一、新兴的材料强度科学——断裂力学（论文文献综述）
姚凯[1]（2021）在《疲劳与断裂的认识与发展概述》文中认为引起工程结构和设备破坏的最主要的原因是疲劳与断裂。进入21世纪,人们对强度理论的认识也相当清晰,在工程实践当中对强度理论也积累丰富的经验,使得对强度控制设计能力大大提高,而在工程实践中发现有相当多的部分结构因疲劳与断裂引起的失效。从1957年GR-Irwin提出应力强度因子开始计算,断裂力学的作为一门学科时间并不长。疲劳与断裂的发现与发展与断裂力学学科的成立与发展有着紧密的联系。但作为新兴学科的断裂力学,在理论的构建和实践技术方面还有许多需要补充的部分,有待于当代力学的构建与完善。
赵阳升[2]（2021）在《岩体力学发展的一些回顾与若干未解之百年问题》文中研究指明在讨论若干岩体力学概念的基础上,较全面地回顾与分析了全世界岩体力学发展中科学与应用2个方面的重要成就及不足,其中,在岩石力学试验机与试验方法方面,介绍了围压三轴试验机、刚性试验机、真三轴试验机、流变试验机、动力试验机、高温高压试验机、多场耦合作用试验机、CT-岩石试验机、现场原位岩体试验及试验标准等;本构规律方面介绍了岩石全程应力-应变曲线、围压三轴与真三轴力学特性、时效与尺寸效应特性、动力特性、渗流特性、多场耦合特性、结构面力学特性、岩体变形破坏的声光电磁热效应等;岩体力学理论方面介绍了岩体力学介质分类、块裂介质岩体力学、强度准则、本构规律、断裂与损伤力学、多场耦合模型与裂缝分布模型;数值计算方面介绍了数值方法与软件、位移反分析与智能分析方法。清晰地论述了工程岩体力学与灾害岩体力学分类、概念及其应用领域划分,分析、梳理了大坝工程、隧道工程、采矿工程、石油与非常规资源开发工程等重大工程的岩体力学原理,以及各个历史阶段工程技术变迁与发展的工程岩体力学的重要成就,分析、梳理了滑坡、瓦斯突出、岩爆与地震等自然与工程灾害发生及发展的岩体力学原理,以及各个历史阶段的预测防治技术的灾害岩体力学重要成就。详细分析、讨论了8个岩体力学未解之百年问题,包括岩体力学介质分类理论、缺陷层次对岩体变形破坏的控制作用和各向异性岩体力学理论与分析方法 3个岩体力学理论问题,岩体尺度效应、时间效应、岩体系统失稳破坏的灾变-混沌-逾渗统一理论、完整岩石试件与岩体系统失稳破坏的时间-位置与能量三要素预测预报5个非线性岩体力学问题。
董玉凡[3]（2021）在《含复合缺陷X80天然气管道环焊缝完整性安全评价》文中研究说明油气输送管道的安全问题密切关乎社会公共资源及居民安全,因此受到广泛关注。但近年来发现,管道失效事故时有发生,且大多数为环焊缝失效。环焊缝中存在着大量的焊接工艺缺陷以及错边结构缺陷,是整个管道的薄弱环节。因此对管道环焊缝中的复合缺陷进行完整性安全评价迫在眉睫,这可以最大限度减少事故发生所造成的经济损失、人员伤亡及对环境的破坏。本研究针对中俄东线黑河-长岭段大口径X80天然气管道,从断裂力学基本理论出发,对油气管道中的常见缺陷类型进行分析,了解其成因及分布状况。将焊缝内部的体缺陷全部量化处理为规则的埋藏裂纹,管道内表面的缺陷量化等效为内表面裂纹。基于管道的实际工况,研究了环焊缝中错边与裂纹同时存在时管道的受力情况,给出了新的适用于管道环焊缝“错边+裂纹”复合缺陷的应力强度因子的工程计算方法。为了明确不同参数对应力强度因子的影响,借助有限元软件建立了含错边缺陷和环向裂纹缺陷的管道有限元分析模型,计算了三维裂纹尖端的应力强度因子以及焊缝附近的应力分布。在该模型下分析焊缝附近的应力分布规律与裂尖应力强度因子KI随多个影响因素的变化规律。研究发现,存在错边时,内表面裂纹尖端的应力强度因子大于埋藏裂纹。KI与环焊缝处的错边量变化关系较为复杂,当内表面裂纹较浅时KI随着错边量增加反而有减小趋势,埋藏裂纹与裂纹深度a/t>0.2的内表面裂纹都是随着错边量增大,KI越大。在此基础上,用理论分析与数值模拟相结合的方法将有限元计算的KI结果与理论推导的工程估算KI计算方法相结合,得到了公式中关于裂纹形状尺寸的函数Gm和Gb,这就为实际工程中计算裂纹尖端的应力强度因子提供了简化而精确的工程化模型。将工程估算结果与有限元计算结果进行对比,结果吻合较好,可以在工程安全评定过程中直接利用工程估算公式计算KI,替代了繁琐的有限元计算。为了对管道环焊缝中的缺陷进行安全性评价,本研究通过对实际服役的中俄东线X80管道的环焊缝进行夏比冲击试验和微区拉伸试验测试,得到了焊缝材料的断裂韧性值KIC=53.7 MPa·m1/2以及应力应变数据。基于CEGB-R6的选择曲线2中所提供的真应力应变转换关系,得到了新的针对X80管道环焊缝的工程化失效评定曲线,该曲线比通用评定曲线更加安全。以错边3 mm和6mm的管道具体缺陷尺寸为例,结合给出的KI工程估算公式,在该失效评估曲线中进行安全评定。得到了含埋藏裂纹的错边缺陷为6mm的管道需要维修更换,含其它缺陷尺寸的管道则需要进一步安全评定的结论。
隆霞[4]（2021）在《冲击载荷下含裂纹11MnNiMo钢支承结构的动态断裂分析》文中研究指明
罗世通[5]（2021）在《玻璃纤维/环氧树脂复合板钻削分层缺陷抑制机理研究》文中认为复合材料是由不同性质的材料组分优化组合而成,具有力学性能良好、结构设计灵活等显着优点,已成为航空航天、建筑、交通运输等行业中应用的新兴材料,全球需求量逐年升高。其中应用范围最广,需求量最大的是以纤维为增强相,热固性聚合物为基体材料的纤维增强复合材料。纤维增强复合材料构件的加工工艺中,钻削占比将近60%,而钻削产生的分层缺陷极大地降低了构件的结构刚度,是纤维增强复合材料构件加工过程中存在的共性问题。纤维增强复合材料钻削分层缺陷主要分为两类:一类是位于钻削入口部分的入口分层缺陷,另一类是钻削出口附近区域的出口分层缺陷。本文以高速钢麻花钻钻削玻璃纤维正交织物增强环氧树脂复合板的钻削过程为研究对象,阐述了钻削过程中纤维增强复合材料分层缺陷的动力学行为,分析了分层缺陷的抑制机理以及相对应的钻削工艺参数,主要内容如下:（1）玻璃纤维/环氧树脂复合板钻削入口分层缺陷的抑制机理研究。本文基于Python平台图像处理标准库PIL的image模块设计并编写了分层缺陷图像处理程序,实现了钻削成孔圆心确定、分层缺陷外侧像素点坐标搜索和分层缺陷面积计算。处理程序可达到像素级精度并自动绘制出分层缺陷半径随角度变化曲线图。通过分析钻削过程,发现入口分层缺陷在钻头完全进入材料表面时最易产生,入口分层缺陷的钻削实验数据表明进给量增加与入口分层缺陷整体面积扩大存在正比关系。本文根据线弹性断裂力学和板壳理论得出了钻削入口分层缺陷理论分析模型,定义了基于材料自身性能参数的入口分层缺陷材料常数M,揭示了入口分层缺陷宽度与每转进给量的正比关系,确定了钻削入口分层缺陷抑制的关键在于降低钻削进给量。（2）玻璃纤维/环氧树脂复合板钻削轴向力与钻削进给量之间关系的数学模型建立与实验研究。应用钻头空间几何分析得出了纤维增强复合材料正交切削模型中的切削力水平分量、垂直分量与钻削轴向力之间的数值关系,推导出了钻头单齿钻削深度、刀刃长度微元和刀刃前角的数学表达式,建立了含有待解参数的钻削轴向力一般数学模型。应用Python平台数组运算模块对模型中的关键参数进行了计算,使模型进一步简化,同时对钻削实验中测得的轴向力随时间变化曲线进行了降噪处理。根据实验测得的轴向力数据,应用Python平台中的curve＿fit模块计算得出了适用于本文所用刀具和实验材料的钻削轴向力数学模型。通过实验验证,该模型计算值与实验值匹配效果良好,可以用来计算出口分层缺陷抑制的临界进给量。（3）玻璃纤维/环氧树脂复合板钻削出口分层缺陷的抑制机理研究。麻花钻的刀刃包含横刃部分和主切削刃部分,这两部分都有导致钻削出口分层缺陷产生的可能性。通过板壳理论和线弹性断裂力学分析得出了这两部分出口分层缺陷的临界轴向力数学模型,并发现横刃出口分层临界轴向力对剩余材料厚度的变化较为敏感,数值随之变化较大,而主切削刃出口分层临界轴向力在不同剩余材料厚度下皆为实际工况下难以达到的较高水平。经实验验证,采用横刃出口分层临界轴向力模型可有效抑制横刃出口分层,采用主切削刃出口分层临界轴向力模型的分层缺陷抑制效果与实验结果相符。本文通过以上三部分的研究提出了玻璃纤维/环氧树脂复合板全过程变进给钻削分层缺陷抑制方案,实现了钻削过程中对钻削入口和出口分层缺陷的抑制。经实验验证,与固定进给钻削相比,入口分层缺陷面积减少41%,出口分层缺陷面积减少45%。
潘铖[6]（2021）在《煤矸石混凝土弹塑性本构模型及损伤断裂机理研究》文中研究表明煤矸石是煤炭开采过程中伴随产生的固体废弃物。由于煤矸石综合利用率低、占地面积广、堆存量多,对生态环境和生命安全造成了巨大危害。另一方面,国家不断加大环保力度,限制天然骨料开采,导致混凝土原材料价格持续上涨,但混凝土市场需求却持续稳定。煤矸石在破碎再加工过程中内部存在原生裂隙,微裂缝尖端在外力作用下产生应力集中现象,进而扩展延伸。因此,论文依托辽宁省重点实验室“煤矸石资源化利用与节能建材”平台建设资源,基于弹塑性力学、损伤力学、不可逆热力学原理以及断裂力学,通过室内试验、理论研究、机理分析和数值模拟的手段,对煤矸石混凝土在单轴和三轴作用下的力学性能以及断裂性能进行深入分析,推导煤矸石混凝土弹塑性损伤模型和裂缝尖端损伤断裂模型,最终建立煤矸石混凝土弹塑性损伤模型,并对裂缝尖端扩展机理进行深入分析,可为煤矸石混凝土结构安全性设计及实际工程应用提供试验和理论依据。主要研究成果如下:（1）对比分析了煤矸石粗骨料和天然碎石粗骨料的细观形貌特征、化学成分,以及物理力学性能;开展了煤矸石混凝土基本力学性能试验,建立了不同煤矸石取代率的煤矸石混凝土基本力学性能指标与普通混凝土间的关系,以及不同煤矸石取代率的煤矸石混凝土基本力学性能指标间的理论关系式,为煤矸石混凝土损伤断裂模型提供了模型参数。开展了煤矸石混凝土单轴循环受拉和受压试验,阐述了破坏过程和破坏形态,获取了煤矸石混凝土应力-应变曲线,分析了塑性应变与卸载点应变间的关系以及应力退化现象,确定了单轴循环受拉、受压包络线和卸载-再加载曲线,提出了单轴循环受拉采用直线式与折线式相结合,单轴循环受压采用曲线式和折线式相结合,建立了能准确描述煤矸石混凝土一维循环受拉和受压的本构关系。（2）通过对比煤矸石混凝土和普通混凝土界面结构化学元素的分布、形貌特征,分析了煤矸石混凝土界面相互作用机理,建立了煤矸石混凝土界面结构模型;针对煤矸石混凝土三轴力学行为下的应力-应变曲线,在D-P塑性势函数的基础上,引入强化参数K,建立了同时考虑偏应力和静水压力的煤矸石混凝土Willam-Warnke五参数屈服模型,并采用累积塑性应变为内变量,建立了不同取代率的煤矸石混凝土后继屈服面及加载面的塑性应力-应变软化法则,根据经典塑性力学原理,建立了基于增量形式的煤矸石混凝土应力-应变本构关系。（3）根据煤矸石混凝土单轴和三轴力学性能,分析了煤矸石混凝土受力损伤机制。在不可逆热力学原理、损伤力学、塑性力学的基础上,推导出包含损伤和塑性应变的煤矸石混凝土总弹塑性Helmholtz自由能,建立了不同煤矸石取代率的煤矸石混凝土弹塑性损伤本构模型以及损伤内变量的演化法则,分析了模型参数与煤矸石粗骨料掺量的关系,与三轴试验数据验证吻合度较高。结果表明,煤矸石粗骨料和围压可延缓煤矸石混凝土的初始损伤,发生损伤后,煤矸石粗骨料掺量越多,损伤速率越快,但围压越大却可抑制损伤的发展速度。（4）开展不同煤矸石取代率的煤矸石混凝土三点弯曲断裂性能试验,分析了荷载-裂缝口张开位移曲线、荷载-挠度曲线、起裂荷载、极限荷载的变化规律,煤矸石粗骨料掺量越多,达到极限荷载时裂缝口张开位移和挠度力学性能指标越小;基于三点弯曲试验验证了数字图象相关法（DIC法）用于测试煤矸石混凝土裂缝断裂是可行的;基于DIC法分析了煤矸石混凝土裂缝扩展机理,以及不同掺量煤矸石混凝土裂缝扩展宽度变化规律;采用双K断裂模型,分析了煤矸石混凝土的起裂断裂韧度、失稳断裂韧度、断裂能、延性指数等断裂参数随煤矸石掺量的变化规律,为煤矸石混凝土损伤断裂模型的建立提供了试验参数。（5）基于损伤力学和双K断裂模型,引入损伤尺度的概念,建立了煤矸石混凝土D-R损伤断裂模型,采用起裂损伤阈值DIG判断煤矸石混凝土裂缝是否发生扩展,采用允许损伤尺度RIc判断煤矸石混凝土是否发生破坏,能准确反映出不同煤矸石取代率的煤矸石混凝土裂缝从细观损伤扩展到宏观失稳破坏的整个损伤演化过程。基于断裂力学原理,分析了煤矸石混凝土损伤裂缝尖端的应力场变化情况,推导出起裂损伤阈值,根据微裂缝扩展区两侧的闭合力,计算出了煤矸石混凝土的断裂区长度;进行了煤矸石混凝土三点弯曲数值模拟,验证了D-R损伤断裂模型的合理性,能较好的反映出煤矸石混凝土裂缝尖端损伤演化规律。该论文有图139幅,表23个,参考文献173篇。
孙侠生,苏少普,孙汉斌,董登科[7]（2021）在《国外航空疲劳研究现状及展望》文中研究说明航空疲劳问题是影响在研/在役飞机性能的关键因素之一。以航空疲劳事故为线索,本文论述了航空结构强度设计理念的变革历程以及相应各时期的航空疲劳发展现状,并围绕21世纪以来国际航空疲劳界的关注热点,从结构长寿命设计、疲劳分析方法及工具、全尺寸结构疲劳试验技术、结构健康监测技术、老龄飞机延寿技术等五个方面阐述了航空疲劳工程领域的重大研究进展及方向。考虑目前航空疲劳工程中的问题及未来航空器的发展方向,从航空疲劳评定基础问题、长寿命设计应用问题、试验评估及数字化新技术等方面指出航空疲劳研究所面临的挑战,以满足现代飞机长寿命、轻质和高可靠性设计要求,为航空疲劳未来发展提供技术参考。
何泽洲[8]（2021）在《非共价界面层状纳米复合材料的多尺度力学与设计》文中进行了进一步梳理重大工程应用和可持续发展需求为开发新型绿色环保的高性能结构与功能纳米复合材料提供了战略机遇和挑战。纳米复合材料的优异性质主要来源于其纳米功能单元,而最主要的挑战是如何有效地将功能单元纳尺度突出的特性传递到宏观尺度。同时,如何解决强度和韧性之间的矛盾,实现纳米复合材料的强韧化设计一直是力学与材料前沿交叉研究中的关键科学问题。生物结构材料因其复杂而精细的层次结构和界面,表现出卓越的力学性能和多功能性。其中,弱界面与微结构协同工作,同时在多个尺度上控制着材料的非弹性变形和增韧机制,实现了材料独特的刚度、强度与韧性的组合,激发了高性能仿生纳米复合材料的发展。非共价界面作为一类弱界面,能在变形过程中动态地断裂和重构,始终保持载荷传递能力,并在界面上允许大的非弹性变形。因此,在材料中引入非共价界面能有效地调控增韧机制,平衡刚度、强度和韧性,从而有望解决纳米复合材料中的主要挑战和关键科学问题。本文围绕着纳米复合材料中非共价界面的多尺度力学框架、基于界面调控的力学优化设计、二维材料的界面力学行为和机理等三个关键科学问题,进行了系统研究。本文首先通过扩展界面本构关系,提出了一个针对砖块和界面系统自下而上的多尺度理论框架。阐明了由于界面本构关系的周期性,规则界面在不同的界面重叠长度下有均匀、局部化和扭结变形三种变形模式,由此定义了两个临界长度以描述非共价界面变形模式的转变。界面扭结表现为多个拓扑缺陷在界面上成核和扩展,从而同时提高了材料的强度和韧性。对不同界面堆叠构型的分析发现,相称界面的变形行为与规则界面相似,而线性滑动模型能很好地描述非相称和随机界面的变形行为。当重叠长度足够长时,由于抗滑性随机界面的荷载传递能力会超过规则界面。理论预测和力学框架通过大规模分子动力学模拟得到了验证。由此,结合通用的特征参数,提出了一个变形模式相图,给出了界面变形模式、关键特征尺寸、材料力学性能之间的内在关联,揭示了非共价界面层状纳米复合材料的一般性强韧化机制。本文接着研究了石墨烯基仿贝壳材料层间强非共价键调控与强韧性优化。考虑层间滑移与结构稳定性的耦合作用,修正了剪滞模型来描述片层拔出过程的增韧效应,明确了石墨烯基仿贝壳材料的强度同时受到界面韧性和剪切强度的影响,而韧性主要由片层拔出过程产生的能量耗散主导。由于三聚氰胺分子与氧化石墨烯之间超强的非共价作用,优选三聚氰胺分子作为层间交联剂。发现了三聚氰胺分子通过反常的氢键作用极大提高了界面剪切应力,增强了层间能量耗散。通过平衡氧化石墨烯面内拉伸强度、层间剪切强度和界面韧性三者之间的竞争,给出了一个同时提高石墨烯基仿贝壳材料强度和韧性的优化策略。进而提出了一个标度律作为评价机制,以联系石墨烯基仿贝壳材料内部非弹性变形与其力学性能,揭示了层间强非共价作用相对其他交联剂的优势,建立了一种基于界面调控兼顾强度和韧性的材料力学设计理论。本文最后研究了二维材料组装结构在范德华作用下的力学行为和机理。结合非线性剪滞模型和分子动力学模拟,明确了由于层间范德华吸引力引起的边缘效应,经典的剪滞模型不能准确地描述多层二维材料的面内变形。在剪滞模型框架下,通过引入两个特征常数来描述边缘剪切应力,发展了考虑边缘效应的剪滞模型,定量地揭示了层间滑移、边缘效应剪切应力和二维材料薄片的弹性变形对多层二维材料组装结构变形的贡献。随后,研究了自折叠石墨烯在外力和热激活作用下从基底上的剥离和撕裂行为,发现了由于基底的范德华作用,石墨烯的撕裂锥角关于基底黏附强度遵循不同于宏观尺度的标度律;在热激活作用下,自折叠石墨烯由于层间范德华作用可以通过自剥离和自撕裂的方式在基底上实现自组装。综上所述,本文结合理论模型和分子动力学模拟,系统地研究了非共价界面层状纳米复合材料的多尺度力学与设计,不仅为力学与材料科学前沿交叉研究中诸多关键科学问题提供了新认识和新理论,还为先进纳米复合材料走向工程应用奠定了理论基础。
杨庆鹤[9]（2021）在《含隧道缺陷搅拌摩擦焊搭接接头疲劳性能分析》文中进行了进一步梳理搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding,简称FSW）作为新兴的固态焊接技术解决了轻质合金焊接问题。钩状缺陷是搅拌摩擦焊搭接接头的固有缺陷,隧道缺陷是常见的焊接工艺缺陷,两种缺陷都可以影响接头的疲劳强度。本文以含隧道缺陷的6061-T6铝合金FSW搭接接头为研究对象,对其进行了恒幅和两级变幅疲劳测试,结合有限元仿真分析探讨其疲劳性能及疲劳寿命问题。论文主要研究内容有:1.对FSW搭接接头进行疲劳测试。观察完好的FSW搭接接头的焊缝横截面,记录钩状缺陷及隧道缺陷的位置、形状,对搭接接头进行了两种形式的恒幅疲劳测试。使用从试验得到的S-N曲线分析应力比对疲劳寿命的影响;根据恒幅加载试验结果,设计并进行两级加载疲劳测试验。观察接头在拉伸过程中缺陷处的变化,记录断裂位置。待试件断裂后,使用扫描电镜观察疲劳断口,分析各区域断口特征。2.使用有限元方法分析隧道缺陷对FSW搭接接头疲劳寿命的影响。分别利用缺口应力法和线弹性断裂力学法对FSW搭接接头的疲劳寿命进行预测。本文建立了含有两种虚拟缺口的有限元模型,分别估算了疲劳寿命,并将预测寿命与试验寿命进行比较。同时建立了含初始裂纹的有限元模型,利用有限元分析得到的应力强度因子,采用线弹性断裂力学中的裂纹扩展Paris公式估算出了疲劳寿命。本文探讨了初始裂纹长度、初始裂纹角度对应力强度因子的影响。建立了不含隧道缺陷的有限元模型,分别使用上述两种方法估算其疲劳寿命,分析隧道缺陷对FSW搭接接头疲劳寿命的影响。3.预测两级加载下FSW搭接接头的剩余寿命。对FSW搭接接头在高—低、低—高加载方式下的疲劳寿命结果进行了分析,运用Palmgren-Miner线性累积损伤理论分析了载荷加载次序对累积损伤的影响。线性累积损伤理论考虑因素较少,导致预测结果较差。最后使用两种非线性累积损伤理论及其改进形式对试验中的剩余寿命进行预测,考虑了载荷加载顺序及载荷间作用的影响使预测结果准确度得到了明显提高。
熊英杰[10]（2021）在《基于粘聚力有限元模型烟草打叶过程数值模拟》文中研究表明烟草业作为云南重要的经济产业,对烟草打叶过程研究具有重要的实用性和经济性。在实际研究的过程中,通常只是现场实验和经验总结方式,研究效率偏低,并且浪费原材料。本文通过数值模拟的方式研究烟叶的打叶过程。通过直接测量法和间接测量法,确定了烟叶有限元仿真模型的基本物理参数,得到了烟叶拉伸位移曲线,确定了烟叶的粘聚力双线性本构关系,计算出了烟叶粘聚力本构参数,并通过有限元建模的总体仿真方案,建立了完整的打叶过程有限元模型,完成了烟草打叶过程数值模拟。通过Python编写了烟草打叶过程结果文件的提取程序,对设置的实验组和对照组的仿真结果进行提取研究。通过对提取结果的对照分析确定了模型的可靠性与准确性。并参考烟草打叶过程离散元仿真设置了相同条件下烟草打叶过程有限元仿真,通过提取结果分析进一步验证了仿真模型的可靠性并揭示了打辊转速对打叶质量的影响。通过数值模拟的方法研究烟草打叶过程,不仅能提高对烟草打叶过程的研究效率,还对量化分析烟草工艺参数与打叶质量之间的联系具有重要的参考价值。
二、新兴的材料强度科学——断裂力学（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、新兴的材料强度科学——断裂力学（论文提纲范文）
（1）疲劳与断裂的认识与发展概述（论文提纲范文）
| 0前言 |
| 1 疲劳的定义 |
| 2 疲劳断裂破坏的危害 |
| 3 疲劳设计方法 |
| 4 疲劳破坏机理与断口特征 |
| 5 疲劳断裂研究方法 |
| 6 断裂力学的任务 |
| 7 结论 |
（3）含复合缺陷X80天然气管道环焊缝完整性安全评价（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 含缺陷压力管道研究现状 |
| 1.2.1 管道失效现状 |
| 1.2.2 裂纹尖端断裂参量研究现状 |
| 1.2.3 错边结构缺陷的研究与评价 |
| 1.3 含缺陷压力管道安全评定研究现状 |
| 1.3.1 国外压力容器缺陷安全评定 |
| 1.3.2 国内现行安全评定标准 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 2 管道缺陷研究及应力强度因子计算 |
| 2.1 管道常见缺陷及归一化处理 |
| 2.2 含复合缺陷管道受力分析 |
| 2.3 复合缺陷应力强度因子计算 |
| 2.3.1 应力强度因子基本概念的提出 |
| 2.3.2 应力强度因子的计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 有限元法应力强度因子计算 |
| 3.1 有限元法求解应力强度因子 |
| 3.2 研究对象的设定 |
| 3.3 应力强度因子的有限元模型建立 |
| 3.4 有限元模型的验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 环焊缝缺陷断裂应力场及应力强度因子分析 |
| 4.1 “错边+埋藏裂纹”应力场分析 |
| 4.1.1 等效应力场 |
| 4.1.2 弯曲应力场 |
| 4.2 “错边+内表面裂纹”应力场分析 |
| 4.2.1 等效应力场 |
| 4.2.2 弯曲应力场 |
| 4.3 不同因素对应力强度因子的影响 |
| 4.3.1 错边量对K_I的影响 |
| 4.3.2 裂纹位置对K_I的影响 |
| 4.3.3 裂纹尺寸对K_I的影响 |
| 4.3.4 轴向载荷对K_I的影响 |
| 4.3.5 管道壁厚对K_I的影响 |
| 4.4 应力强度因子的计算公式拟合结果 |
| 4.4.1 “错边+埋藏裂纹”计算结果 |
| 4.4.2 “错边+内表面裂纹”计算结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 含缺陷X80环焊缝失效评定图的建立 |
| 5.1 X80管道环焊缝断裂韧性研究 |
| 5.1.1 冲击试验材料及取样 |
| 5.1.2 试验结果及断裂韧性结果 |
| 5.2 环焊缝失效评定曲线 |
| 5.2.1 失效评定图(FAD) |
| 5.2.2 拉伸试验取样 |
| 5.2.3 拉伸试验结果 |
| 5.2.4 X80环焊缝失效评定曲线 |
| 5.3 完整性安全评定流程 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 应力强度因子计算结果 |
| 攻读硕士学位期间研究成果及获奖情况 |
（5）玻璃纤维/环氧树脂复合板钻削分层缺陷抑制机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 纤维增强复合材料零件加工概述 |
| 1.1.2 纤维增强复合材料钻削方法概述 |
| 1.1.3 纤维增强复合材料钻削缺陷概述 |
| 1.2 纤维增强复合材料的钻削分层缺陷抑制研究现状 |
| 1.2.1 分层缺陷的临界轴向力理论研究 |
| 1.2.2 分层缺陷的实时监测机制研究 |
| 1.2.3 分层缺陷的钻削出口支撑结构研究 |
| 1.2.4 分层缺陷的钻削工艺参数研究 |
| 1.3 现存主要问题 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 2.玻璃纤维/环氧树脂复合板钻削入口分层缺陷抑制机理 |
| 2.1 入口分层缺陷钻削实验 |
| 2.1.1 实验方案与结果 |
| 2.1.2 分层缺陷评价 |
| 2.1.3 分层缺陷图像处理 |
| 2.1.4 分层缺陷图像处理结果与分析 |
| 2.2 入口分层缺陷产生的理论分析 |
| 2.2.1 钻削入口部分的钻削过程 |
| 2.2.2 钻削入口分层缺陷的产生机理 |
| 2.3 进给量对入口分层缺陷的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 3.玻璃纤维/环氧树脂复合板钻削轴向力数学模型的建立与实验验证 |
| 3.1 钻削轴向力数学模型的建立 |
| 3.2 轴向力采集钻削实验 |
| 3.2.1 实验条件与实验方案 |
| 3.2.2 实验数据降噪 |
| 3.2.3 实验结果 |
| 3.3 钻削轴向力数学模型中M_L、M_c、P_L、P_c、Q_L和Q_c的求解 |
| 3.4 钻削轴向力数学模型的实验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4.玻璃纤维/环氧树脂复合板钻削出口分层缺陷抑制机理 |
| 4.1 钻削出口分层缺陷临界轴向力 |
| 4.1.1 麻花钻横刃导致的出口分层缺陷临界轴向力 |
| 4.1.2 麻花钻主切削刃导致的出口分层缺陷临界轴向力 |
| 4.2 横刃出口分层缺陷临界轴向力模型的实验验证 |
| 4.3 主切削刃出口分层缺陷临界轴向力模型的实验验证 |
| 4.4 阶梯式变进给钻削方案的制定 |
| 4.5 阶梯式变进给钻削方案的实验验证与结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5.结论与展望 |
| 5.1 研究结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 研究展望 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
（6）煤矸石混凝土弹塑性本构模型及损伤断裂机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 研究方法 |
| 1.5 技术路线 |
| 2 煤矸石混凝土单轴力学性能及一维本构关系 |
| 2.1 煤矸石细观结构与物理化学指标 |
| 2.2 煤矸石混凝土配合比设计 |
| 2.3 煤矸石混凝土单轴受拉、受压力学性能试验 |
| 2.4 煤矸石混凝土力学性能试验结果分析 |
| 2.5 煤矸石混凝土一维循环受拉、受压本构模型 |
| 2.6 煤矸石混凝土一维循环拉压本构模型验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 煤矸石混凝土三轴力学性能及弹塑性本构关系 |
| 3.1 煤矸石混凝土三轴压缩试验 |
| 3.2 煤矸石混凝土三轴压缩试验结果与分析 |
| 3.3 煤矸石混凝土界面结构特征 |
| 3.4 煤矸石混凝土弹塑性本构关系 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 煤矸石混凝土弹塑性损伤本构模型 |
| 4.1 煤矸石混凝土损伤机制 |
| 4.2 煤矸石混凝土弹塑性损伤本构模型建立 |
| 4.3 煤矸石混凝土弹塑性损伤模型验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 煤矸石混凝土损伤断裂试验研究 |
| 5.1 数字图像相关法原理 |
| 5.2 煤矸石混凝土损伤断裂试验 |
| 5.3 煤矸石混凝土损伤断裂试验结果分析 |
| 5.4 煤矸石混凝土断裂参数计算与分析 |
| 5.5 煤矸石混凝土损伤断裂散斑试验结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 煤矸石混凝土损伤断裂模型与机理研究 |
| 6.1 煤矸石混凝土D-R损伤断裂模型 |
| 6.2 煤矸石混凝土裂缝尖端应力场分析 |
| 6.3 煤矸石混凝土微裂缝生成区建立 |
| 6.4 煤矸石混凝土起裂损伤阈值确定 |
| 6.5 煤矸石混凝土断裂过程区建立 |
| 6.6 煤矸石混凝土数值分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 查新结论 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）国外航空疲劳研究现状及展望（论文提纲范文）
| 1 航空疲劳事故对飞机结构强度设计理念的推动 |
| 2 航空疲劳国际研究热点 |
| 2.1 结构长寿命设计技术 |
| 2.1.1 传统结构的抗疲劳强化技术 |
| 2.1.2 基于可靠性的长寿命设计方案 |
| 2.1.3 先进材料在飞机结构中的应用 |
| 2.1.4 先进工艺在结构长寿命设计中的应用 |
| 2.2 疲劳分析方法及工具 |
| 2.2.1 疲劳裂纹形成寿命分析方法 |
| 2.2.2 短裂纹分析方法进展 |
| 2.2.3 复杂结构裂纹扩展分析方法 |
| 2.2.4 航空疲劳工程分析软件发展 |
| 2.3 全尺寸结构疲劳试验技术 |
| 2.3.1 波音、空客、庞巴迪系列的全尺寸结构疲劳试验 |
| 2.3.2 基于虚拟环境的全尺寸结构疲劳试验技术 |
| 2.3.3 先进的疲劳试验加载技术 |
| 2.4 结构健康监测技术 |
| 2.5 老龄飞机延寿技术 |
| 3 航空疲劳研究面临的挑战与展望 |
| 4 总结 |
（8）非共价界面层状纳米复合材料的多尺度力学与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 层状纳米复合材料的研究现状 |
| 1.2.1 生物结构材料的构效关系 |
| 1.2.2 层状纳米复合材料的力学特性 |
| 1.2.3 层状纳米复合材料的多尺度力学分析方法 |
| 1.2.4 层状纳米复合材料的力学优化设计 |
| 1.3 层状纳米复合材料设计中的关键科学问题 |
| 1.3.1 非共价界面的多尺度力学框架 |
| 1.3.2 基于非共价界面调控的力学优化设计 |
| 1.3.3 二维材料中的界面力学行为和机理 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 非共价界面层状纳米复合材料的研究方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 分子动力学模拟 |
| 2.2.1 分子动力学简介 |
| 2.2.2 分子动力学模拟的基本过程和概念 |
| 2.2.3 相关力学量计算 |
| 2.3 非共价界面相关分析方法 |
| 2.3.1 原子应变 |
| 2.3.2 氢键分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 非共价界面层状纳米复合材料的一般力学框架 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 界面本构关系 |
| 3.2.1 官能团的影响 |
| 3.2.2 官能团分布的影响 |
| 3.3 连续剪滞模型分析 |
| 3.3.1 界面尺度的剪滞模型 |
| 3.3.2 结构尺度的剪滞模型 |
| 3.3.3 变形模型的转换 |
| 3.4 离散剪滞模型分析 |
| 3.4.1 离散剪滞模型 |
| 3.4.2 界面构型的影响 |
| 3.5 结果与讨论 |
| 3.5.1 分子动力学模拟中的变形模型 |
| 3.5.2 尺寸效应和界面设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 石墨烯基仿贝壳材料的界面调控与优化设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 石墨烯基仿贝壳材料的变形模式 |
| 4.2.1 弹塑性变形 |
| 4.2.2 片层拔出 |
| 4.3 小分子对层间力学性能的影响 |
| 4.3.1 小分子对氧化石墨烯界面的增强 |
| 4.3.2 小分子对错列结构的影响 |
| 4.4 氧化石墨烯的力学性能 |
| 4.5 石墨烯基类珍珠材料的优化设计 |
| 4.5.1 最佳小分子含量和氧化程度 |
| 4.5.2 各种层间交联的对比 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 二维材料组装结构中的范德华作用及其边缘效应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多层二维材料组装结构中边缘效应对层间剪切的影响 |
| 5.2.1 模型和方法 |
| 5.2.2 多层二维材料组装结构的变形行为 |
| 5.2.3 多层二维材料组装结构的边缘效应 |
| 5.3 石墨烯在基底上撕裂和剥离的自组装力学行为 |
| 5.3.1 模型和方法 |
| 5.3.2 石墨烯从基底上的撕裂 |
| 5.3.3 石墨烯的自折叠和自撕裂 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 铜纳米线八面体桁架构架材料的力学性能 |
| A.1 引言 |
| A.2 纳米构架材料的变形机制 |
| A.3 分析建模与讨论 |
| A.3.1 有效模量 |
| A.3.2 有效屈服强度 |
| A.4 轻质高强的纳米构架材料 |
| A.5 结论与展望 |
| 附录B 非共价界面一般力学框架中的数值方法 |
| B.1 分子动力学模拟 |
| B.2 非线性剪滞模型数值求解 |
| B.3 扩展Dugdale模型的理论解 |
| 附录C 石墨烯基仿贝壳材料中的方程求解与数值模拟 |
| C.1 分子动力学模拟 |
| C.2 弹塑性变形阶段位移场的求解过程 |
| C.3 片层拔出过程的线性剪滞分析 |
| C.4 石墨烯基纳米复合材料的力学性能 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（9）含隧道缺陷搅拌摩擦焊搭接接头疲劳性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外对搅拌摩擦焊搭接接头强度研究现状 |
| 1.2.1 搅拌摩擦焊搭接接头界面迁移研究 |
| 1.2.2 搅拌摩擦焊搭接接头疲劳强度的影响因素 |
| 1.3 国内外对疲劳寿命预测研究 |
| 1.4 搅拌摩擦焊接头存在的常见缺陷及其研究 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 搅拌摩擦焊搭接接头试验及分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 疲劳测试 |
| 2.2.1 试验材料 |
| 2.2.2 试验方法 |
| 2.3 试验结果及分析 |
| 2.3.1 恒幅加载结果分析 |
| 2.3.2 两级加载结果分析 |
| 2.4 疲劳断口分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 搅拌摩擦焊搭接接头疲劳寿命预测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于缺口应力法预测疲劳寿命 |
| 3.2.1 缺口应力法简介 |
| 3.2.2 建立有限元模型 |
| 3.2.3 焊接接头应力分析 |
| 3.2.4 FSW搭接接头疲劳寿命预测 |
| 3.3 基于线弹性断裂力学法预测疲劳寿命 |
| 3.3.1 线弹性断裂力学法简介 |
| 3.3.2 建立有限元模型 |
| 3.3.3 焊接接头有限元分析 |
| 3.3.4 影响应力强度因子的因素 |
| 3.3.5 FSW搭接接头疲劳寿命预测 |
| 3.4 隧道缺陷对疲劳寿命影响 |
| 3.4.1 建立不含隧道缺陷模型 |
| 3.4.2 对不含隧道缺陷焊接接头进行应力分析 |
| 3.4.3 分析隧道缺陷对应力强度因子的影响 |
| 3.4.4 隧道缺陷对FSW搭接接头疲劳寿命的影响分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 搅拌摩擦焊搭接接头两级加载疲劳寿命预测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于线性累积损伤理论的疲劳寿命研究 |
| 4.2.1 线性累积损伤理论简介 |
| 4.2.2 基于线性累积损伤理论对疲劳寿命分析及预测 |
| 4.3 基于非线性累积损伤理论的疲劳寿命预测 |
| 4.3.1 非线性累积损伤理论简介 |
| 4.3.2 基于非线性累积损伤理论疲劳寿命预测 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间学术研究成果 |
（10）基于粘聚力有限元模型烟草打叶过程数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 烟草打叶工艺及粘聚力有限元方法的研究概况 |
| 1.2.1 打叶工艺的研究现状 |
| 1.2.2 数值模拟在破碎机理中的应用研究概况 |
| 1.2.3 粘聚力有限元研究概况 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 粘聚力有限元的基本理论 |
| 2.1 粘聚力单元模型力学基础 |
| 2.1.1 断裂三种类型 |
| 2.1.2 线弹性断裂与弹塑性断裂 |
| 2.2 粘聚力模型基本概念 |
| 2.2.1 粘聚单元模型的有限元格式 |
| 2.2.2 粘聚力模型本构 |
| 2.2.3 粘聚单元的建模 |
| 2.3 粘聚力张开位移法则 |
| 2.4 烟草打叶工艺粘聚力有限元建模方案 |
| 2.4.1 有限元求解问题的基本步骤 |
| 2.4.2 有限元模型的建模准则 |
| 2.4.3 有限元建模总体方案设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 烟叶有限元仿真所需参数标定 |
| 3.1 叶片样本的选择 |
| 3.2 叶片数据采集和测量 |
| 3.2.1 叶片的几何尺寸测量 |
| 3.2.2 叶片和叶梗的密度测量 |
| 3.2.3 叶片含水率的测量 |
| 3.3 叶片的拉伸实验 |
| 3.3.1 实验方案规划 |
| 3.3.2 实验方法 |
| 3.3.3 实验数据处理及计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 烟叶打叶过程有限元法数值建模 |
| 4.1 打叶过程有限元建模关键技术的研究 |
| 4.1.1 材料粘聚力单元导入 |
| 4.1.2 材料的本构模型及参数 |
| 4.1.3 材料的损伤起始准则选取 |
| 4.1.4 材料损伤演化准则选取 |
| 4.2 有限元模型的建立 |
| 4.2.1 打叶机组几何模型建立 |
| 4.2.2 材料参数设定 |
| 4.2.3 加工参数与模拟控制设定 |
| 4.2.4 网格的划分 |
| 4.2.5 边界条件与接触约束的设置 |
| 4.2.6 有限元模型提交与仿真 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 数值模拟结果及对比分析 |
| 5.1 有限元模拟结果的数据提取算法 |
| 5.1.1 基于python提取算法的原理 |
| 5.1.2 单元数据统计程序的实现 |
| 5.1.3 单元数据计算结果提取 |
| 5.2 有限元数值模拟结果与分析 |
| 5.2.1 模拟烟叶打叶过程分析 |
| 5.2.2 仿真结果对照与可靠性分析 |
| 5.2.3 打辊转速对打叶质量的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A (攻读学位期间发表论文目录) |
四、新兴的材料强度科学——断裂力学（论文参考文献）
- [1]疲劳与断裂的认识与发展概述[J]. 姚凯. 四川建材, 2021(08)
- [2]岩体力学发展的一些回顾与若干未解之百年问题[J]. 赵阳升. 岩石力学与工程学报, 2021(07)
- [3]含复合缺陷X80天然气管道环焊缝完整性安全评价[D]. 董玉凡. 西安理工大学, 2021(01)
- [4]冲击载荷下含裂纹11MnNiMo钢支承结构的动态断裂分析[D]. 隆霞. 哈尔滨工程大学, 2021
- [5]玻璃纤维/环氧树脂复合板钻削分层缺陷抑制机理研究[D]. 罗世通. 中北大学, 2021(01)
- [6]煤矸石混凝土弹塑性本构模型及损伤断裂机理研究[D]. 潘铖. 辽宁工程技术大学, 2021
- [7]国外航空疲劳研究现状及展望[J]. 孙侠生,苏少普,孙汉斌,董登科. 航空学报, 2021(05)
- [8]非共价界面层状纳米复合材料的多尺度力学与设计[D]. 何泽洲. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [9]含隧道缺陷搅拌摩擦焊搭接接头疲劳性能分析[D]. 杨庆鹤. 昆明理工大学, 2021(01)
- [10]基于粘聚力有限元模型烟草打叶过程数值模拟[D]. 熊英杰. 昆明理工大学, 2021(01)