收藏本站
《西安理工大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

受压状态下脆性材料断裂机理的试验研究

刘天鹏  
【摘要】: 本文主要通过理论分析和试验,对脆性材料的断裂机理及断裂方向进行研究。本文首先从已有的研究结果出发,通过纠正已有研究的失误,讨论了脆性材料发生剪切破坏时,其斜截面上内摩擦力的存在性,并从理论上通过数学推导的方法分析了端面摩擦力、偏压、试验机压头、材料特性等因素对断裂方向的影响;首次对大量铸铁HT200试件进行准静态单轴压缩试验,宏观上观察其危险点和断裂方向。并对试件断面上不同部位进行电镜扫描,通过电镜图片,细观上分析其断裂机理;其次通过不同尺寸的铸铁试件的单轴压缩试验,观察不同试件的断裂机理,并从理论上分析了不同尺寸的试件其单轴抗压强度不同的原因;最后通过大理岩、花岗岩、砂岩三种岩石材料的单轴压缩试验,常规三轴试验,结合断口的电镜图片,分别从宏观和细观上分析了岩石的断裂机理。在此基础上,引入应力三维度这个应力状态参数,来区分不同的断裂机理,并对工程实际中常用的断裂强度准则做了细致的讨论。 通过试验和分析,首次发现铸铁等材质较均匀的脆性材料单轴压缩破坏时,危险点位于试件中部,危险点上断裂方向为最大剪应力方向,其压缩破坏是一个复杂的断裂过程,同一断裂面发生了不同的断裂机理,中部断面,发生剪断,而上下端部断面,发生拉断;对于铸铁等材质较均匀的脆性材料,不同尺寸的试件其单轴抗压强度不同的原因主要是由于端面摩擦力影响范围不同;岩石等脆性材料的破坏机理受材料特性和应力状态的影响,随着应力三维度值从高向低依次变化,其断裂机制也将由张拉破坏依次转变为剪切破坏、塑性流动破坏。剪切断裂和塑性流动两种机理的转变是连续的,这主要因为这两种机理都是由塑性形变引起的。而张拉断裂和剪切断裂两种机理转变是不连续的,存在着分岔区,分岔区的大小主要和材料的均匀程度有关。对于同种材料而言,不同的断裂机理,对应着不同的应力三维度分界值;而对于不同的材料,具有不同断裂机理的应力三维度分界值也将不同。
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:O346.1

免费申请
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 周维超;不同施工条件下围岩变形破坏机制研究[D];成都理工大学;2011年
2 胡龙;振动磨机能量损耗研究[D];山东理工大学;2010年
3 柳琳;混沌激振振动磨机的研究[D];昆明理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 葛修润,任建喜,蒲毅彬,马巍,朱元林;岩石细观损伤扩展规律的CT实时试验[J];中国科学E辑:技术科学;2000年02期
2 汤安民,王忠民;断裂力学判据存在的一个问题及讨论[J];机械强度;2001年02期
3 汤安民,师俊平,卢智先;韧性材料复合型断裂启裂点与开裂方向的讨论[J];机械强度;2002年02期
4 汤安民,朱文艺,卢智先;韧性材料的几种断裂形式及判据讨论[J];机械强度;2002年04期
5 汤安民,刘天鹏;韧性材料断裂形式与J准则存在的问题[J];机械强度;2004年S1期
6 余寿文;固体力学与材料科学交缘的几个新课题[J];力学进展;1994年01期
7 张金铸 ,林天健;三轴试验中岩石的应力状态和破坏性质[J];力学学报;1979年02期
8 左宏,陈宜亨,郑长卿;复合型韧性断裂实验和控制参数[J];力学学报;1999年05期
9 李振环,匡震邦;考虑三轴约束时孔洞的聚合机理及有效能量准则[J];力学学报;2000年04期
10 许江 ,李贺 ,鲜学福 ,尹光志;对单轴应力状态下砂岩微观断裂发展全过程的实验研究[J];力学与实践;1986年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 崔中兴;基于CT实时观测的水—岩力学耦合机理研究[D];西安理工大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 唐军峰;杨军;曾祥喜;熊建平;李学政;;挤压带岩体特性及其对重力坝抗滑稳定性的影响[J];资源环境与工程;2010年05期
2 刘树亚;双剪统一强度理论的改进[J];湖北水力发电;1995年04期
3 杨雪强,刘祖德,何世秀;对岩土体屈服强度准则的探讨(Ⅱ)──模型及其应用[J];湖北工学院学报;2004年05期
4 杨继华;刘汉东;;岩石强度和变形真三轴试验研究[J];华北水利水电学院学报;2007年03期
5 姚华堂;轩福贞;王正东;涂善东;;基于孔洞长大理论的多轴蠕变设计模型及其工程应用[J];核动力工程;2007年03期
6 王龙;解晓光;栾海;;级配碎石混合料及其基层的抗剪性能[J];哈尔滨工业大学学报;2008年08期
7 刘春;;岩体REV和力学参数的数值模拟[J];哈尔滨工业大学学报;2009年04期
8 蒲传金;;岩石爆破损伤宏微观特性的研究现状与存在的问题[J];化工矿物与加工;2008年04期
9 陈记,徐卫亚,朱珍德,杨庆刚;基岩-混凝土胶结面剪切强度JRC-JCS模型研究[J];河海大学学报(自然科学版);2003年04期
10 朱珍德,张爱军,邢福东,徐卫亚;岩石抗压强度与试件尺寸相关性试验研究[J];河海大学学报(自然科学版);2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;Estimation of the Passive Earth Pressure with Inclined Cohesive Backfills:the Effect of Intermediate Principal Stress is Considered[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
2 ;Estimation of the Active Earth Pressure with Inclined Cohesive Backfills:the Effect of Intermediate Principal Stress is Considered[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
3 章仕灵;邵顺安;陈海兵;李先章;邓涛;;闽南风化凝灰熔岩强度特性的试验研究[A];运营安全与节能环保的隧道及地下空间建设第2届学术研讨会交流报告[C];2011年
4 余寿文;王刚锋;;应变梯度理论在界面力学中的应用[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
5 俞茂宏;廖红建;龚晓南;唐春安;胡小荣;;20世纪在中国的强度理论发展和创新[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
6 余寿文;;固体力学史与方法论的几点注记[A];力学史与方法论论文集[C];2003年
7 俞茂宏;;古建筑结构研究的历史性、艺术性和科学性[A];工程力学学术研讨会论文集[C];2004年
8 汤安民;刘天鹏;;韧性材料断裂形式与J准则存在的问题[A];第十二届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2004年
9 霍润科;杨俊卿;姚志飞;黄沛;;受酸腐蚀砂岩的物理力学性质探讨[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
10 夏桂云;Yoshimine M;宋丽;;统一强度理论对土质材料的实验验证和对比[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈绍杰;深部条带煤柱长期稳定性基础实验研究[D];山东科技大学;2009年
2 赵扬锋;煤岩变形破裂电荷感应规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
3 邱保文;X80管线钢韧性断裂研究与有限元模拟[D];武汉科技大学;2010年
4 朱崇辉;筑坝土料的水利工程性质研究[D];西北农林科技大学;2010年
5 张松航;煤储层气体运移特征和CO_2-ECBM数值模拟研究[D];中国地质大学(北京);2011年
6 李宏松;文物岩石材料劣化特征及评价方法[D];中国地质大学(北京);2011年
7 刘立鹏;锦屏二级水电站施工排水洞岩爆问题研究[D];中国地质大学(北京);2011年
8 孟巧荣;热解条件下煤孔隙裂隙演化的显微CT实验研究[D];太原理工大学;2011年
9 李鹏飞;海底隧道围岩稳定性分析与控制研究[D];北京交通大学;2011年
10 康富中;深埋超大规模地下铁路车站结构方案及关键支护参数优化研究[D];北京交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周阵阵;基于细观力学方法的脆性基体短纤维复合材料性能预报[D];安徽工程大学;2010年
2 潘建武;含单一天然弱面岩石试样的力学特性研究[D];河南理工大学;2010年
3 吕海波;岩石三维内部裂隙扩展过程的数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
4 孟顺意;混凝土双轴动态试验研究[D];大连理工大学;2010年
5 苏利勋;无网格法数值模拟岩体单裂隙水力劈裂[D];昆明理工大学;2008年
6 李星宇;实时数字全息法测量物体微小形变[D];昆明理工大学;2009年
7 岳滨;丰山铜矿南部矿床1号矿体采场结构参数及开采顺序优化研究[D];昆明理工大学;2009年
8 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
9 夏媛;回收金属破碎试验设备及破碎机理研究[D];昆明理工大学;2009年
10 张聪;地下水位变化对砂土地基承载特性影响试验研究[D];沈阳建筑大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李四年,唐春安,王述红,梁正召,石长岩,宋守志,余天庆;深部开采岩爆机理数值分析方法与应用[J];湖北工学院学报;2003年01期
2 郑怀昌;肖刚;胡龙;李明;刘志河;张晓君;初道忠;;岩石冲击振动能试验测试研究[J];化工矿物与加工;2010年03期
3 陈永辉,彭建忠,李文奇,陈显春;红枫连拱隧道开挖稳定性分析[J];河海大学学报(自然科学版);2005年04期
4 刘树英,卜春光,闻邦椿;关于振动磨整机功率消耗的研究[J];黄金;1999年11期
5 曹乐平,温芝元;振动磨优化研究[J];湖南农业大学学报(自然科学版);2003年05期
6 刘维平;采用改进型振动球磨机制备超细铜粉的研究[J];江西科学;2000年01期
7 刘建远;辊压机与粉碎工艺的改进[J];国外金属矿选矿;1996年07期
8 汤安民,朱文艺,卢智先;韧性材料的几种断裂形式及判据讨论[J];机械强度;2002年04期
9 王树林;振动磨机内部动力学的研究[J];矿山机械;1994年05期
10 江晓红,张永忠;振动磨机的振动特性分析[J];矿山机械;1994年08期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 叶贤东;超临速磨矿理论研究[D];昆明理工大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘建新;岩石破裂声发射实验研究[D];中国地震局地球物理研究所;2002年
2 王宇斌;微阶段化磨矿技术研究[D];西安建筑科技大学;2005年
3 赵志杰;基于虚拟样机技术的振动机械动态仿真研究[D];西安建筑科技大学;2005年
4 殷正钢;岩石破坏过程中的声发射特征及其损伤实验研究[D];中南大学;2005年
5 渠文平;基于数字图像处理技术的岩石细观量化试验研究[D];河海大学;2006年
6 刘建华;立式振动磨粉机参振体的运动学分析与结构设计研究[D];吉林大学;2006年
7 张顺祥;混凝土轴心受拉声发射Kaiser效应试验研究[D];河海大学;2007年
8 孙颖宏;立式振动磨数字化设计[D];西安建筑科技大学;2008年
9 阎南;岩石Kaiser效应方向独立性研究[D];昆明理工大学;2008年
10 彭猛;振动磨机离散磨介动力学碎磨机理研究[D];湖南科技大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李林;岩石声发射特性的研究[J];化工矿山技术;1995年02期
2 陈顒,姚孝新,耿乃光;应力途径、岩石的强度和体积膨胀[J];中国科学;1979年11期
3 俞茂鋐 ,何丽南 ,宋凌宇;双剪应力强度理论及其推广[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1985年12期
4 卢春生,柯孚久,白以龙,夏蒙棼;演化诱致突变的计算机模拟[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1995年01期
5 葛修润,任建喜,蒲毅彬,马巍,朱元林;岩石细观损伤扩展规律的CT实时试验[J];中国科学E辑:技术科学;2000年02期
6 李振环,匡震邦,张克实;三轴应力场中不同形状孔洞的长大及其新模型[J];计算力学学报;2000年04期
7 汤安民,王忠民;断裂力学判据存在的一个问题及讨论[J];机械强度;2001年02期
8 汤安民,师俊平,卢智先;韧性材料复合型断裂启裂点与开裂方向的讨论[J];机械强度;2002年02期
9 汤安民,朱文艺,卢智先;韧性材料的几种断裂形式及判据讨论[J];机械强度;2002年04期
10 沙江波,邓增杰,周惠久;平面应力裂纹尖端复合型弹塑性变形场和约束场的有限元分析[J];机械强度;1997年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈津民;;质疑“复杂应力条件下脆性材料的受拉破坏准则”[J];力学与实践;2007年01期
2 李春光;郑宏;王水林;葛修润;;复杂应力条件下脆性材料的受拉破坏准则[J];力学与实践;2006年02期
3 汤安民,师俊平;复杂应力状态断裂判据的讨论[J];西安理工大学学报;2000年01期
4 汤安民,师俊平;几种金属材料宏观断裂形式的试验研究[J];应用力学学报;2004年03期
5 汤安民,韩星明;脆性材料破坏与莫尔理论存在的问题[J];力学与实践;2004年02期
6 孙立,包亦望;脆性材料中倾斜裂纹的断裂评价[J];铸造技术;1998年04期
7 尼基塔·莫洛佐夫;脆性材料动态断裂的新模型(英文)[J];宁波大学学报(理工版);2000年01期
8 汤安民,韩星明;传统断裂强度理论存在的问题与几种材料的断裂规律[J];西安理工大学学报;2002年01期
9 罗辉阳,孙振华,吴新如;复合载荷下脆性材料紧凑拉伸试件疲劳裂纹的预制[J];实验力学;2000年03期
10 王延斌,李九红,魏雪英,俞茂宏;高速钨杆弹对脆性靶体的侵彻分析[J];高压物理学报;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李智慧;汤安民;师俊平;;小试件J积分方法测K_(IC)存在的问题[A];第十四届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2008年
2 解敏;师俊平;;三维裂纹应力场的数值分析[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
3 郭烨;张海芳;梁梦彬;张亦良;;研究马扎各杆应力情况分布及危险点的分析[A];北京力学会第14届学术年会论文集[C];2008年
4 王万祯;刘五峰;林云;王天宏;;高应力三维度下的结构钢断裂试验[A];数学·力学·物理学·高新技术交叉研究进展——2010(13)卷[C];2010年
5 果晓东;张亦良;缑瑞宾;;晾衣架的危险点及受力分析[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
6 汤安民;刘天鹏;;韧性材料断裂形式与J准则存在的问题[A];第十二届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2004年
7 刘东燕;;压剪应力场中岩石裂纹尖端微破裂区的确定[A];首届全国青年岩石力学学术研讨会论文集[C];1991年
8 李海峰;赵哓平;何铁宁;刘建波;;某特殊脆性材料切削加工的数值模拟[A];中国工程物理研究院科技年报(2003)[C];2003年
9 顾玉丽;何玉怀;陶春虎;郑飞;张国栋;;FGH96镍基高温合金的高温低周疲劳断裂机理研究[A];北京力学会第15届学术年会论文摘要集[C];2009年
10 田辉;张凤玲;王越;;丁腈橡胶老化拉伸断裂分析[A];2010航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 吴美章通讯员 刘建光;上万农户搬出地灾点[N];福建日报;2007年
2 本报记者 吴涛;我市许多单位申请房屋安鉴[N];汉中日报;2008年
3 京沪高速八桥收费站 何光麟;推行“五制”做足安全“文章”[N];江苏经济报;2003年
4 王敏;一个不该忽视的危险点[N];中华合作时报;2004年
5 记者  张帆 通讯员  袁会畅;临水临崖路段让你走得安心[N];浙江日报;2006年
6 记者 殷元元 实习生 贾云娇;全市地质灾害防治暨重点地质灾害危险点治理工作会议召开[N];黄山日报;2008年
7 记者 黄兴勇;川电公司发布本月安全预警[N];西南电力报;2005年
8 何家国;我市四处重点地质灾害危险点区移民安置选址评估工作结束[N];安庆日报;2006年
9 陈晓光;“危险点预防法”监督交通重点工程[N];中国交通报;2007年
10 刘国华本报记者 谢焄;我市地质灾害防治任务不轻[N];抚州日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李春花;海冰在潮汐和波浪作用下的断裂机理研究[D];大连理工大学;2000年
2 俞树荣;压力容器用低合金钢的损伤与解理断裂研究[D];兰州理工大学;2005年
3 曹睿;γ-TiAl基合金的损伤及断裂行为研究[D];兰州理工大学;2006年
4 张富;弹性约束游离磨料超光滑表面加工技术的研究[D];吉林大学;2007年
5 苏义坤;基于危险点分析的施工企业安全生产过程研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
6 成卫;城市道路交通事故与交通冲突技术理论模型及方法研究[D];吉林大学;2004年
7 朱珏;混凝土类材料冲击本构特性的SHPB技术及Lagrange反解法的研究[D];中国科学技术大学;2006年
8 张世文;复杂应力状态对材料层裂特性影响的探索性研究[D];中国工程物理研究院;2009年
9 冯西桥;脆性材料的细观损伤理论和损伤结构的安定分析[D];清华大学;1995年
10 杨新辉;脆性/韧性断裂机理与判据及裂尖变形理论研究[D];大连理工大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘天鹏;受压状态下脆性材料断裂机理的试验研究[D];西安理工大学;2006年
2 姚晓利;45钢材料Ⅰ-Ⅱ复合型断裂的实验研究[D];西安理工大学;2008年
3 李智慧;金属材料裂纹体与无裂纹体统一断裂理论若干问题的试验研究[D];西安理工大学;2006年
4 王五星;结构钢断裂试验研究及应力三维度对断裂的影响[D];兰州理工大学;2010年
5 刘五峰;中等应力三维度下结构钢断裂模型研究[D];兰州理工大学;2011年
6 蒋玉泉;复杂应力下球墨铸铁断裂机理的试验研究[D];西安理工大学;2006年
7 纪海涛;金属薄板断裂模式及常、低温断裂试验研究[D];兰州理工大学;2011年
8 倪曼;航天工业生产危险点动态监管应用研究[D];中国地质大学(北京);2010年
9 郝许昌;高应力三维度下焊材常、低温断裂试验及数值分析[D];兰州理工大学;2011年
10 黑志刚;316LN不锈钢高温塑性与裂纹预测的研究[D];太原科技大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026