林;;用高速摄影研究冲击破碎过程[A];岩石破碎理论与实践——全国第五届岩石破碎学术会论文选集[C];1992年
8 刘朝丰;阳建红;;复合固体推进剂Ⅰ型裂纹端部损伤场研究[A];中国宇航学会固体火箭推进第22届年会论文集(推进剂分册)[C];2005年
9 张电吉;汤平;;岩质边坡开挖卸荷破坏机理研究[A];新世纪岩石力学与工程的开拓和发展——中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C];2000年
10 姜燕;乐金朝;;沥青路面Ⅰ型裂纹扩展的理论分析与数值仿真[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 牧果;硬件过关才能保安全[N];中国化工报;2009年
2 通讯员 业成;新技术为我市石化企业节约50%检测成本[N];南京日报;2009年
3 记者 甘丰录;海工装备“脆骨”隐患令人忧[N];中国船舶报;2009年
4 夏杰生;我国球墨铸铁轧辊激光表面强化技术达国际先进水平[N];中国冶金报;2007年
5 鲁京;助磨剂的作用原理[N];中国建材报;2008年
6 杨慎勤;“声发射”探伤把关埋件质量[N];中国水利报;2001年
7 胡心彬 李麟 吴晓春;4Cr5MoSiV1Nb钢热疲劳软化性能的研究[N];世界金属导报;2004年
8 赵占庶;钢化玻璃的特性及其应用[N];中国建材报;2008年
9 ;走进水泥金属耐磨材料[N];中国建材报;2009年
10 卢洪波;走进水泥金属耐磨材料[N];中国建材报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 涂文锋;16MnR钢疲劳裂纹扩展形貌和扩展路径的试验研究与数值模拟[D];浙江工业大学;2009年
2 张天会;新型低碳贝氏体钢焊接接头疲劳裂纹扩展可靠性研究[D];昆明理工大学;2012年
3 郑三龙;挤压AZ31B镁合金及纯镁疲劳裂纹扩展研究[D];浙江工业大学;2013年
4 温建锋;基于应变的损伤力学模型及其在蠕变裂纹扩展数值模拟中的应用[D];华东理工大学;2014年
5 朱明亮;汽轮机转子钢近门槛值区的裂纹扩展与超高周疲劳行为研究[D];华东理工大学;2011年
6 丁振宇;过载作用下疲劳裂纹扩展行为的内在机理研究[D];浙江工业大学;2013年
7 沈健;大体积桥塔既有裂纹在温度疲劳荷载下扩展概率研究[D];武汉理工大学;2013年
8 贺启林;基于J-积分和构型力理论的材料断裂行为研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 李智军;三维复杂力学条件下核电关键构件环境致裂预测方法研究[D];西安科技大学;2012年
10 宋占勋;焊接结构疲劳强度研究及其应用[D];北京交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈黎明;球磨机筒体应力的三维有限元分析及其剩余寿命预测研究[D];中南大学;2004年
2 梅继法;纳米尺度黏着接触和裂纹扩展的准连续介质方法研究[D];复旦大学;2010年
3 牛海燕;裂隙岩体锚固效应数值模拟研究[D];山东大学;2010年
4 冒小萍;应力断料中裂纹扩展的数值模拟研究[D];兰州理工大学;2004年
5 杨达;基于ANSYS分析的加氢反应器裂纹扩展研究[D];东北石油大学;2010年
6 莫涛;SUS304不锈钢裂纹尖端的室温蠕变现象及其对疲劳裂纹扩展行为的影响[D];大连理工大学;2005年
7 郑选荣;沥青混凝土加铺层反射裂缝的形成与扩展研究[D];西安科技大学;2005年
8 赵颜辉;装药结构对爆炸能量传递影响的试验研究[D];安徽理工大学;2005年
9 王燕;复杂地质条件海底隧道顶板厚度研究[D];山东大学;2005年
10 肖方红;基于小裂纹扩展的疲劳全寿命计算方法研究[D];西北工业大学;2001年
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