Investigation Of Mode Ii Crack Growth Following A Very High Speed Impact

A recoverable plate impact testing technology has been developed for studying fracture mechanisms of mode II crack. With this technology, a single duration stress pulse with submicrosecond duration and high loading rates, up to 10(8) MPam(1/2)s(-1), can be produced. Dynamic failure tests of Hard-C 60# steel were carried out under asymmetrical impacting conditions with short stress-pulse loading. Experimental results show that the nucleation and growth of several microcracks ahead of the crack tip, and the interactions between them, induce unsteady crack growth. Failure mode transitions during crack growth, both from mode I crack to mode II and from brittle to ductile fracture, were observed. Based on experimental observations, a discontinuous crack growth model was established. Analysis of the crack growth mechanisms using our model shows that the shear crack extension is unsteady when the extending speed is between the Rayleigh wave speed c(R) and the shear wave speed c(S). However, when the crack advancing speed is beyond c(S), the crack grows at a steady intersonic speed approaching root 2c(S). It also shows that the transient mechanisms, such as nucleation, growth, interaction and coalescence among microcracks, make the main crack speed jump from subsonic to intersonic and the steady growth of all the subcracks causes the main crack to grow at a stable intersonic speed.

Molecular Dynamics Study Of The Mechanical Behavior Of Nickel Nanowire: Strain Rate Effects

We present the analysis of uniaxial deformation of nickel nanowires using molecular dynamics simulations, and address the strain rate effects on mechanical responses and deformation behavior. The applied strain rate is ranging from 1 x 10(8) s(-1) to 1.4 x 10(11) s(-1). The results show that two critical strain rates, i.e., 5 x 10(9) s(-1) and 8 x 10(10) s(-1), are observed to play a pivotal role in switching between plastic deformation modes. At strain rate below 5 x 10(9) s(-1), Ni nanowire maintains its crystalline structure with neck occurring at the end of loading, and the plastic deformation is characterized by {111} slippages associated with Shockley partial dislocations and rearrangements of atoms close to necking region. At strain rate above 8x10(10) s(-1), Ni nanowire transforms from a fcc crystal into a completely amorphous state once beyond the yield point, and hereafter it deforms uniformly without obvious necking until the end of simulation. For strain rate between 5 x 10(9) s(-1) and 8 x 10(10) s(-1), only part of the nanowire exhibits amorphous state after yielding while the other part remains crystalline state. Both the {111} slippages in ordered region and homogenous deformation in amorphous region contribute to the plastic deformation. (C) 2007 Published by Elsevier B.V.

具有摩擦阻尼结点之结构动力分析

本文将增量谐波平衡法(Incremental Harmonic Balance Method, I. H. B Method)结合组抗方法用于分析具有摩擦结点之结构稳态动力响应。这方法之主要优点是能将线性结构与摩擦结点分开来考虑。当摩擦结点之自由度远小于线性结构之自由度时,计算是很经济的。发展了一个分析这种系统之计算程序可与一般有限元结构分析程序如SAPV或ADINA相连,作为后处理程序。

自升式综合平台的外载计算

本文给出了自升式综合平台的外载估算方法。对大尺度物体的波浪载荷用三种方法进行了计算,在计算中考虑了非线性波的影响和局部修正。本文在给定的设计波参数和海况条件下,对南海北部湾和渤海地区的自升式综合平台(方案)进行了风、浪、流外载计算。计算结果用于平台结构强度、疲劳、稳定性分析和沉块的优化设计。

跨声速圆球阻力和流场

本文在跨声速范围内将阻力系数看作的函数,选择随马赫数变化很灵敏的脱体激波距离δ/R作为校核马赫数Ma_∞的一个标准量,通过大量实验,在小型1~#弹道靶上得到了0.8≤Ma_∞<1.3,10~4

含初始损伤的水泥砂浆材料的动态本构关系研究

建立了含初始损伤的水泥砂浆试件的两种动态损伤演化模型及本构模型 ,然后通过霍普金森压杆对水泥砂浆试件进行了冲击压缩试验。结果表明 ,正交异性损伤演化模型更适合描述实际介质的损伤 ,从而建立了水泥砂浆材料的正交异性动态本构方程。

喷射成形工艺参数及热挤压制度对8009耐热铝合金的组织及性能的影响

采用喷射成形方法制备了Al-8.5Fe-1.4V-1.7Si(8009)耐热铝合金，研究了喷射成形工艺参数及沉积坯件的热挤压工艺对材料的微观组织及性能的影响。结果表明：喷射成形工艺能够有效地抑制8009合金中粗大的富铁相的析出，获得均匀细小的组织；当射成形工艺参数选择适当时，沉积坯件具有良好的成形性与致密度，在随后的热挤压过程中，通过较低的挤压比即可使材料达到全致密。合金经过热挤压后，在室温及高温下均具有良好的力学性能。

微/纳米力学测试技术及其应用

    本书系统地介绍了微／纳米力学测试技术中最常用的压入和划入技术及其典型应用。全书共分13章。测试技术方面，内容涉及接触力学、测试原理、方法、校准、仪器、力学参量、影响因素。典型应用方面，内容涉及在表面工程、微机电系统、生物、高聚物和金属玻璃等领域内的微／纳米力学行为的测试。本书可供力学、材料、物理、电子、机械、生物和化学等领域的研究人员、工程技术人员以及大专院校相关专业的师生参考。

目录

前言

第1章 绪论

1.1硬度的定义和分类

1.2纳米压入和划入技术的发展

1.3纳米压入和划入技术的特点

参考文献

第2章 压入接触力学

2.1弹性接触

2.1.1 Soeddon解

2.1.2锥形压针

2.1.3球形压针

2.1.4圆柱压针

2.2弹塑性接触

2.2.1塑性发生

2.2.2完全塑性

2.2.3材料响应

参考文献

第3章 纳米压入测试原理

3.1压入硬度和模量

3.2连续刚度测量

3.3载荷一深度数据确定的材料参数

3.3.1马氏硬度

3.3.2压入蠕变

3.3.3压入松弛

3.3.4压入弹性功和塑性功

参考文献

第4章 纳米压入测试方法

4.1压针类型

4.1.1玻氏压针

4.1.2立方角压针

4.1.3维氏压针

4.1.4努氏压针

4.1.5圆锥压针

4.1.6球形压针

4.1.7圆柱压针

4.1.8楔形压针

4.1.9考虑因素

4.2测试环节

4.2.1样品准备

4.2.2环境控制

4.2.3间距选择

4.2.4表面探测

4.2.5驱动方式

4.2.6测试步骤

4.2.7测试报告

参考文献

第5章 纳米压入的确认和校准

5.1直接确认和校准

5.2间接校准

5.3测试和校准的实例

参考文献

第6章 纳米压入和划入的测量仪器

6.1仪器技术指标的定义

6.2美国Mrs公司

6.3美国Hysitmn公司

6.4瑞士CSM公司

6.5英国MML公司

6.6澳大利亚CSIRO公司

6.7测量仪器的发展趋势

参考文献

第7章 力学参量的测量

7.1压入方式

7.1.1硬度和模量

7.1.2断裂韧度

7.1.3蠕变和粘弹行为

7.1.4压入应力??应变曲线

7.1.5加卸载曲线涉及的

部分现象

7.2划人方式

7.2.1块体材料

7.2.2薄膜材料

7.2.3粗糙度

7.3弯曲方式

7.3.1微悬臂梁静载弯曲

7.3.2微桥静载弯曲

7.3.3微结构疲劳

7.4吸引方式

7.5声发射测试

7.6温度测试

参考文献.

第8章 影响纳米压入测试的因素

8.1测试仪器的影响

8.1.1压针缺陷

8.1.2测试方法

8.1.3接触零点的确定

8.1.4载荷和位移的分辨力

8.2样品的表面状态和性质

8.2.1表面吸湿

8.2.2表面粗糙度

8.2.3残余应力

8.2.4凹陷和凸起变形

8.3纳米压入和划入测试所面临的问题

参考文献

第9章 在表面工程中的应用

9.1金属材料表面激光强化的力学表征

9.2硬质膜的力学和摩擦学性能评估

9.2.1显微硬度测试

9.2.2纳米压人测试

9.2.3纳米划入测试

9.2.4膜材的影响

参考文献

第10章 在微机电系统中的应用

10.1薄膜测试

10.1.1典型薄膜材料的硬度和模量

10.1.2薄膜疲劳

10.1.3淀积工艺对二氧化硅薄膜力学性质的影响

10.2微结构弯曲

10.2.1微结构的静态弯曲

10.2.2微结构的动态弯曲

参考文献

第11章 在生物及其相关材料中的应用

11.1人工林杉木管胞细胞壁

11.2人体腰椎骨

11.3存储液对人体牙齿微力学性能的影响

参考文献

第12章 在高聚物中的应用

12.1PMMA单轴拉伸和弯曲力学行为

12.2划入测试的理论分析

12.3韧性行为的描述

12.4脆性行为的描述

12.4.1温度效应

12.4.2应变率效应

参考文献

第13章 在金属玻璃中的应用

13.1硬度和屈服应力的关系

13.2不连续的塑性变形

13.3压痕形貌和微结构变化

13.4应变率效应

13.5钕基金属玻璃的变形行为

参考文献

附录 常见问题的回答

1测试数量

2压入间距

3压入深度

4泊松比的选择

5典型材料的参数

6断裂韧度测试压针的选择

7纳米薄膜的测试

8典型材料的压入变形行为

9显微硬度和纳米压入硬度的关系

10压入影响区及其边界效应

10.1压入影响区的有限元模拟

10.2边界距离影响的有限元模拟

10.3压人间距影响的测试

参考文献

生物力学导论

在我国生物力学是门新兴学科，它既是医学和生物医学工程发展的需要，也是力学学科发展的必然生物力学以医学、生理学、生物学的学要为出发点和归宿，把力学的和生物学的方法有机地结合起来，去解决这些学科工程中所需解决的问题
本书详细介绍了这方面的有关知识和研究成果
附录与关键词: 生物力学 概论 生物力学

理性力学基础

《理性力学基础》为《中国科学院研究生教学丛书》之一。
    《理性力学基础》系统地介绍了理性力学的主要科学体系和基本理论。《理性力学基础》由四部分，共十五章组成。第一部分综合介绍了理性力学的科学意义、方法和特点，从理性力学角度概括论述变形几何学与运动学、力学基本定律与场方程以及本构方程的一般原理。着重阐明张量和场方程的时空无差异原理，以及本构方程所应遵循的客观性原理。第二部分着重介绍简单物质的理论体系。作为典型范例进一步阐明弹性物质和简单流体的本构方程以及弹性体有限变形边值问题的分析方法。第三部分详细介绍黏弹性物质、弹塑性物质及晶体塑性的基本理论。第四部分主要介绍含缺陷物质的本构理论。
    《理性力学基础》可作为力学、应用数学、理论物理等专业的研究生教材，也可供力学工作者及高等院校力学专业教师参考。

目录 

第一章 绪论
1·1 理性力学目的和意义
1·2 理性力学的特点与体系
1·3 理性力学的方法
1·4 符号
第二章 变形几何学和运动学
2·1 直角坐标系的张量
2·2 物体的构形与运动
2·3 变形梯度
2·4 应变度量和面元、体元变形
2·5 应变率
第三章 基本定律与场方程
3·1 质量守恒定律
3·2 应力原理与动量守恒定律
3·3 能量守恒定律和熵定律
3·4 功共轭与应力度量
3·5 场方程
3·6 随体坐标系
第四章 本构方程的一般原理
4·1 时空系的变换
4·2 基本定律的客观性
4·3 本构方程的一般原理
第五章 简单物质
5·1 张量函数
5·2 张量函数表示定理
5·3 简单物质的本构方程
5·4 本构方程的简化形式
5·5 各向同性物质
5·6 简单固体
5·7 简单流体和流晶
5·8 内部约束
5·9 特殊类型物质
5·10 衰退记忆
第六章 弹性物质
6·1 弹性物质的本构方程
6·2 物质对称性
6·3 各向同性弹性固体
6·4 超弹性物质
6·5 各向同性超弹性物质
6·6 主轴表示
6·7 储能函数表示式
6·8 二次弹性
6·9 均匀变形场
6·10 储能函数的实验确定
第七章 弹性体有限变形边值问题
7·1 边值问题的提法
7·2 若干典型问题
7·3 平面应变问题
7·4 不可压缩各向同性弹性体
第八章 简单流体
8·1 直线流动
8·2 曲线流动
8·3 伸长历史恒定运动
8·4 定常测黏流动
8·5 Poiseuille流动
8·6 Couette流动
8·7 圆锥-平板流动
8·8 端部正应力效应
8·9 Stokes流体测黏流动
8·10 定常拉伸流动
第九章 黏弹性物质
9·1 线性黏弹性理论
9·2 非线性黏弹性固体
9·3 本构泛函展开
9·4 非线性黏弹性流体
第十章 弹塑性物质
10·1 微小变形塑性理论
10·2 张量的时间导数
10·3 有限塑性变形的本构方程
10·4 塑性大变形基本方程
10·5 Drucker公设与有限塑性变形
第十一章 晶体塑性理论
11·1 晶体塑性变形运动学
11·2 硬化规律
11·3 硬化系数表示式
11·4 晶体塑性本构关系
11·5 滑移剪切率γ(α)的存在性与惟一性
11·6 率相关流动规律
第十二章 缺陷连续统的线性理论
12·1 张量场的微分运算
12·2 协调条件
12·3 缺陷的几何意义
12·4 位错弹性理论
12·5 位错塑性理论
12·6 一般缺陷塑性理论
12·7 晶体塑性位错理论
12·8 Nye张量及缺陷塑性理论小结
12·9 位错塑性理论二维公式及算例
第十三章 非黎曼几何及流形简介
13·1 Euler空间张量场的绝对微分
13·2 曲率张量
13·3 线性空间
13·4 仿射联络空间
13·5 非完整变换
13·6 拓扑空间
13·7 微分流形
第十四章 缺陷连续统的非线性理论
14·1 非Niemann物质流形的构造
14·2 缺陷的几何意义
14·3 缺陷连续统的弹性理论
14·4 缺陷连续统的塑性理论
14·5 晶体塑性位错理论
第十五章 理性力学若干应用
15·1 有限变形的精确描述
15·2 曲线坐标的相应公式
15·3 本构方程的客观性原理
15·4 物质对称性
15·5 主轴法
15·6 客观应力率
附录 曲线坐标
1 基向量与度量张量
2 逆变导数
3 应力张
4 运动方程

 

A thin liquid film and its effects in an atomic force microscopy measurement

Recently, it has been observed that a liquid film spreading on a sample surface will significantly distort atomic force microscopy (AFM) measurements. In order to elaborate on the effect, we establish an equation governing the deformation of liquid film under its interaction with the AFM tip and substrate. A key issue is the critical liquid bump height y(0c) at which the liquid film jumps to contact the AFM tip. It is found that there are three distinct regimes in the variation of y(0c) with film thickness H, depending on Hamaker constants of tip, sample and liquid. Noticeably, there is a characteristic thickness H* physically defining what a thin film is; namely, once the film thickness H is the same order as H* , the effect of film thickness should be taken into account. The value of H* is dependent on Hamaker constants and liquid surface tension as well as tip radius.

硬边非稳腔平面波导激光器的光束特性

基于衍射理论和坐标变换,采用数值模拟的方法分析了硬边非稳腔平面波导激光器的光束特性,研究了存在非均匀抽运和增益饱和时,输出激光的光束质量.在端面抽运和边缘抽运时,比较了正支和负支非稳腔的输出光束特性.结果表明：利用优化的离轴硬边非稳腔可以得到近衍射极限的输出.在相同的抽运不均匀性情况下,对于边缘抽运和端面抽运,正支非稳腔的光束质量因子M^2分别为3.9和2.3,而相同条件下负支非稳腔的M^2因子为1.8和1.7.

Analysis on fluorescence intensity reverse photonic phenomenon between red and green fluorescence of oxyfluoride nanophase vitroceramics

An interesting fluorescence intensity reverse photonic phenomenon between red and green fluorescence is investigated. The dynamic range. of intensity reverse between red and green fluorescence of Er( 0.5) Yb( 3): FOV oxyfluoride nanophase vitroceramics, when excited by 378.5nm and 522.5nm light respectively, is about 4.32 x 10(2). It is calculated that the phonon- assistant energy transfer rate of the electric multi- dipole interaction of {(4)G(11/2)( Er3+) -> F-4(9/2)( Er3+), F-2(7/2)( Yb3+). F-2(5/2)( Yb3+)} energy transfer of Er( 0.5) Yb( 3): FOV is around 1.380 x 10(8) s(-1), which is much larger than the relative multiphonon nonradiative relaxation rates 3.20 x 10(5) s(-1). That energy transfer rate for general material with same rare earth ion's concentration is about 1.194 x 10(5) s(-1). These are the reason to emerge the unusual intensity reverse phenomenon in Er( 0.5) Yb( 3): FOV. (C) 2007 Optical Society of America.