固有耗散论文-郭强

固有耗散论文-郭强

导读:本文包含了固有耗散论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:固有耗散,红外热像法,疲劳性能评估,热力响应分析

固有耗散论文文献综述

郭强[1](2019)在《基于固有耗散的高周疲劳性能评估与热力响应分析研究》一文中研究指出疲劳性能是工程材料最重要的力学性能之一。然而由于材料种类的多样性和疲劳问题本身的复杂性,人们至今尚未完全掌握材料的疲劳破坏规律以及疲劳损伤的物理机理,这已成为制约现代工业进一步发展的最大瓶颈之一。尤其是基于传统实验方法的材料疲劳性能评估,往往需要利用大量试件进行旷日持久的疲劳破坏试验,这不仅大幅增加了制造成本,而且极大限制了产品的研发速度和生产效率的提高。从本质上而言,材料疲劳失效是其微观组织结构在循环荷载作用下不断向着断裂方向进行演化的结果,并且该演化过程是一个伴随着能量耗散的不可逆热力学过程。实验表明,疲劳过程中绝大部分耗散的能量以热能的形式被释放,从而引起材料温度的变化。通过对循环荷载作用下受载试件的热力响应进行分析,获取与疲劳损伤演化有关的数据信息,再结合本构理论和数值模型,对材料的疲劳性能进行分析和评估,并进一步揭示疲劳损伤演化的微观物理机理,是开展疲劳研究的一条重要思路。正因如此,基于固有耗散的材料疲劳性能快速评估与循环荷载作用下的热力响应分析,已逐渐成为疲劳研究领域中最为活跃和最具潜力的研究方向之一。本课题研究的主要目的在于进一步发展和完善疲劳固有耗散理论,以及相关的实验技术和数值方法,并将其应用于金属材料的高周疲劳性能快速预测和橡胶材料的疲劳热力响应分析中,从而进一步揭示两种材料的疲劳损伤机理。本文的主要工作如下:1)建立了一套针对金属材料高周疲劳的固有耗散测算方法。在连续介质热力学和内变量理论的基本框架下,对材料在循环荷载作用下的热力学状态方程进行了推导和分析,重点研究了疲劳自热温升机制,以及薄板试件在不同维度下的热传导问题。基于对试件表面温升的一维双指数回归,构建了高周疲劳固有耗散计算模型,并根据实验数据对计算模型的有效性和可行性进行了分析和讨论。2)提出了一种快速评估金属材料疲劳性能的能量方法。该能量方法以固有耗散作为疲劳损伤指标;在剔除了固有耗散中由内摩擦效应引起的部分之后,可以得到与材料微塑性变形相关的部分;当这部分固有耗散累积达到一个临界值时,材料就发生疲劳破坏。利用该能量方法,对FV520B钢的疲劳性能进行了实验研究,并探究了固有耗散的荷载依赖性。通过与传统疲劳实验数据进行对比分析,证明该能量方法能够达到较高的预测精度,并且可以极大地缩短疲劳实验周期,降低实验成本。3)构建了一套金属材料的疲劳固有耗散模型。该模型通过引入相应的内变量,考虑了两类热力学不可逆的微结构运动方式,即引起材料滞弹性的可恢复微结构运动和引起材料疲劳损伤的不可恢复微结构运动。利用位错-点缺陷作用模型,对疲劳过程中出现的各类能量耗散机制进行了定性定量分析。另外,实验研究了预塑性应变对疲劳固有耗散的影响,并提出了具有统一性的经验公式。4)实验研究了炭黑填充橡胶材料在循环加载过程中的粘弹性热力响应及其演化情况,重点分析了预拉伸和炭黑填充量对疲劳应力软化、应力迟滞和自热温升的影响。理论分析了与滞回曲线对应的机械能耗散和与自热温升对应的固有耗散之间的关系,并与实验结果进行了联系。通过建立橡胶链-炭黑簇作用模型,探究了炭黑填充橡胶材料在循环加载过程中的能量耗散机制和疲劳损伤机理。(本文来源于《大连理工大学》期刊2019-06-04)

刘汉青,黄志勇,王清远[2](2017)在《Q345高周疲劳失效机理及固有耗散能研究》一文中研究指出双相钢Q345多用于建筑或机械结构的承力构件,循环载荷的长期作用使得构件在低于其静强度的载荷条件下发生疲劳断裂,经济可靠的强度设计需要对材料的疲劳失效进行研究。作者利用电磁谐振高频疲劳试验机,在载荷频率140 Hz、应力比为–1条件下,得到不同失效概率时材料高周疲劳(104周次<疲劳寿命<107周次)应力–寿命(S-N)曲线。利用扫描电子显微镜观察材料受到循环载荷作用后的显微结构的变化和疲劳失效后试样的断面微观形貌,研究材料疲劳裂纹的萌生和扩展。同时,利用红外热像仪记录Q345试样表面的温度场随循环载荷作用周次的变化,研究材料在高频循环载荷作用下的固有耗散能。双相钢Q345在高频循环载荷作用下的疲劳失效主要是由于铁素体–珠光体双相结构在循环载荷作用下的微观强度差异使得微观裂纹首先萌生于相对薄弱的铁素体晶粒,且随循环载荷周次的增加而裂纹逐渐扩展。珠光体晶粒对疲劳裂纹的扩展起阻碍作用,使得疲劳裂纹沿铁素体或铁素体与珠光体之间的晶界向前扩展。当载荷幅值低于其高周疲劳极限时,试样表面温升不明显;有限寿命的载荷条件下,试样表面温度场的变化受到材料微观变形的影响,基于试样表面温度场的变化,能快速确定材料的高周疲劳强度极限。高频循环载荷作用下,单位体积材料的固有耗散能与载荷之间呈非线性关系,在热力学框架内建立了材料的固有耗散能表征模型。(本文来源于《工程科学与技术》期刊2017年06期)

郭强,郭杏林[3](2015)在《基于固有耗散的高周疲劳损伤机理研究》一文中研究指出基于固有耗散理论和计算模型,对3种经不同热处理的FV520B不锈钢进行实验研究,并对其微观组织形态进行观察分析.通过利用固有耗散,建立了宏观疲劳性能和微观组织形态之间的联系,进一步揭示材料的疲劳损伤机理.(本文来源于《中国力学大会-2015论文摘要集》期刊2015-08-16)

郭强,郭杏林,樊俊铃,吴承伟[4](2015)在《基于固有耗散的FV520B钢高周疲劳性能研究》一文中研究指出基于固有耗散理论和计算模型,对FV520B钢的高周疲劳性能进行了较为系统的实验研究.结果表明,随着施加的交变应力幅的增大,FV520B钢的固有耗散也不断增大.其变化规律的拐点对应于固有耗散产生机制的转变,从单纯地由材料微结构的可逆运动(位错线在强钉扎点之间的摆动)引起,到由材料微结构的可逆运动和不可逆运动(永久滑移的产生、强钉扎点的脱钉以及位错的增殖)共同引起.并且,固有耗散拐点的应力幅值就是导致材料疲劳损伤累积的临界应力幅值,即疲劳极限.另外,实验还表明,FV520B钢在等幅交变应力下具有相对稳定的损伤演化速率,且损伤演化速率由应力幅值决定,与加载次序无关;每一周加载造成的疲劳损伤也不受加载频率的影响.当FV520B钢在疲劳过程中累积的与微结构不可逆演化相关的固有耗散部分达到一个临界值时,材料即发生疲劳断裂,且这个临界值是一个与加载历史无关的材料常数.(本文来源于《金属学报》期刊2015年04期)

郭强,郭杏林,樊俊铃,侯培军,吴承伟[5](2014)在《基于固有耗散的材料疲劳性能快速评估方法》一文中研究指出材料疲劳损伤的累积过程是一个伴随着温度变化的能量耗散过程.相比于疲劳过程中试件的局部温升,固有耗散是材料能量变化的直接反映,与材料微观结构演化联系也更为紧密,因此以材料的固有耗散作为疲劳损伤指标具有更加明确的物理意义.基于对试件表面温升的一维双指数回归,构建了一种材料固有耗散的计算模型,并在此基础上提出了一种快速评估材料疲劳性能的能量方法.利用该能量方法,对FV520B钢的疲劳性能进行了实验研究,并对实验结果进行了分析与对比,从而证明了该能量方法及计算模型的可行性和有效性.(本文来源于《力学学报》期刊2014年06期)

吴定平[6](2004)在《一类耗散映象的固有值问题》一文中研究指出在Banach空间中运用拓扑度理论研究了一类耗散映象的固有值问题,并得到了这类集值映象的不动点定理和固有值定理.(本文来源于《四川大学学报(自然科学版)》期刊2004年06期)

固有耗散论文开题报告

(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:

双相钢Q345多用于建筑或机械结构的承力构件,循环载荷的长期作用使得构件在低于其静强度的载荷条件下发生疲劳断裂,经济可靠的强度设计需要对材料的疲劳失效进行研究。作者利用电磁谐振高频疲劳试验机,在载荷频率140 Hz、应力比为–1条件下,得到不同失效概率时材料高周疲劳(104周次<疲劳寿命<107周次)应力–寿命(S-N)曲线。利用扫描电子显微镜观察材料受到循环载荷作用后的显微结构的变化和疲劳失效后试样的断面微观形貌,研究材料疲劳裂纹的萌生和扩展。同时,利用红外热像仪记录Q345试样表面的温度场随循环载荷作用周次的变化,研究材料在高频循环载荷作用下的固有耗散能。双相钢Q345在高频循环载荷作用下的疲劳失效主要是由于铁素体–珠光体双相结构在循环载荷作用下的微观强度差异使得微观裂纹首先萌生于相对薄弱的铁素体晶粒,且随循环载荷周次的增加而裂纹逐渐扩展。珠光体晶粒对疲劳裂纹的扩展起阻碍作用,使得疲劳裂纹沿铁素体或铁素体与珠光体之间的晶界向前扩展。当载荷幅值低于其高周疲劳极限时,试样表面温升不明显;有限寿命的载荷条件下,试样表面温度场的变化受到材料微观变形的影响,基于试样表面温度场的变化,能快速确定材料的高周疲劳强度极限。高频循环载荷作用下,单位体积材料的固有耗散能与载荷之间呈非线性关系,在热力学框架内建立了材料的固有耗散能表征模型。

(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。

固有耗散论文参考文献

[1].郭强.基于固有耗散的高周疲劳性能评估与热力响应分析研究[D].大连理工大学.2019

[2].刘汉青,黄志勇,王清远.Q345高周疲劳失效机理及固有耗散能研究[J].工程科学与技术.2017

[3].郭强,郭杏林.基于固有耗散的高周疲劳损伤机理研究[C].中国力学大会-2015论文摘要集.2015

[4].郭强,郭杏林,樊俊铃,吴承伟.基于固有耗散的FV520B钢高周疲劳性能研究[J].金属学报.2015

[5].郭强,郭杏林,樊俊铃,侯培军,吴承伟.基于固有耗散的材料疲劳性能快速评估方法[J].力学学报.2014

[6].吴定平.一类耗散映象的固有值问题[J].四川大学学报(自然科学版).2004

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