材料损伤

摘要： 为了研究铝合金材料在新能源汽车上受到的动载作用,本文以6061和7075两种典型的铝合金材料作为研究对象,通过采用压杆试验装置(SHPB)开展不同冲击气压下6061和7075铝合金的动态力学特征和应力波传递规律,考察了该材料在不同应变率下的行为特征,分析了在不同载荷作用下应力波传递和材料损伤的关系。结果表明:随着应变率的增大,入射波应力随之增大,透射波应力幅度明显提升,导致透射波传递的时间变长,在高应变率下更容易使材料受损。

摘要： 为了研究循环载荷作用对扶强材极限强度的影响,进行了在3种加载机制下7组扶强材试件的极限强度试验。采用Abaqus非线性有限元软件计算,引入钢材材料损伤,对试验进行了数值模拟分析,探讨了材料损伤参数取值对模型极限承能力的影响。有限元与试验结果表明:当扶强材超过最大承载力后继续循环加载,其承载力退化明显,平均下降10%;引入钢材材料损伤后的有限元模拟结果更符合试验结果,平均差值为3%,数值模拟结果与试验结果较为吻合。

摘要： 进入21世纪以来,海洋经济受到世界各国高度重视,海洋战略已成为我国“十四五”发展战略的重要部分。海洋资源的开发与利用离不开先进海工装备的支持,而高盐、高湿以及高温的海洋环境无疑会加速传统材料的腐蚀速率,严重威胁着海洋工程装备的服役安全。此外,生物污损、摩擦磨损与腐蚀的交互作用大大加重了材料损伤,因而急需探明海洋环境下材料的损伤行为和机理,开发出适应于严苛、复杂海洋环境的先进材料和特种功能防护技术。

摘要： 水电站厂房上部钢筋混凝土框架-剪力墙结构在地震中易遭受破坏,基于材料损伤提出了上部结构抗震性能的评估方法,并采用有限元方法和增量动力分析法对厂房上部结构的地震易损性进行了分析.结果表明:水电站厂房上部结构主要的震损为墙柱的开裂以及混凝土保护层的剥落,核心区混凝土的压损伤较小,厂房上部结构具有较高的抗震安全储备,发生严重破坏甚至倒塌的概率很小;通过材料损伤可以方便地判断构件的开裂、压碎等状态,进而判断构件破坏程度;在结构无损伤或者损伤很小时,采用层间位移角或者基于材料损伤判断得到的结构易损性差别较小,在损伤程度较大时,层间位移角易出现偏差;采用材料损伤来判断结构的损伤状态是可行的,与层间位移角相比更为直接,适用性更广.

摘要： 为了研究船体梁在循环荷载作用下的极限承载能力,修改了钢材的累积损伤模型,并将其引入到加筋板的极限承载力计算模型之中,提出了一种循环载荷载荷作用下考虑材料损伤累积的加筋板极限承载力的计算方法.采用Visual Basic 6.0编制了循环荷载作用下加筋板的滞回曲线计算程序,进行了加筋板的计算,并采用有限元软件进行对比验证.结果表明:该方法具有较高的精度,可用于船体梁极限强度的计算评估.

摘要： 为研究预应力预制拼装式桥墩的地震损伤性能,首先基于拟静力试验数据,分析预应力预制拼装式桥墩在水平往复循环荷载作用下的损伤发展过程及破坏特征,阐明其地震损伤机制;然后采用损伤材料本构关系,建立基于材料损伤与刚度退化的损伤模型,对3个试验桥墩进行损伤评估;最后通过与构件层次的刚度退化模型、拟静力试验结果的对比,验证所提出的基于材料应变的预制拼装式桥墩损伤评估方法的准确性和适用性。结果表明:预应力预制拼装式桥墩的地震破坏主要有三种形式——墩底接缝混凝土受压破坏,接缝剪切错动破坏以及耗能筋屈曲、断裂;提出的基于材料应变与刚度退化的损伤评估方法不但能准确评估整体式墩柱的损伤,而且能合理反映节段构造型式与预应力筋对墩柱损伤的影响,还可准确评价预制拼装式墩柱的损伤演化趋势。

摘要： 为了解决强震作用下核心筒底部损伤严重问题,提出把刚度高度集中的核心筒离散成多个分散简体,分散筒之间采用框架梁和耗能斜撑联系,建立多道设防的新型带耗能支撑-分散核心筒结构.本文从结构整体响应、构件材料损伤、结构耗能等方面对比普通和新型耗能框架-核心筒结构抗震性能差异,并研究结构的地震损伤模式.研究结果表明:两种结构侧移和侧向刚度等整体响应相差不大.强震作用下,相比传统核心筒结构,新型核心筒结构混凝土受压应变最大减少65％,钢筋受拉应变最大降低55％;滞回耗能主要分布在防屈曲支撑、连梁,少部分分布在剪力墙、框架和钢管混凝土暗柱上.新型核心筒结构中剪力墙总滞回耗能以及底部剪力墙滞回耗能均最少降低50％.防屈曲耗能支撑耗散了超过50％结构总塑性耗能,在结构高度的1/10至4/5范围内充分起到了耗能作用,大大减少了墙肢的损伤程度,地震损伤模式更为合理.

摘要： 综述了金属材料损伤分析中常用的五类物理冶金分析技术:组织结构分析技术;物理性能分析技术;化学成分分析技术;残余应力分析技术及原位分析技术.基于各类分析技术在金属材料损伤分析中的应用展开了详细讨论,并详细对比分析了各类分析技术在损伤分析应用中的优势和局限性,同时针对损伤分析过程中各类分析技术的选择和使用提出了基本的思路.

摘要： 当结构中竖向承重构件发生破坏后,节点的抗倒塌性能决定了荷载是否能可靠地传递给相邻结构构件,避免结构出现连续倒塌.为了提高节点的转动能力和抗倒塌能力,设计了一种钢板加固的半刚性组合节点,提出其理论模型,并推导相应的变形公式,建立基于材料损伤的有限元分析模型对理论模型进行验证,并对该组合节点的抗倒塌性能进行分析.结果 表明:钢板加强的节点并没有影响结构的前期性能,而是使结构提前进入过渡阶段,并且明显增大了结构的极限位移和极限荷载;该节点的理论模型及相应的变形公式可以精确预测钢板参与工作时对应的节点竖向位移;钢板两端连接点的初始距离和钢梁高度决定了钢板参与受力的时刻;采用类似具有“延时”作用的柔性组件可以起到与钢板相同的加固效果.

摘要： 为提供框架-核心筒结构构件有效的震后损伤评价及修复方法，采用混凝土材料塑性耗能作为衡量指标.依据结构构件的重要性进行分类，分别研究了不同构件的损伤分布模式，并采用材料损伤定义不同构件的损伤指标，最后利用有限元软件ABAQUS对一简化模型进行动力弹塑性分析，将数值模拟得到的各类构件损伤分布结果与相应损伤分布云图对比，证明了该方法的有效性。

摘要： 建立了纳秒激光作用下材料的多缺陷耦合模型。该模型描述在纳秒激光作用下，多缺陷耦合效应对材料损伤阈值的影响。从热传导方程入手，在单杂质缺陷模型基础上，利用Mie散射理论计算杂质缺陷的吸收截面，根据材料基质和杂质缺陷的热物性能参数，计算了杂质相互之间的有效作用距离。最后用熔石英基片在355 nm激光对模型进行实验验证，到与理论符合的结果。

摘要： 爆破地震波作用下,建筑结构的响应破坏属于动态的损伤累积破坏过程,建筑结构的组成材料(如混凝土和砌体材料等)大多具有明显的损伤累积破坏特性及应变率敏感性.为分析材料损伤及应变率效应对建筑结构动力响应影响的大小,采用之前研究建立岩石类材料的动态损伤本构模型,用LS-DYNA模拟分析了一个典型二层砌体结构在爆破地震波作用下的损伤及动力响应,并主要得出了以下结论:在地震波作用下,结构发生损伤时,其应变响应成倍增加,结构容易更早发生破坏,偏于不安全;考虑材料的应变率效应可以有效地减小结构的损伤;单独考虑材料的应变率效应时可以有效地减小结构的应变响应,但比较而言,损伤引起的最大等效应变的增长是主要的,而应变率效应引起的最大等效应变的减少是次要的。

摘要： 设计并制作了18 mm间隙的半绝缘GaAs光导开关,开关芯片采用标准半导体工艺制作并封装在陶瓷基板上.测试了光导开关在20 kV工作电压、1 kA工作电流时,不同重复频率工作的开关寿命,结果表明,开关寿命4 000次～7 000次,且随着重复频率的提高,开关寿命有所降低.初步分析了导致开关失效的原因为热损伤,包括局部发热导致的连接损伤和材料损伤以及整体发热导致的暗态电阻下降.

摘要： Q235是起重机金属结构中常用钢材之一，其损伤过程的声发射特性是研究声发射技术在起重机金属结构检测及完整性评价中应用的基础。本文通过对Q235钢的母材和焊缝两种试件拉伸过程的声发射监测试验，获取了材料损伤过程的声发射特性，包括参数、定位和频谱特性。实验结果表明，拉伸过程的声发射行为与材料内部损伤是一致的。

摘要： 对强磁场相对论返波管系统中电子束收集极损伤的主要影响因素进行了分析,通过设计并使用锥面不锈钢收集极,提高了收集极的耐电子束轰击能力.在单次实验条件下,研究了电子束能量密度对不锈钢收集极表面损伤及系统产生微波的影响,结合对无箔二极管中电子束空间密度分布的研究结果,给出了不锈钢收集极损伤电子束能量密度阈值范围.

摘要： 对强磁场相对论返波管系统中电子束收集极损伤的主要影响因素进行了分析,通过设计并使用锥面不锈钢收集极,提高了收集极的耐电子束轰击能力.在单次实验条件下,研究了电子束能量密度对不锈钢收集极表面损伤及系统产生微波的影响,结合对无箔二极管中电子束空间密度分布的研究结果,给出了不锈钢收集极损伤电子束能量密度阈值范围.

摘要： 对强磁场相对论返波管系统中电子束收集极损伤的主要影响因素进行了分析,通过设计并使用锥面不锈钢收集极,提高了收集极的耐电子束轰击能力.在单次实验条件下,研究了电子束能量密度对不锈钢收集极表面损伤及系统产生微波的影响,结合对无箔二极管中电子束空间密度分布的研究结果,给出了不锈钢收集极损伤电子束能量密度阈值范围.

摘要： 对强磁场相对论返波管系统中电子束收集极损伤的主要影响因素进行了分析,通过设计并使用锥面不锈钢收集极,提高了收集极的耐电子束轰击能力.在单次实验条件下,研究了电子束能量密度对不锈钢收集极表面损伤及系统产生微波的影响,结合对无箔二极管中电子束空间密度分布的研究结果,给出了不锈钢收集极损伤电子束能量密度阈值范围.

摘要： 层裂损伤模型NAG数学上不一致、物理上不完备[黄筑平等,力学进展,1993,23(4):433-467].本文以延性层裂为例修正NAG 模型,取消NAG模型中对全体微孔洞的累积数目密度满足指数分布形式的限制,仅要求微孔洞成核过程的累积数目密度满足指数分布,微孔洞成核率和长大率方程仍然采用NAG模型的形式,跟踪每一个微孔洞的演化过程,得到数学上一致、物理上完备的修正模型MNAG.令人意外的是,MNAG模型和NAG模型具有相同的微孔洞体积分数表达式,在某种程度上本文的修正赋予了NAG模型新的物理意义.

摘要： 本发明公开了一种考虑复合材料弹塑性与损伤耦合的弹塑性损伤有限元算法，属于复合材料力学性能有限元分析领域；以基于后退欧拉积分法则及牛顿迭代求解复合材料弹塑性损伤的模型为基础，通过在初始求解试用应力以及塑性屈服迭代中求解弹性应力时均考虑前一增量步中损伤状态量对当前应力的软化影响，从而在弹塑性求解过程中考虑损伤退化作用，更真实地反映树脂基复合材料在复杂加载条件下塑性行为与损伤之间的相互作用关系。本发明可有效地描述树脂基复合材料弹塑性与损伤的耦合作用关系，可应用于有限元软件中复合材料弹塑性损伤本构模型的开发、新型树脂基复合材料力学性能研究以及相关的复合材料工程结构精细化建模分析等科研及工程技术领域。

摘要： 本发明公开了功能生物材料在制备促进动物脊髓全横断损伤修复的材料中的应用。本发明所提供的功能生物材料在制备促进动物脊髓全横断损伤修复的材料中的应用中，所述功能生物材料为用胶原结合脑源性神经营养因子修饰神经再生胶原支架得到的生物材料；所述胶原结合脑源性神经营养因子为氨基酸序列是SEQ ID No.1的蛋白质；神经再生胶原支架按照如下方法制备：1)用磷酸三丁酯处理筋膜，得到TnBP处理的材料；2)用NaCl处理TnBP处理的材料，得到NaCl处理的材料；3)用胰蛋白酶处理NaCl处理的材料，得到神经再生胶原支架。

摘要： 本发明提供一种包括细胞、基因构建体和支架的生物复合材料，以及用所述生物复合材料修复哺乳动物中的组织和器官的方法。所述生物复合材料的组分的相互作用对修复再生过程提供复杂的影响。本发明还提供向受体施用基因-细胞治疗性构建体的方法，其可以在医学和兽医学中用于提供修复过程。在将所述生物复合材料施用到受体后，所述支架结构释放核酸，所述核酸进入受植床的细胞和移植产品的细胞中。所述核酸得以表达，从而使得负责修复过程的目标产物的浓度增加。

摘要： 本发明涉及一种基于ToF损伤因子的碳纤维复合材料疲劳损伤概率成像方法，属于工程结构健康监测技术领域。首先将压电传感网络中被监测区域均匀的划分为N个小网格，并把每个小网格看作一个像素点；然后计算每条激励‑传感通道的ToF损伤因子；其次根据ToF损伤因子计算每个像素点在每条激励‑传感通道的损伤存在概率；最后叠加各像素点在每条激励‑传感通道的损伤概率，并将各像素点的损伤存在概率映射为像素值并成像，成像图中损伤概率较大的位置即为损伤可能存在的位置。本发明相比于传统的损伤概率成像方法不仅能够准确的识别和定位损伤，而且能有效提高损伤成像的可视化效果，并能获得损伤的大致形状和大小。

摘要： 本发明提供了一种基于损伤力学的复合材料结构损伤识别方法，包括：建立复合材料结构的有限元模型并修正；获取未损伤的复合材料结构的位移模态，并结合修正后的有限元模型求解未损伤的复合材料结构的单元应变能；获取损伤的复合材料结构的位移模态，并结合修正后的有限元模型求解损伤的复合材料结构的单元应变能；根据未损伤的复合材料结构的单元应变能和损伤的复合材料结构的单元应变能对复合材料结构的损伤位置进行定位识别；利用损伤力学选取复合材料结构的多个损伤参量对复合材料结构的损伤位置的损伤程度进行定量化识别。本发明能够实现对复合材料结构损伤的定位和定量化识别，并能够提高识别的效率，增加对复合材料结构损伤识别的针对性。

摘要： 本发明公开了一种基于材料腐蚀损伤因子和焊缝裂纹损伤因子的金属结构疲劳寿命计算方法，分别求出钢结构的腐蚀、焊缝这两个因素对钢结构的屈服强度的损伤因子，最终求出材料随着时间老化后的屈服极限，并利用这几个因素来建立一个钢结构屈服特性随时间变化的模型，从而得出钢结构比较可靠的屈服强度极限，并利用考虑损伤因子的钢结构S‑N曲线和应力循环在某处有一个交点，而这个交点即为我们需要预测的剩余使用寿命值。本发明充分考虑了起重机械金属结构在实际使用中受到腐蚀和焊缝裂纹损伤的影响，引入材料腐蚀因子和焊缝裂纹损伤因子，使计算结果更加符合实际和准确，适合于金属结构安全评估的应用。

摘要： 本发明公开了一种考虑复合材料弹塑性与损伤耦合的弹塑性损伤有限元算法，属于复合材料力学性能有限元分析领域；以基于后退欧拉积分法则及牛顿迭代求解复合材料弹塑性损伤的模型为基础，通过在初始求解试用应力以及塑性屈服迭代中求解弹性应力时均考虑前一增量步中损伤状态量对当前应力的软化影响，从而在弹塑性求解过程中考虑损伤退化作用，更真实地反映树脂基复合材料在复杂加载条件下塑性行为与损伤之间的相互作用关系。本发明可有效地描述树脂基复合材料弹塑性与损伤的耦合作用关系，可应用于有限元软件中复合材料弹塑性损伤本构模型的开发、新型树脂基复合材料力学性能研究以及相关的复合材料工程结构精细化建模分析等科研及工程技术领域。

摘要： 本发明公开了一种用于复合材料板结构损伤监测的Lamb波损伤概率成像方法，属于复合材料板类工程结构健康监测领域。该方法利用激励/传感阵列技术，通过加载Lamb波信号采集复合材料板结构完好状态下的基准信号和损伤状态下的监测信号，然后采用小波分析手段，提取损伤的能量差异系数，并预测损伤的存在位置，最后利用概率成像方法获得结构损伤图像。本发明能快速有效地实现复合材料板结构的损伤识别，损伤识别精度高，具有较好的工程应用价值。

摘要： 本发明公开了用于修复神经损伤的生长因子复合胶原支架材料及功能胶原支架材料。本发明公开的生长因子复合胶原支架材料，由功能胶原支架材料与生长因子组成；功能胶原支架材料，由神经丝与包被神经丝的胶原组成；生长因子为神经生长因子或碱性成纤维细胞生长因子；胶原为胶原管。实验证明，本发明的功能胶原支架材料(LOCC)可以用于修复神经损伤，生长因子复合胶原支架材料也可用于修复动物神经损伤，表明本发明的功能胶原支架材料与生长因子复合胶原支架材料均可应用于动物神经损伤修复。

摘要： 本发明公开了一种基于多尺度计算损伤前驱体对光学材料激光损伤阈值的评估方法，(1)本发明考虑米散射理论，将多种类型的损伤前驱体作为激光吸收源，结合热传输模型，动态地向光学材料中引入激光能量，评估损伤前驱体对材料损伤阈值影响。与现有单纯的表面固定热源(设定局部初始高温)的模拟方法不同。(2)本发明中涵盖了涉及光学材料的多种参数，通过调整相关参数，可以模拟分析多种光学材料的损伤阈值和损伤半径。这与现有的只针对单一材料的激光损伤模拟模型不同。