一、脆性介质中裂纹与孔洞缺陷的分类与尺度效应（论文文献综述）
赵阳升[1]（2021）在《岩体力学发展的一些回顾与若干未解之百年问题》文中认为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。
陈红蕾[2]（2021）在《微纳尺度金薄膜疲劳行为及微观机理研究》文中认为随着近年来电子信息技术的快速发展,世界已逐渐进入以物联网和智能制造为主导的新时代。目前所用电子设备的集成度在不断地增加而其外观尺寸却在不断减小,所用材料的特征尺度也不断地减小到微米甚至纳米尺度。微/纳米尺度金属材料（例如Au、Cu和Al）因其良好的导电性能,是集成电路和柔性电子器件中重要的电极和导电互连材料,承担着为电子器件中各个分立的功能单元传输电信号的功能。这些微/纳尺度的金属薄膜在日常使用中往往会承受较高的温度或机械变形,例如,在超大规模集成电路中,金属薄膜不可避免地承受着较高的电流密度和周期变化的热失配应变;在柔性电子器件中,金属薄膜会受到较大的循环弯曲和拉压变形。在循环载荷作用下,材料会产生疲劳损伤并萌生疲劳裂纹,最终造成由疲劳破坏引起器件功能下降甚至失效。当材料的几何尺度和微观结构尺度减小到微米甚至纳米尺度,其疲劳损伤行为将不同于块体材料。同时,材料尺度由块体尺度向微/纳尺度的转变也会引起损伤机制的转变,产生显着的尺寸效应。因此,澄清微/纳尺度材料的疲劳损伤行为及其微观机制是当前材料领域的关键问题之一,同时对于高性能微电子器件的发展也具有重要的理论和实际意义。在本论文中,通过磁控溅射方法在柔性聚酰亚胺（PI）基体上制备了不同厚度的Au薄膜,同时,通过电子束蒸发与光刻技术在刚性硅基体上制备了不同厚度和不同线宽的Au互连线。薄膜厚度在微米到纳米尺度,金属线宽度在微米尺度。通过单向拉伸、动态弯曲疲劳、交流电热疲劳等实验方法,结合深入的微观结构表征,系统研究了材料尺度、外加载荷和超薄结合层对微/纳尺度Au薄膜疲劳损伤行为的影响及其微观机制。论文的主要研究结果如下:1.对不同厚度（40、90、170、930nm）的纳米晶Au薄膜进行了动态弯曲疲劳实验,研究了材料尺度、外加应变和循环周次对Au薄膜疲劳损伤行为的影响。总结了不同厚度薄膜在不同外加应变幅和循环周次下的疲劳损伤行为,利用外加应变-循环周次坐标系首次构建了薄膜的疲劳损伤行为转变图,发现薄膜损伤行为分为三个区域,即,Ⅰ区为沿滑移带开裂,Ⅱ区为沿滑移带开裂和沿晶开裂的混合区,Ⅲ区为沿晶开裂。当薄膜厚度h≥90 nm,Au薄膜的疲劳损伤主要表现为疲劳挤出和沿晶裂纹两种损伤形式（Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ区）。当薄膜厚度减小到40nm,Au薄膜疲劳损伤行为仅表现为沿晶裂纹（Ⅲ区）。为此,提出了通过位错滑移和晶界滑动所累积的不可逆应变εf,DScum和εf,GBScum定量表征上述两种损伤行为转变的临界条件,可以很好地与损伤行为转变图吻合。2.结合疲劳挤出高度的定量表征、疲劳损伤的截面观察和慢正电子束湮没技术对空位缺陷的表征,发现疲劳过程中过饱和空位的产生与扩散对微/纳尺度薄膜材料疲劳挤出的形成起到重要作用。随着薄膜厚度的降低,由于位错相互作用能力的降低和空位扩散的加剧,空位在材料内部积聚和饱和的延迟抑制了疲劳挤出形核,提高了材料的疲劳损伤抗力,从而提高了其疲劳寿命。基于空位模型和实验测量结果,准确地预测了块体到小尺度材料的疲劳微观机制转变。本文所提出的空位辅助挤出生长机制表明,通过调控界面来控制空位行为对设计具有优异疲劳性能的小尺度金属具有重要意义。3.通过在Au薄膜/PI界面之间添加超薄（-5 nm）的钛结合层,研究了薄膜-基体界面对薄膜的疲劳损伤行为的影响。研究表明,加入Ti结合层可显着提高1μm厚Au薄膜的超高周疲劳性能。这种较厚薄膜疲劳寿命提升的主要原因是由于Au/Ti界面有效地抑制了薄膜-基体界面空位聚集形成孔洞和疲劳挤出的生长,从而降低了循环应变局部化和裂纹萌生的倾向。这一发现有力地支持了本文所提出的空位辅助挤出生长机制,并为设计具有超长疲劳寿命的柔性器件提供了一种潜在的策略。4.对纳米晶Au和Au/Ti薄膜的超高周（108周）疲劳损伤行为与相关机制的研究表明,除薄膜中常见的疲劳挤出和沿晶开裂行为外,丘起是一种新的损伤形式,并可能伴随着孔洞的形成。丘起的尺寸具有显着的尺寸效应,同时其密度具有较强的厚度与应变依赖性。越厚的薄膜丘起尺寸越大,但其密度越低。此外,Au/Ti薄膜中所形成的丘起尺寸与密度均略低于Au薄膜的丘起尺寸。分析表明,表面扩散、晶界扩散、界面扩散和外加应变幅梯度均促进丘起形成,其中表面扩散和晶界扩散是影响丘起形成的主要因素。5.对不同厚度（50、100、200nm）和线宽（5、10、15μm）的纳米晶Au互连线进行交流电热疲劳实验,研究尺度和外加载荷对其热疲劳性能和损伤行为的影响。研究发现,Au互连线的热疲劳寿命表现出较强的尺度效应,即线厚度越薄,可承受的热应变幅和温度幅越高。此外,Au互连线的热疲劳寿命没有表现出明显的线宽效应。除了线厚度外,Au互连线的热疲劳损伤行为还明显依赖于外加应变范围。原子扩散和位错滑移是热疲劳变形的两种重要机制,而高温导致的原子扩散是控制疲劳失效的主要因素。基于实验观察和理论分析,提出了纳米晶薄膜的厚度与外加应变控制的热疲劳机理图。
葛进进[3]（2020）在《初始应力状态下岩石爆破裂纹扩展的模型试验研究》文中进行了进一步梳理煤炭作为主导能源一直以来支撑着我国的国民经济快速发展。事实上,在今后相当长的时期内它将仍然被视作我国经济发展所依赖的主导能源。由于浅部煤炭资源的枯竭,当前矿井的开采正经历着由浅部向深部的转变。工程实践表明,深部岩体赋存在高地应力环境中,导致深部矿井岩石的爆破破碎理论和围岩稳定机理显然与浅部岩体有所不同。因此,正确认识高地应力状态下爆炸载荷的加载特性、岩体爆破的损伤演化机理、爆破效果的影响因素以及不同爆破技术的破岩机理,这对于丰富爆破破岩的理论以及工程应用都是极具现实意义的。本文以爆炸力学、连续介质力学、岩石断裂和损伤力学、应力波理论等为指导,通过物理相似模型试验为主理论分析为辅的研究方法,对初始高地应力状态下岩石爆破破裂机理进行全面研究,修正考虑初始应力的压碎圈和裂隙圈计算公式和考虑初始应力的爆破分形损伤模型,揭示深部岩体内爆破裂纹扩展的方向、长度、速度与初始地应力的定量关系,探究初始地应力状态下岩体内爆破应力波的传播规律以及不耦合系数对爆破裂纹扩展的影响。初始应力状态下的透明岩石爆破相似模型试验表明:模型试件上,径向主裂纹扩展的平均长度、速度均随初始地应力的增大而减小,环向裂隙圈、压缩粉碎圈的平均直径也均随初始应力的增大而减小,但是压缩粉碎圈直径与环向裂隙圈直径的比值却随着初始应力的增大而增大;同时,在初始应力较大的区域,其爆破远区的应力波较初始应力较小的区域增强,即震动强度变大;当模型试件处于不等围压荷载条件下,其爆生最长径向主裂纹扩展的方向与最大主应力（σv）的方向呈锐角,且该锐角的大小随着最小主应力（σh）的增大而增大,同时可以根据tanθ=σv/σh（0<9<45℃）确定θ值得大小,这一试验结果和理论分析高度吻合。由上述结论可以推断,高地应力下深部岩体之所以难爆,主要是因为初始高地应力的存在改变了炸药爆炸后能量的分布,即用于爆破近区和爆破远区的能量占比扩大,用于爆破中区的减小。原本裂纹面的张开就受到初始应力的限制,使得需要更大得驱动力扩展裂纹,也就是扩展单位长度得裂纹需要更多的能量,而用于驱动裂纹扩展的总能量却有所减少（爆破中区）,所以裂纹扩展的总长度减少了。图96表52参240
李坤元[4]（2020）在《高压水射流下混凝土破碎区演化及裂纹扩展规律研究》文中进行了进一步梳理在道路桥梁的混凝土结构养护维修工程中,混凝土破碎技术至关重要。相较于常见机械与化学方式破碎混凝土造成的高成本、工作量大、修复质量差等缺点,高压水射流破碎混凝土技术具有污染低、施工精确、选择性广、原结构受损低、高效率、非接触式切割等明显优点,在道路桥梁养护维修、灾后重建、应急救援、紧急破拆等工程中发挥着极为重要的作用。但由于高压水射流破碎混凝土过程十分短暂（微秒级）,且涉及流体与固体非线性碰撞动力耦合问题,作用机理较为复杂,混凝土在射流作用下的破坏机理尚不明晰,高压水射流破除混凝土技术仍存在门槛泵压较高,比能耗较大,局部精确破碎或可控致裂技术不足等问题而解决以上问题建立在对射流冲击混凝土破碎及裂纹扩展规律的深入探究之上。为促进高压水射流破除混凝土技术发展,提升混凝土结构修复水平、提高事故应急破拆效率等,本文重点从试验研究、数值模拟研究等方面研究了高压水射流冲击下混凝土内部裂纹扩展特征以及力学机理,取得了以下主要成果:（1）利用环氧树脂和固化剂按比例配制均质透明类混凝土,采用高压水射流冲击均质透明类混凝土监测设备记录冲击破碎过程,通过观察高压水射流冲击破碎均质透明类混凝土过程中试件内部裂纹的萌生、扩展、贯通及破碎形态,表明了高压水射流冲蚀混凝土破碎区演进过程,主要包括水锤压缩区扩展、非压缩区扩展及侵彻贯通后扩展3个典型阶段。在水锤压缩区冲蚀孔洞以近似“花瓣”状形态向自由面扩展,且在冲蚀孔洞近域出现塑性屈服条形带,孔洞周围衍生出径向裂纹、环向裂纹相互交织、贯连的网状裂纹区;非压缩区材料去除演变为完全脆性破碎模式,冲蚀孔洞近域已不存在明显的塑性屈服区及裂纹网,轴向演进速度出现阶段性的停滞;侵彻贯通后冲蚀孔洞直径在一定时间范围内会持续扩展,孔壁近域出现不连续、半球状微裂纹区域,当扩展至初始贯通孔径2倍左右时,主冲蚀孔洞趋于稳定。（2）采用云母片与透明类混凝土制成内蕴裂纹透明类混凝土,采用高压水射流冲击内蕴裂纹透明类混凝土监测设备记录冲击破碎过程,通过观察高压水射流冲击破碎内蕴裂纹透明类混凝土过程中试件内预制裂纹与预制裂纹影响区域内次生裂纹的萌生、扩展、贯通及破碎形态,表明了预制裂纹的存在对裂纹扩展过程具有导向作用,显着提高了水射流冲击破碎效率和损伤程度,主要体现在增加次生裂纹数量,促进次生裂纹向各个方向发展,提高水射流贯穿试件速度,预制裂纹的空间排布与其产生的导向作用有明显的相关性;侵彻贯通试件时间长短为:竖直预制裂纹试件<斜45°预制裂纹试件<水平预制裂纹试件,预制双裂纹试件<预制单裂纹试件;从产生裂纹数量上排序,斜45°预制裂纹试验>水平预制裂纹>竖直预制裂纹,预制双裂纹试件>预制单裂纹试件;不处于冲击中心的预制裂纹,会产生裂纹尖端效应,促进次生裂纹朝与预制裂纹面大角度方向扩展。（3）基于光滑粒子流体动力学（Smooth Particle Hydrodynamics,SPH）方法建立了高压水射流冲击均质混凝土与内蕴裂纹数值模型,通过对不同阶段混凝土应力云图和裂纹典型粒子应力曲线进行分析,结合高压水射流冲击混凝土表面应变监测试验,研究高压水射流冲击混凝土力学特性,表明了液固接触初期,水锤压力在冲蚀坑形成强烈的压剪应力,固液接触面及其临近区域均为剪切断裂;在水锤压缩区扩展阶段,锥形裂纹主为混凝土剪切破坏而萌生、径向裂纹、轴向裂纹、环向裂纹均为混凝土受拉破坏而萌生;预制裂纹尖端最先出现损伤,除处在冲蚀坑近域的预制裂纹尖端与斜45°预制单裂纹端部为剪切破坏,其他均为拉伸破坏;预制裂纹排布方式对高压水射流冲蚀效率增益也各不相同,试件内部裂纹轴向扩展增益大小为:竖直排布>斜置排布>横向排布;试件内部裂纹径向扩展增益大小为单裂纹横向排布>单裂纹竖直排布>单裂纹斜置排布,双裂纹横向排布>双裂纹斜置排布>双裂纹竖直排布;开展了高压水射流冲击混凝土过程中应变测试试验,展示了混凝土在射流冲击下其内部裂纹萌生、扩展、贯通与表面应变的同步变化过程,揭示了高压射流冲击混凝土表面应变的阶段性演化规律。
邢学刚[5]（2019）在《氧化铝陶瓷表面钛金属化涂层力学性能研究》文中研究指明陶瓷-金属连接件具有金属材料的韧性、塑性以及良好的导电性,同时也具有陶瓷材料的腐蚀磨损抗性及高温稳定性,能够满足极端环境下材料设计与应用的要求,被广泛应用于极大规模集成电路、微机电系统及生物材料等先进材料制造领域。陶瓷-金属连接复合材料可靠性高度依赖于两种材料间的润湿性以及热膨胀系数的匹配度。目前通过在陶瓷表面预沉积一层金属化涂层来改善界面润湿性,然而严苛的实验条件限制了其应用范围。因此有必要对现有制备方法以及实验装置进行改进,使其能够在实际工程中得到推广。由于金属化涂层材料的变形以及失效机理完全不同于块体材料,了解其在复杂工况下的力学特性是极为必要的。对其塑性变形模式以及能量耗散等展开系统的研究并建立相应的应力应变关系模型,是薄膜材料及其复合结构设计和应用的基础。纳米力学表征手段主要研究对象为微纳米尺度的材料及系统,针对本文中陶瓷表面金属化涂层这样的小尺度材料力学性能表征优势明显。本文主要采用纳米压入系统研究了加载应变率以及压入深度对于薄膜压入尺度效应及蠕变行为的影响,并基于量纲分析理论,结合有限元分析反推得到薄膜的弹塑性本构关系,具体研究内容及主要结论如下:1、设计反应模具,采用气相沉积方法,选取不同反应温度（1000°C,1050°C以及1100°C）,在氧化铝陶瓷表面制备钛金属化薄膜。结果表明,三种温度下均得到了连续的薄膜,厚度约为6μm。薄膜中存在的主要晶相为Ti2O,（101）晶面择优取向。不同温度下所得的三种薄膜表现出完全不同的表面形貌以及截面形貌,其中1050°C条件下制备的薄膜具有最均匀的表面形貌,且膜/基界面紧密结合,无明显的孔洞或裂纹。2、对薄膜材料进行表面纳米压入测试,得到不同制备温度下薄膜的载荷-位移曲线。1000°C及1100°C薄膜在压入过程中出现了微裂纹,变形以弹性变形为主,1050°C薄膜加载阶段未出现薄膜破裂,变形模式以塑性变形为主。根据Oliver-Pharr方法计算薄膜的硬度以及弹性模量,得到1050°C制备的薄膜具有较低的硬度以及弹性模量,这与不同温度下薄膜的微观结构相关。对薄膜进行划痕测试,对刻划过程中塑性变形行为进行表征,结果表明临界载荷Lc顺序为:1100°C<1000°C<1050°C。通过对薄膜进行连续载荷磨损测试得到1000°C及1050°C薄膜在摩擦过程中磨损机理为粘着磨损,1100°C薄膜为磨粒磨损。结合纳米压入得到的硬度、弹性模量以及其相互关系分析了不同制备温度下薄膜的摩擦抗性、塑性变形抗性以及裂纹生成抗性,结合扫描电子显微镜分析了几种薄膜的能量耗散机制。最终得到结论,1050°C为氧化铝陶瓷表面钛金属化的最佳制备温度。3、采用量纲分析方法建立了薄膜纳米压入载荷-位移曲线形状因子与膜/基弹塑性力学参数之间的无量纲函数关系式。引入三种不同压入深度,选择加载总功以及卸载总功分别建立方程组,将无量纲函数中未知参数简化为三个。基于有限元分析软件ABAQUS不同膜基性能组合下压入行为模拟结果,通过正向分析确定了陶瓷基体弹性模量对于压入过程的影响较小。分别对加载总功以及卸载功建立的无量纲函数表达式进行拟合,得到了无量纲函数的具体表达形式。结合一次压入实验,通过反分析方法确定了薄膜的弹性模量、屈服强度以及硬化指数。结果表明,采用加载段数据得到的反分析解更加可靠,卸载段数据由于受到卸载行为不确定性和压头及实验环境的影响,误差较大。4、采用连续刚度测量方法对薄膜进行纳米压入测试。借助弹性接触理论以及应变梯度塑性理论对压入硬度以及弹性模量变化规律进行分析。压入硬度先增大后减小,初始硬度增大现象源于压头尖端钝化,钝化压头与试样弹性接触导致测试硬度随压深增大而增大,且在低加载应变率下与理论值更加吻合。硬度压入尺度效应现象采用Nix-Gao模型进行拟合分析,得到了薄膜的本征硬度以及微观尺度特征长度,且高加载应变率下对应的薄膜本征硬度值较大,薄膜材料出现压入尺度效应的深度范围增大。弹性模量表现出与硬度相似的变化规律,通过恢复阻抗表征弹性模量与硬度的关系。5、通过压入测试得到不同加载应变率以及不同加载深度下薄膜蠕变规律。高加载应变率下蠕变总位移增大,蠕变应力指数对加载应变率不敏感。深度对蠕变行为的影响分为两阶段,最大压入深度小于2000 nm时,随压入深度增加,蠕变总位移增加,而稳态蠕变阶段蠕变应力指数减小。最大压入深度大于2500 nm时,受基体影响,随压入深度增加,蠕变总位移减小,而稳态蠕变阶段蠕变应力指数增大。
李琴[6]（2019）在《岩石水力破裂的气-液-固耦合数值模拟方法研究》文中进行了进一步梳理岩石在气-液-固耦合条件下的水力破裂问题涉及石油、采矿、水利和新能源等各个行业。随着地表资源的逐渐匮乏,人类工程活动不断向地球深部进发,大型压裂技术被广泛用于各种深部资源的开发利用。同时,水压致裂问题也是影响大型水利水电结构安全性评估的一个常见因素。然而,由于水压开裂涉及固体（岩体）的动态破裂破坏,流体（通常情况下表现为多相流）在岩石动态裂隙网络中的流动,以及两者之间的耦合相互作用,岩石的水压致裂本质上是一个典型的复杂流固耦合问题。针对这类问题,常规的解析法和实验法具有一定的局限性。本文建立了岩石的拉伸全过程离散本构模型、准脆性裂纹扩展离散本构模型、各向异性的数值模型,并将上述模型与多相流计算方法耦合,最终建立了可同时考虑岩石的非连续破裂破坏、非均匀性、各向异性和气-液-固耦合相互作用的新型数值计算方法。主要研究内容及成果如下:（1）建立了岩石拉伸破坏全过程的非线性离散本构模型。采用三维离散弹簧模型（DLSM）对岩石拉伸破坏的机理进行详细解析,发现岩石细观强度的非均匀性对宏观拉伸破坏的峰前响应有影响,而初始缺陷的空间位置等信息可控制岩石材料的峰后响应,同时证明了非线性离散本构模型对DLSM描述岩石拉伸破坏全过程（峰前特性及峰后特性）的适用性。结合DLSM的特点和传统粘聚区模型建立了三种新型非线性离散本构模型并对其特性进行了分析。结果表明非线性岩石离散本构模型的峰后段可同时控制岩石宏观拉伸破坏的峰前和峰后响应,但对峰前响应的影响具有尺度无关性,而对峰后响应的影响具有尺度相关性。在此基础上提出了一种考虑尺度效应的离散本构模型参数选取方法,并通过实验数据对其进行了验证。（2）提出了考虑尺度效应的岩石准脆性裂纹扩展的离散本构模型及宏观/细观参数选取方法。依托类岩石材料准脆性裂纹扩展的物理实验结果,对DLSM进行了二次开发,增加了 DLSM求解准脆性裂纹扩展的新型本构。确定了非线性离散本构模型对DLSM求解准脆性裂纹扩展问题的必要性,并建立了一种考虑颗粒尺寸效应的新型非线性离散本构模型,推导了离散模型与宏观参数间的闭合关系式。通过与现有准脆性裂纹扩展物理实验数据的详细对比,对提出的新型准脆性裂纹扩展模型进行了验证。（3）提出了岩石各向异性的数字化表征方法。提出了基于非连续面表征的各向异性建模方法,通过加入非连续面来表征软弱夹层和微裂纹,弱面参数的输入采用常规非连续面的基本力学参数,破坏采用基本的库伦摩擦定律。考虑到现实中岩石各向异性可由弱面或者夹杂等多种因素导致,进一步提出了基于数字图像的岩石各向异性表征方法。结果表明基于数字图像的数值模型可从弹性模量、单轴抗拉强度和裂纹抵抗力等多个因素重现岩石的各向异性。（4）建立了多相流固耦合的新型数值模型。通过进一步将基于Shan-chen模型的单组多相（SCMP）-格子玻尔兹曼方法（LBM）与DLSM进行耦合,建立了一种可考虑气-液-固耦合相互作用的新型耦合数值计算方法,并对耦合方法进行了验证,包括多相流经典解、表面张力的Laplace解和三相接触角等经典多相流问题。此外,对在高速液滴冲击作用下的岩石破裂破坏过程进行了数值模拟,同时将模拟求解水压致裂实验的结果与现有物理实验进行了对比,验证了耦合计算模型在求解流固耦合问题方面的能力。在此基础上通过新开发的数值模型研究了考虑岩石材料非均匀性、几何非均匀性、各向异性、多相孔洞等因素对水压致裂的影响,并对混凝土高坝的水压开裂进行了模拟。
赵帅[7]（2019）在《两相复合材料损伤与失效的多尺度模拟方法研究》文中提出随着科学技术的快速发展,工业生产中的复合材料逐渐占据重要位置,同时国务院颁布的“中国制造2025”也对复合材料提出了战略支撑和保障。两相复合材料是制造业的基石,对其开展多尺度模拟方法的研究具有重要的意义和工程价值,同时损伤和失效的研究一直都是工业界备受关注的问题。因此,两相复合材料损伤与失效的多尺度模拟方法研究是材料可靠性分析中的重中之重。由于细观尺度的材料性能与宏观特性存在较大的差异,因此利用传统的宏观方法对两相复合材料损伤与失效问题进行准确的模拟和预测已经日渐困难。细观尺度和双尺度分析是解决上述问题行之有效的方法。本文提出了多种逼近真实组织结构的模型构建方法,通过细观尺度和宏细观双尺度模拟、相关实验测试及解析解验证等方面的分析,研究了两相复合材料损伤与失效的过程。本文所取得的主要研究进展如下:模型参数的精确表征是实现多尺度模拟的关键,而反演分析是参数表征的重要方法。本文首先基于卡尔曼滤波算法（KFA）和响应面插值技术提出了一种新颖的反演分析方法。响应面插值技术可以快速提高计算效率,但是同时也会引入较大的误差。对于这个问题,本文进一步提出了一种缩小范围的反演分析方法来预测内聚力模型（CZM）的参数。通过对SAC-Cu焊锡界面I、II型断裂伪实验和真实实验的模拟及反演分析,证明了该方法具有较高的鲁棒性和准确性,可以较好地解决复杂界面失效的CZM参数识别问题,为复合材料损伤与失效的多尺度模拟分析奠定了基础。针对增强相非均匀分布的网状材料,提出了一套细观尺度的建模方法,可以生成逼近真实组织结构的几何模型。结合带有尺度效应的应变梯度硬化和淬火硬化的本构关系,对代表性单元体（RVE）开展了弹塑性分析,验证了该方法的可靠性。通过对增强相的简化、增强机制、增强相分布等研究,揭示了网状结构材料的细观力学特性。其次,针对增强相均匀分布的颗粒增强材料损伤与失效的问题,提出了结合图像法和参数法的细观尺度建模方法、建立骨料库的方案以及快速嵌入内聚力单元的方法,能够随机生成不同含量不同分布的骨料。基于ABAQUS的二次开发及相关公式推导,提出了结合率相关CZM和显式动力学分析的研究策略。应用上述方法,准确地预测了混凝土材料损伤与失效的力学行为。上述两种细观尺度模型的构建方法为其他类似的复合材料模拟分析提供了借鉴。以计算均匀化理论为基础,基于商用有限元软件ABAQUS及并行计算技术提出了一套高效的双尺度计算方法。该方法打破了ABAQUS/Standard非并行计算框架的限制,有效解决了传统双尺度模拟方法计算效率过低的问题。通过颗粒增强复合材料的双尺度分析及不同方法计算效率的对比,证实了该并行方法的可行性及高效性。最后,以计算均匀化理论和CZM为基础,推导了带有界面的双尺度理论公式,并结合带孔洞的双悬臂梁（DCB）实验,基于真实的细观结构开展了损伤与失效的双尺度研究,分析了界面的脱粘演变规律及CZM参数对材料性能的影响。
杨韬[8]（2019）在《岩石破裂过程渗流特性的数值分析方法》文中认为近年来随着大型水利水电工程的兴建以及非常规油气资源的勘探开发,工程尺度岩体渗透特性研究的重要性愈发提高。岩石在荷载作用下发生变形直至损伤破裂的过程伴随极其复杂的力学行为。一方面,由于岩石材料自身存在细观尺度的缺陷,导致了材料非线性,不同岩样的试验曲线和材料参数极其离散;另一方面,岩体通常是由大量不连续结构面切割而成的复杂裂隙网络体系,节理裂隙的发育程度往往决定了岩体的力学特征。与此同时,工程岩体又通常赋存于应力场、渗流场、温度场等共同形成并相互作用的地质环境中,围岩与地下水之间存在复杂的流固耦合问题。尤其在开挖卸荷过程中一旦围岩发生损伤破裂,伴随着裂隙的发育,积蓄的应变能以声发射形式向外耗散,应力场不断转移,渗流通路不断改变,导致渗流场动态变化;渗流场的改变又进一步影响应力场的分布,在应力-渗流相互作用下,共同决定了岩体的破裂形式和渗流通道的发育形态。本文的研究完成了以下主要内容:（1）根据损伤力学和统计强度理论,对现有真实破坏分析方法RFPA（RealisticFailure Process Analysis）进行扩展细化,建立能够完整反应岩石损伤-渗透-能量耗散的全路径破坏分析方法。分别对弹性、损伤、接触、分离状态的单元扩展出完整的荷载-损伤路径,并结合不同的材料本构模型,将其推广到三维形式。较为成功的描述了岩石不同的破裂形态、裂隙反复张开闭合、裂隙面以及破裂块体之间相互咬合、相互锁定、再次破碎等复杂的力学行为。（2）建立了损伤过程渗流模型。充分考虑单元损伤历史和当前应力-应变水平对渗透性的综合影响;针对单元损伤的各个阶段,给出统一、连续的渗流模型表述。精细的模拟了渗流条件下岩体的损伤发育、裂隙开闭、声发射前兆、渗流通道的发育与改变、应力-渗流场耦合作用下诱导的裂隙转向等现象。（3）在唐春安提出的RFPA方法和以往研究者卓越成果的基础之上,引入现代软件设计方法,借鉴现有成熟CAE工程软件的设计开发思路,从底层开始全新开发了岩体工程分析系统REAS（Rock Engineering Analysis System）。以C#语言为主开发了用户交互界面;使用跨平台图形库OpenGL开发了高性能的图形可视化系统;采用C++和Fortran开发了网格的剖分、计算和分析程序,并自行设计了脚本语言对逻辑关系进行控制。（4）讨论了节理岩体宏观渗透性的尺度效应。基于DFN（DiscreteFractureNetwork）方法生成节理裂隙网络来表征岩体随机缺陷,获得了不同尺度下岩体渗透系数的变化规律。通过数值手段再现并解释了渗流的方向性和随机性与尺度效应的关系,比较了材料强度和渗透性对样本尺度的敏感性,并给出了数值计算中渗透性参数换算的修正公式。本文还讨论了围压水平、三轴荷载、节理密度、各向异性渗流等因素对渗透性尺度效应的影响,并尝试解释引发渗透性尺度效应的内在机理,总结出影响岩体渗透性尺度效应的关键因素。（5）分别讨论了完整脆性岩块与节理岩体在破裂过程中的渗透性曲线与能量耗散规律。数值试验表明,岩块压裂后渗透性的激增、能量释放高峰与峰值荷载几乎同步;而节理岩体往往在峰后数倍峰值应变处才形成完全贯穿岩体的渗流通道。将声发射激增作为渗透性突跳前兆,从机理上验证了微震监测预防突水事故的有效性。（6）以胶州湾海底隧道工程为背景建立数值仿真模型,探讨了隧道开挖穿越断层破裂带过程中围岩损伤、渗流通道发育以及微震前兆之间的联系。对超前钻孔探水、地层注浆加固以及注浆堵水效果评价进行了精细的数值模拟施工,并与工程实例的监测结果进行了对比分析。
刘曰武,高大鹏,李奇,万义钊,段文杰,曾霞光,李明耀,苏业旺,范永波,李世海,鲁晓兵,周东,陈伟民,傅一钦,姜春晖,侯绍继,潘利生,魏小林,胡志明,端祥刚,高树生,沈瑞,常进,李晓雁,柳占立,魏宇杰,郑哲敏[9]（2019）在《页岩气开采中的若干力学前沿问题》文中研究指明页岩气的开采涉及破裂和收集输运两个关键过程.如何实现2000 m以下、复杂地应力作用下、多相复杂介质组分的页岩层内网状裂纹的形成,同时将孔洞、缝隙中的游离、吸附气体进行高效收集,涉及到诸多的核心力学问题.这一工程过程涵盖了力学前沿研究的诸多领域:介质和裂纹从纳米尺度到千米尺度的空间跨越,游离、吸附气体输运过程中微秒以下的时间尺度事件到历经数年开采的时间尺度跨越,不同尺度上流体固体的相互作用,以及压裂过程中通过监测信息反演内部破坏状态等.针对近年来我们国家页岩气勘探开发工作所取得的成就及后续发展中面临的前沿力学问题,在综合介绍页岩气藏的基本特征和开发技术的基础上,以页岩气开采中的若干力学前沿问题为主线,从页岩力学性质及其表征方法、页岩气藏实验模拟技术、页岩气微观流动机制及流固耦合特征、水力压裂过程数值模拟方法、水力压裂过程微地震监测技术、高效环保的无水压裂技术等6个方面的最新研究进展进行了总结和展望,结合页岩气藏开发的工程实践,深入探究了其中力学关键问题,以期对从事页岩气领域的开发和研究的从业人员提供理论基础,同时,该方面的内容对力学学科、尤其是岩土力学领域的科研工作也具有重要指导价值.
梁爽[10]（2018）在《晶体材料介观损伤及断裂行为的离散位错动力学研究》文中提出材料损伤与破坏的物理机理一直是固体力学研究的核心问题之一。材料的宏观损伤与破坏行为源于介观尺度的变形及损伤演化。在介观尺度下,材料的变形及损伤行为与材料中离散位错与晶界、孔洞、微裂纹等缺陷的相互作用密切相关。捕捉材料中离散位错与晶界、孔洞、微裂纹等缺陷的相互作用过程,对揭示材料损伤与破坏的物理机理具有重要的理论意义。为此,需要发展介观尺度下离散位错与晶界、孔洞和微裂纹等缺陷相互作用的算法;在此基础上,对离散位错与晶界、孔洞和微裂纹等的相互作用过程进行定量刻画。这些问题的研究属于固体力学与材料物理的交叉前沿,具有重要的学术意义和潜在的应用价值。通过追踪材料中离散位错的动态演化,离散位错动力学（DDD）可以模拟较大空间尺度和较长时间尺度的塑性力学问题,它已成为模拟介观尺度下材料塑性变形、损伤及断裂行为的有效手段。通过扩展现有DDD方法,本文对介观尺度下材料的损伤及断裂行为进行了深入研究。本文的主要研究工作有:（1）通过离散位错动力学模拟,详细研究了I型钝裂纹与相邻微孔洞之间的相互作用,揭示了微孔洞长大机制及其尺寸效应。模拟结果表明:即便对于I型裂纹,也容易在裂纹和孔洞间形成连接裂纹尖端与孔洞表面的水平滑移带,进而促进孔洞的增长和裂纹的扩展,特别是当裂纹尖端和微孔洞表面之间的韧带距离不太长时,该机制更加显着;同时,存在一个临界孔洞半径,当位于裂纹端部的微孔洞的半径小于该临界尺寸时,该孔洞倾向于变为扁平。（2）通过引入Rice-Thomson裂尖位错发射模型和晶界穿透模型,发展了二维离散位错动力学计算模拟方法;在此基础上,对多晶中位错形核机制、晶界可穿透性及晶粒尺寸等因素对裂尖屏蔽效应的影响进行了详细的计算模拟。模拟结果表明:与F-R源位错形核机制（DNFR）相比,裂尖位错发射机制（DECT）对裂尖的屏蔽效应的影响更显着;位错对裂尖的屏蔽效应与晶粒尺寸、晶界可穿透性等密切相关,随着晶粒尺寸的增加,位错对裂尖的屏蔽增加,显示出强烈的晶粒尺寸效应,另一方面,随着晶界对位错阻碍作用的增加,位错对裂尖的屏蔽作用先增加,后到达顶点,最后下降,呈现出有趣的“山峰型”特征,这种“山峰型”特征随晶粒尺寸的增加逐渐减弱。（3）基于扩展有限元方法（XFEM）,发展了一种模拟多位错演化的离散位错动力学耦合算法（XFEM-DDD）。与其它离散位错动力学算法相比,本文算法不仅能更好地处理复杂内、外边界以及位错滑移产生的位移不连续问题,而且还能很好地处理非均匀梯度网格问题,具有较高的计算精度和计算效率。（4）通过在XFEM-DDD中引入Rice-Thomson裂尖位错发射模型和粘聚力表面模型,实现了对单晶材料中裂尖位错发射、裂纹脱粘扩展的计算模拟,揭示了裂纹扩展中韧-脆竞争的内在物理机制。模拟结果表明:裂尖发射的位错会在裂纹尖端产生一个局部应力场,该局部应力场不仅可以屏蔽裂纹扩展而且会抑制裂尖发射后续的位错;在外加载荷下,这两种屏蔽效应的相互竞争,导致“裂尖位错发射”与“裂纹解理扩展”两种机制在裂纹尖端区域内交替发生。该算法成功地捕捉了裂尖塑性区内的韧脆转变机制及其位错动力学细节,并与以前分子动力学模拟的结果具有良好的一致性。
二、脆性介质中裂纹与孔洞缺陷的分类与尺度效应（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、脆性介质中裂纹与孔洞缺陷的分类与尺度效应（论文提纲范文）
（2）微纳尺度金薄膜疲劳行为及微观机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 金属薄膜材料简介 |
| 1.2.1 金属薄膜材料的分类 |
| 1.2.2 金属薄膜材料的应用 |
| 1.3 金属薄膜材料的力学性能 |
| 1.4 金属薄膜材料的主要变形机制 |
| 1.4.1 位错机制 |
| 1.4.2 晶界或表面相关机制 |
| 1.5 金属材料的疲劳 |
| 1.5.1 块体材料的疲劳损伤行为 |
| 1.5.2 块体材料的疲劳损伤机制 |
| 1.5.3 无约束微尺度材料的疲劳行为与机制 |
| 1.5.4 金属薄膜材料的疲劳行为与机制 |
| 1.6 特殊服役环境下金属线的疲劳 |
| 1.6.1 金属互连线的服役环境 |
| 1.6.2 金属互连线的热疲劳测试方法 |
| 1.6.3 金属互连线的热疲劳行为与机制 |
| 1.7 本论文的意义和主要内容 |
| 第2章 柔性基体上金薄膜的疲劳损伤行为与尺寸效应 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 受柔性基体约束Au薄膜的制备与表征 |
| 2.2.1 薄膜制备 |
| 2.2.2 初始的微观结构表征 |
| 2.3 弯曲疲劳实验方法及原理 |
| 2.4 疲劳试验结果 |
| 2.4.1 疲劳寿命曲线 |
| 2.4.2 疲劳后的晶粒微观结构 |
| 2.4.3 损伤行为与损伤转变图 |
| 2.4.4 疲劳后的挤出高度与沿晶裂纹密度统计 |
| 2.5 讨论与分析 |
| 2.5.1 位错滑移的不可逆性 |
| 2.5.2 沿晶裂纹的形成机制 |
| 2.5.3 疲劳损伤行为转变的尺寸效应与机制 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 金薄膜的疲劳损伤微观机制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法及原理 |
| 3.3 疲劳挤出的观察与测量 |
| 3.4 归一化挤出高度 |
| 3.5 空位辅助形成挤出机制 |
| 3.5.1 空位在块体材料疲劳中的作用 |
| 3.5.2 薄膜中空位浓度的计算 |
| 3.5.3 薄膜中空位浓度的测量 |
| 3.5.4 薄膜的疲劳微观机制 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 结合层对金薄膜拉伸与疲劳性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 柔性基体上Au/Ti薄膜的制备和表征 |
| 4.3 实验方法及原理 |
| 4.4 拉伸实验结果 |
| 4.5 不同厚度Au/Ti薄膜的疲劳性能与损伤行为 |
| 4.5.1 Au/Ti薄膜的疲劳寿命 |
| 4.5.2 Au/Ti薄膜的表面疲劳损伤行为 |
| 4.5.3 弯曲疲劳后的界面与晶界行为 |
| 4.6 Ti结合层对微米厚度薄膜疲劳性能的影响 |
| 4.6.1 Au与Au/Ti薄膜损伤行为的对比 |
| 4.6.2 Au/Ti界面提升薄膜疲劳性能的微观机制 |
| 4.7 Ti结合层对亚微米/纳米厚度薄膜疲劳性能的影响 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 金薄膜超高周疲劳中的原子扩散效应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样品制备与实验方法 |
| 5.3 超高周疲劳后薄膜的损伤行为 |
| 5.3.1 Au薄膜的损伤形貌观察 |
| 5.3.2 Au/Ti薄膜的损伤形貌观察 |
| 5.3.3 丘起与孔洞损伤的定量表征 |
| 5.4 丘起的形成机制 |
| 5.4.1 丘起形成的不同理论模型 |
| 5.4.2 丘起形成的微观机制 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 金互连线的热疲劳损伤行为与尺寸效应 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 金互连线的制备与初始结构表征 |
| 6.3 实验方法和原理 |
| 6.4 互连线的温度计算 |
| 6.5 热疲劳寿命与损伤行为 |
| 6.5.1 热疲劳寿命 |
| 6.5.2 热疲劳损伤行为 |
| 6.6 热疲劳中的尺寸效应与机制 |
| 6.6.1 热疲劳损伤的尺度效应 |
| 6.6.2 热疲劳损伤机制 |
| 6.6.3 热疲劳寿命的尺寸效应 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
| 作者简介 |
（3）初始应力状态下岩石爆破裂纹扩展的模型试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 注释说明清单一 |
| 注释说明清单二 |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 深部岩体力学特性研究 |
| 1.2.2 岩石动态力学特性研究现状 |
| 1.2.3 相似材料的研究现状 |
| 1.2.4 深部围岩内爆破破岩特征研究 |
| 1.2.5 目前遇到的问题 |
| 1.3 本文主要研究工作 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 研究内容与方法 |
| 1.3.3 研究技术路线 |
| 2 深部地质力学环境与岩石动态力学特性分析 |
| 2.1 深部的复杂地质力学环境 |
| 2.1.1 深部的“三高一扰动” |
| 2.1.2 深部的定义 |
| 2.1.3 深部岩体应力分布规律 |
| 2.2 初始应力对岩石静态强度及破坏的影响 |
| 2.3 初始应力状态下岩石的动态力学特性分析 |
| 2.3.1 引言 |
| 2.3.2 初始应力对岩石类材料的动态力学性能影响 |
| 2.3.3 初始应力状态下岩石类材料在冲击载荷作用下的破碎能量耗散特征 |
| 2.3.4 初始应力对岩石类材料的能量吸收特性影响 |
| 2.3.5 初始应力对岩石类材料破碎断裂能的影响 |
| 2.3.6 初始应力状态下岩石类材料分形维数与能量耗散的关系 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 初始应力状态下岩石爆破破裂机理及其计算模型分析 |
| 3.1 岩石爆破破岩机理 |
| 3.1.1 岩石爆破作用的基本观点 |
| 3.1.2 岩石在炸药作用下发生破坏的物理过程 |
| 3.1.3 压碎区、裂隙区、震动区特性 |
| 3.1.4 压碎圈与裂隙圈半径计算 |
| 3.2 岩石爆破的理论模型 |
| 3.2.1 连续介质损伤力学 |
| 3.2.2 岩石爆破损伤模型 |
| 3.2.3 岩石爆破分形损伤模型 |
| 3.3 深部岩体爆破破裂机理分析 |
| 3.3.1 初始应力对岩石爆破裂纹扩展的影响 |
| 3.3.2 初始应力对爆破应力波传播的影响 |
| 3.3.3 初始地应力对爆破中区损伤范围的影响 |
| 3.3.4 初始地应力对爆破远区震动的影响 |
| 3.3.5 考虑初始地应力的岩石爆破破裂过程 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 透明硬岩相似材料的研制及其动态力学性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 制作透明类硬岩石材料的要求 |
| 4.2.1 透明 |
| 4.2.2 类岩石性 |
| 4.2.3 强度可调 |
| 4.3 透明岩石相似材料研制过程 |
| 4.3.1 原材料的选择 |
| 4.3.2 原料介绍 |
| 4.3.3 制作方法 |
| 4.4 透明硬岩相似材料的物理力学特性 |
| 4.4.1 透明性表征 |
| 4.4.2 单轴抗压强度测试 |
| 4.4.3 单轴抗拉强度测试 |
| 4.5 透明岩石材料的相似性分析 |
| 4.5.1 基本力学性能对比 |
| 4.5.2 破坏形式对比与分析 |
| 4.6 爆破模型试验的应用 |
| 4.6.1 试验设计 |
| 4.6.2 结果及分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 透明岩石爆破相似模型试验设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型试验装置简介 |
| 5.3 模型试验的相似性研究 |
| 5.3.1 相似的概念 |
| 5.3.2 相似三定理 |
| 5.3.3 模型试验相似准则 |
| 5.3.4 模型试验相似常数 |
| 5.4 模型试验方案 |
| 5.4.1 模型材料配比设计 |
| 5.4.2 爆破动力设计 |
| 5.4.3 应力加载设计 |
| 5.4.4 模型试验过程设计 |
| 5.4.5 模型试爆 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 初始应力条件下透明岩石爆破相似模型试验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 单向荷载下爆破模型试验研究 |
| 6.2.1 试验描述 |
| 6.2.2 裂纹扩展结果与分析 |
| 6.2.3 爆炸应力波测试结果与分析 |
| 6.2.4 小结 |
| 6.3 双向等围压荷载下爆破模型试验研究 |
| 6.3.1 试验描述 |
| 6.3.2 裂纹扩展结果与分析 |
| 6.3.3 爆炸应力波测试结果与分析 |
| 6.3.4 小结 |
| 6.4 双向不等荷载下爆破模型试验研究 |
| 6.4.1 试验描述 |
| 6.4.2 裂纹扩展结果与分析 |
| 6.4.3 爆炸应力波测试结果与分析 |
| 6.4.4 小结 |
| 6.5 初始应力下不耦合系数对裂纹扩展影响的试验研究 |
| 6.5.1 试验描述 |
| 6.5.2 裂纹扩展结果与分析 |
| 6.5.3 爆炸应力波测试结果与分析 |
| 6.5.4 小结 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（4）高压水射流下混凝土破碎区演化及裂纹扩展规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 选题意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 高压水射流理论研究 |
| 1.2.2 实验与数值模拟研究 |
| 1.2.3 透明类相似材料国内外研究 |
| 1.3 已有研究存在的问题 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 |
| 第二章 高压水射流冲击透明类混凝土 |
| 2.1 制备透明类混凝土 |
| 2.2 试验方案与设备 |
| 2.3 试验结果与分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 高压水射流冲击内蕴裂纹透明类混凝土 |
| 3.1 试验方案 |
| 3.1.1 试件制备 |
| 3.1.2 试验步骤 |
| 3.2 预制单裂纹试验结果与分析 |
| 3.2.1 冲击竖直裂纹试验 |
| 3.2.2 冲击水平单裂纹试验 |
| 3.2.3 冲击斜45°单裂纹试验 |
| 3.2.4 对比分析 |
| 3.3 预制双裂纹试验结果与分析 |
| 3.3.1 冲击竖直双裂纹试验 |
| 3.3.2 冲击水平双裂纹试验 |
| 3.3.3 冲击斜45°双裂纹试验 |
| 3.3.4 对比分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 高压水射流冲击混凝土动态力学特性研究 |
| 4.1 高压水射流冲击混凝土数值模拟 |
| 4.1.1 SPH控制方程 |
| 4.1.2 数值模型 |
| 4.1.3 均质数值模拟结果 |
| 4.1.4 内蕴单裂纹数值模拟结果 |
| 4.1.5 内蕴双裂纹数值模拟结果 |
| 4.2 动态应变试验 |
| 4.2.1 试验方案 |
| 4.2.2 试验结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 论文主要结论 |
| 5.2 下一步研究计划 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所获科研成果及参研基金项目 |
（5）氧化铝陶瓷表面钛金属化涂层力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 薄膜材料 |
| 1.1.1 薄膜材料的分类 |
| 1.1.2 薄膜材料的应用 |
| 1.1.3 薄膜的研究方式 |
| 1.2 陶瓷表面金属化薄膜 |
| 1.2.1 陶瓷-金属连接 |
| 1.2.2 陶瓷金属化 |
| 1.3 薄膜力学性能研究现状 |
| 1.3.1 膜基结合强度评价 |
| 1.3.2 薄膜力学性能表征 |
| 1.3.3 薄膜蠕变问题 |
| 1.3.4 深度敏感问题 |
| 1.3.5 应变率敏感问题 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 陶瓷基金属化薄膜制备及其力学性能表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 氧化铝陶瓷表面钛金属化薄膜制备 |
| 2.3 氧化铝陶瓷表面钛金属化薄膜表征 |
| 2.3.1 物相组成分析 |
| 2.3.2 Ti-Al_2O_3界面反应 |
| 2.3.3 表面及截面表征 |
| 2.4 纳米压入 |
| 2.4.1 压入测试原理 |
| 2.4.2 压入实验 |
| 2.5 微米划痕 |
| 2.5.1 薄膜划入性能测试 |
| 2.5.2 不同温度下制备薄膜抗刻划性能 |
| 2.6 摩擦性能 |
| 2.6.1 摩擦测试 |
| 2.6.2 不同温度下制备薄膜耐磨性能 |
| 2.7 薄膜力学参数与耐划及耐磨性关系 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 陶瓷基金属化薄膜压入问题量纲分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 量纲理论 |
| 3.3 压入过程量纲分析 |
| 3.3.1 基本力学模型 |
| 3.3.2 加卸载曲线 |
| 3.3.3 膜/基体系压入问题量纲分析 |
| 3.4 正向分析/反向分析方法 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 陶瓷基金属化薄膜应力应变关系 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 有限元数值模拟 |
| 4.2.1 基本假设 |
| 4.2.2 有限元模型 |
| 4.2.3 有限元模拟计算结果 |
| 4.3 正向分析 |
| 4.3.1 基体对于压入过程的影响 |
| 4.3.2 无量纲函数 |
| 4.3.3 应变与应力状态 |
| 4.4 反向分析 |
| 4.4.1 无量纲函数的具体形式 |
| 4.4.2 逆推过程的合理性 |
| 4.4.3 应力应变关系的确定 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 纳米压入法表征薄膜力学性能尺度效应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 压入过程力学模型 |
| 5.2.1 压入接触力学 |
| 5.2.2 压入尺度效应 |
| 5.3 实验过程 |
| 5.4 压入硬度尺度效应 |
| 5.4.1 压头钝化对压入硬度的影响 |
| 5.4.2 硬度尺度效应的应变率敏感性 |
| 5.5 弹性模量尺度效应 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 陶瓷基金属化薄膜压入蠕变 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 纳米压入蠕变理论 |
| 6.2.1 压入蠕变 |
| 6.2.2 描述压入蠕变行为经验模型 |
| 6.3 实验过程 |
| 6.4 加载应变率对蠕变行为的影响 |
| 6.4.1 不同应变率蠕变 |
| 6.4.2 蠕变应力指数 |
| 6.5 压入深度对蠕变行为的影响 |
| 6.5.1 不同压入深度蠕变 |
| 6.5.2 蠕变应力指数 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 博士学位论文独创性说明 |
（6）岩石水力破裂的气-液-固耦合数值模拟方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 岩石的水压致裂及流固耦合 |
| 1.2.2 岩石破裂的数值模型 |
| 1.2.3 两相流数值方法 |
| 1.2.4 存在的问题 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 岩石拉伸破坏全过程的非线性离散本构模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 DLSM数值计算方法及非线性本构模型 |
| 2.2.1 DLSM三维离散模型 |
| 2.2.2 非线性离散本构模型 |
| 2.3 基于脆性DLSM的岩石拉伸破坏机理解析 |
| 2.3.1 细观切向破坏 |
| 2.3.2 加载速率的影响 |
| 2.3.3 岩石非均匀性的影响 |
| 2.3.4 岩石初始缺陷的影响 |
| 2.4 非线性DLSM的岩石拉伸破坏过程重构 |
| 2.4.1 非线性本构模型的影响 |
| 2.4.2 细观峰后参数对岩石宏观拉伸特性的影响 |
| 2.4.3 考虑尺度效应的本构参数选取及验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 岩石准脆性裂纹扩展的离散本构模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 二维显式DLSM |
| 3.2.1 基本原理 |
| 3.2.2 法向弹簧和多体剪切弹簧 |
| 3.2.3 动态显式求解步骤 |
| 3.2.4 材料参数的选取 |
| 3.3 脆性DLSM应用于准脆性开裂的验证 |
| 3.3.1 脆性本构参数 |
| 3.3.2 几何非均匀性 |
| 3.3.3 材料非均匀性 |
| 3.4 准脆性开裂的离散本构模型 |
| 3.4.1 本构模型 |
| 3.4.2 参数选取 |
| 3.5 模型验证 |
| 3.5.1 参数校验 |
| 3.5.2 预测性验证 |
| 3.6 地下工程衬砌开裂的研究 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 岩石各向异性的离散数值模型表征方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于非连续面的岩石各向异性模型表征方法 |
| 4.2.1 非连续DLSM |
| 4.2.2 离心加载数值模型 |
| 4.2.3 节理岩石边坡的计算模型 |
| 4.2.4 数值结果与验证 |
| 4.3 基于数字化图像的岩石各向异性模型表征 |
| 4.3.1 数字化表征方法 |
| 4.3.2 数字化轴向弹模的估算公式 |
| 4.3.3 岩石轴向弹性模量的各向异性 |
| 4.3.4 岩石抗拉强度的各向异性 |
| 4.3.5 岩石裂纹起裂和扩展的各向异性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 岩石水压破裂的气-液-固耦合模型 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 气-液-固耦合模型 |
| 5.2.1 多相流的Shan-chen SCMP-LBM |
| 5.2.2 Shan-chen SCMP-LBM与DLSM的耦合方法 |
| 5.3 耦合模型的验证 |
| 5.3.1 平板两相并流问题 |
| 5.3.2 拉普拉斯定律 |
| 5.3.3 接触角 |
| 5.3.4 水箱底面压力模拟 |
| 5.3.5 气缸模拟 |
| 5.3.6 岩石在液滴冲击下的破裂模拟 |
| 5.4 气-液-固耦合模型的水压致裂研究 |
| 5.4.1 水压致裂实验验证 |
| 5.4.2 岩石非均匀性对水压致裂的影响 |
| 5.4.3 岩石各向异性对水压致裂的影响 |
| 5.4.4 多相孔洞对水压致裂的影响 |
| 5.4.5 混凝土高坝的水压开裂模拟 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）两相复合材料损伤与失效的多尺度模拟方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 内聚力模型参数的反演分析 |
| 1.2.2 两相复合材料的细观尺度分析 |
| 1.2.3 两相复合材料的多尺度分析 |
| 1.3 研究目标和内容 |
| 第二章 内聚力本构模型参数的反演分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 断裂实验 |
| 2.2.1 试样准备 |
| 2.2.2 断裂测试 |
| 2.2.3 微观结构分析和实验结果 |
| 2.3 基于内聚力模型的数值模拟 |
| 2.3.1 改进的指数型内聚力本构模型 |
| 2.3.2 界面断裂的有限元模拟 |
| 2.4 反演分析方法及过程 |
| 2.4.1 卡尔曼滤波算法 |
| 2.4.2 反演分析过程 |
| 2.5 基于伪实验数据的验证 |
| 2.5.1 Ⅰ型断裂的内聚力模型参数识别 |
| 2.5.2 Ⅱ型断裂的内聚力模型参数识别 |
| 2.6 基于真实实验数据的内聚力模型参数识别 |
| 2.6.1 Ⅰ型断裂 |
| 2.6.2 Ⅱ型断裂 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 网状材料的细观尺度分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 网状细观组织结构建模 |
| 3.2.1 网状细观组织结构 |
| 3.2.2 细观组织结构建模方法 |
| 3.3 基于代表性单元体的模拟和分析 |
| 3.3.1 本构模型 |
| 3.3.2 边界条件 |
| 3.3.3 等效材料参数的描述 |
| 3.4 建模和模拟方法验证 |
| 3.5 增强机制的研究 |
| 3.5.1 增强相简化的影响 |
| 3.5.2 载荷传递机制 |
| 3.5.3 基体的强化机制 |
| 3.5.4 其他方面的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于显式动力学的细观尺度损伤与失效分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 两相复合材料细观结构建模方法 |
| 4.2.1 基于图像的建模方法 |
| 4.2.2 基于图像和参数法的建模方法 |
| 4.3 显式动力学失效模拟 |
| 4.3.1 内聚力模型 |
| 4.3.2 ABAQUS动力学模拟的实现 |
| 4.4 显式动力学断裂模拟验证 |
| 4.5 基于IPCM方法的失效研究 |
| 4.5.1 骨料分布对于失效的影响 |
| 4.5.2 骨料含量对于失效的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于ABAQUS并行计算的双尺度分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算均匀化方法理论基础 |
| 5.2.1 周期性假设和尺度分离假设 |
| 5.2.2 经典的位移场渐进展开方法 |
| 5.2.3 宏细观控制方程和尺度关系 |
| 5.3 ABAQUS并行双尺度计算方法 |
| 5.3.1 细观尺度有限元计算 |
| 5.3.2 宏细观尺度耦合计算 |
| 5.3.3 基于ABAQUS/Standard的并行计算技术 |
| 5.4 验证与讨论 |
| 5.4.1 宏观等效弹性参数识别 |
| 5.4.2 经典双尺度有限元方法验证 |
| 5.4.3 并行双尺度有限元分析验证 |
| 5.4.4 双尺度有限元分析的计算效率 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 界面脱粘的双尺度损伤与失效分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 界面双尺度方法 |
| 6.2.1 界面双尺度理论 |
| 6.2.2 双尺度方法实现 |
| 6.3 双尺度模拟验证分析 |
| 6.3.1 双悬臂梁实验验证 |
| 6.3.2 单尺度验证 |
| 6.4 分析和讨论 |
| 6.4.1 界面双尺度模型 |
| 6.4.2 细观尺度模型结构的变化 |
| 6.4.3 内聚力模型参数的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 2 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 3 参与的科研项目及获奖情况 |
| 4 发明专利 |
| 学位论文数据集 |
（8）岩石破裂过程渗流特性的数值分析方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状与进展 |
| 1.2.1 岩石损伤行为的数值研究方法 |
| 1.2.2 岩石渗流-应力耦合问题的研究现状 |
| 1.2.3 岩体裂缝分布和渗流特性的测量方法 |
| 1.3 本文主要研究内容与思路 |
| 2 岩石损伤过程渗流模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 准脆性材料的全路径破坏分析方法 |
| 2.2.1 单元状态定义 |
| 2.2.2 单轴荷载条件下的损伤路径 |
| 2.2.3 强度本构的选择 |
| 2.2.4 刚度重建 |
| 2.3 岩石变形-损伤-渗流模型 |
| 2.4 单元渗透性的计算 |
| 2.5 各向异性渗透性的计算 |
| 2.6 单元渗流参数的修正 |
| 2.6.1 裂隙渗流立方定律的扩展 |
| 2.6.2 材料孔隙率的计算 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 岩体工程损伤渗流分析系统的实现 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 软件工程理论与方法 |
| 3.3 软件架构设计与功能实现 |
| 3.4 全路径破坏分析代码结构解析 |
| 3.5 数据持久化与数据交互 |
| 3.6 细观材料特性的概率分布 |
| 3.7 基于概率分布的岩体缺陷建模方法 |
| 3.8 数值仿真与物理试验对比 |
| 3.9 本章小结 |
| 4 岩石损伤过程渗流特性与能量耗散的精细描述 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料的损伤-渗流-能量耗散 |
| 4.3 完整岩块的损伤-渗流-能量耗散规律 |
| 4.4 节理岩体的损伤-渗流-能量耗散规律 |
| 4.4.1 节理岩体损伤过程的能量耗散 |
| 4.4.2 裂隙的开闭与贯通 |
| 4.4.3 应力-渗流耦合作用下的裂隙转向 |
| 4.5 岩石损伤过程能量释放的精细描述 |
| 4.6 微震监测在矿山突水预警中的应用 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 节理岩体宏观渗透性的尺度效应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 岩体微观、细观和宏观渗透率的尺度定义 |
| 5.3 静载条件下渗透性的尺度效应 |
| 5.4 各向异性渗流的尺度效应 |
| 5.4.1 观测尺度与渗透的离散性 |
| 5.4.2 渗流的方向性 |
| 5.5 强度与渗透性尺度效应比较 |
| 5.6 破裂岩体渗透性的尺度效应 |
| 5.7 三轴荷载下渗透性的尺度效应 |
| 5.7.1 围压水平对渗透性尺度效应的影响 |
| 5.7.2 三轴荷载条件下渗透性的尺度效应 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 海底隧道开挖过程的渗流风险与微震前兆 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 工程背景与地质构造 |
| 6.2.1 工程概况 |
| 6.2.2 隧道的分级多精度模型 |
| 6.2.3 围岩渗流参数的计算 |
| 6.3 超前钻孔探水试验与数值模拟 |
| 6.4 注浆堵水加固施工与数值模拟 |
| 6.5 注浆堵水效果检查与数值模拟 |
| 6.6 隧道穿越破碎带的渗流风险与微震前兆 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点摘要 |
| 7.3 后期工作与展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 程序说明 |
| 交互文件说明 |
| 数据格式说明 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）页岩气开采中的若干力学前沿问题（论文提纲范文）
| 目录 |
| 1前言* |
| 2页岩气藏及其开采方式* |
| 2.1引言 |
| 2.2 页岩气藏的地质及开采特征 |
| 2.2.1 页岩气藏的地质特征 |
| 2.2.1. 1 构造地质背景 |
| 2.2.1. 2 沉积环境 |
| 2.2.1. 3 页岩类型 |
| 2.2.1. 4 总有机碳含量 |
| 2.2.1. 5 热成熟度 |
| 2.2.1. 6 有机质类型 |
| 2.2.2 页岩气藏的储层特征 |
| 2.2.2. 1 储层厚度 |
| 2.2.2. 2 储层物性 |
| 2.2.2. 3 页岩脆性 |
| 2.2.2. 4 裂缝系统 |
| 2.2.2. 5 含气量 |
| 2.2.3 页岩气藏的开采特征 |
| 2.2.3. 1 优惠政策的扶持 |
| 2.2.3. 2 体积压裂 |
| 2.2.3. 3 勘探开发关键技术不断发展进步 |
| 2.2.3. 4 产量递减率较高 |
| 2.2.3. 5 环保问题面临挑战 |
| 2.3 页岩气藏开采方式 |
| 2.3.1 直井及直井压裂开发方式 |
| 2.3.2 水平井及水平井压裂开发方式 |
| 2.3.2. 1 滑溜水压裂技术 |
| 2.3.2. 2 多级分段压裂技术 |
| 2.3.3 同步压裂开发方式 |
| 2.3.3. 1 同步压裂技术 |
| 2.3.3. 2 拉链式压裂技术 |
| 2.3.4 工厂化水平井压裂开发方式 |
| 2.4 本节小结 |
| 3页岩力学行为与基本表征方法* |
| 3.1 引言 |
| 3.2 页岩天然裂缝的分布 |
| 3.3 页岩的脆性 |
| 3.4 页岩的弹性 |
| 3.4.1 杨氏模量 |
| 3.4.2 泊松比 |
| 3.5 页岩的断裂强度 |
| 3.5.1 压缩断裂强度 |
| 3.5.2 拉伸断裂强度 |
| 3.6 页岩弹性性能的统计描述 |
| 3.7 页岩的I型断裂 |
| 3.8 页岩天然弱面对裂纹路径的影响 |
| 3.9 岩体材料的本构关系 |
| 3.9.1 脆性破坏理论 |
| 3.9.2 弹塑性理论 |
| 3.9.3 损伤力学理论 |
| 3.9.4 微平面模型本构理论 |
| 3.1 0 本节小结 |
| 4页岩气藏实验模拟技术* |
| 4.1 引言 |
| 4.2 页岩储层评价技术 |
| 4.2.1 微观结构测试技术 |
| 4.2.2 孔径分布测试技术 |
| 4.2.3 物性测试技术 |
| 4.2.4 吸附气测量技术 |
| 4.2.5 扩散能力测试技术 |
| 4.2.6 储层吸水特征测试技术 |
| 4.3 开发模拟实验技术 |
| 4.3.1 流态实验 |
| 4.3.2 多测压点耦合传质实验 |
| 4.3.3 全直径岩心地层模拟开发实验 |
| 4.4 含气量计算方法 |
| 4.4.1 等温吸附法 |
| 4.4.2 微观孔隙结构法 |
| 4.4.3 测井资料法 |
| 4.5 本节小结 |
| 5页岩气微观流动机制及流固耦合特征* |
| 5.1 引言 |
| 5.2 页岩气微观流动机制 |
| 5.2.1 微观尺度渗流机理研究 |
| 5.2.1. 1 流动的分区 |
| 5.2.1. 2 微观流动过程 |
| 5.2.1. 3 微纳尺度流动特点 |
| 5.2.2 微观流动的研究方法 |
| 5.2.2. 1 分子动力学方法 |
| 5.2.2. 2 直接蒙特卡洛模拟方法 |
| 5.2.2. 3 格子玻尔兹曼方法 |
| 5.2.2. 4 Burnett方程 |
| 5.2.2. 5 逾渗理论 |
| 5.2.2. 6 孔隙网络模型 |
| 5.2.3 微观尺度向宏观尺度过渡问题 |
| 5.3 解吸附条件下的渗流力学规律 |
| 5.3.1 吸附动力学问题 |
| 5.3.1. 1 页岩吸附特征的影响因素 |
| 5.3.1. 2 吸附理论及模型 |
| 5.3.2 解吸附与流动耦合问题 |
| 5.4 人工压裂过程裂缝起裂及流固耦合机理 |
| 5.4.1 页岩裂缝起裂及扩展机理 |
| 5.4.1. 1 页岩各向异性多孔本构 |
| 5.4.1. 2 页岩各向异性强度和断裂准则 |
| 5.4.1. 3 水压裂缝和天然裂缝相互作用规律 |
| 5.4.2 页岩裂缝扩展数值模拟方法 |
| 5.5 页岩复杂介质的非均质特征 |
| 5.5.1 横纵向各向异性 |
| 5.5.2 基质本身的非均质性 |
| 5.5.3 天然裂缝引发的非均质性 |
| 5.5.4 页岩储层的变形规律 |
| 5.6 本节小结 |
| 6页岩气水力压裂数值模拟方法* |
| 6.1 前言 |
| 6.2 理论计算模型 |
| 6.2.1 传统水力压裂模型 |
| 6.2.1. 1 PKN模型 |
| 6.2.1. 2 KGD模型 |
| 6.2.1. 3 P3D模型 |
| 6.2.2 非常规水力压裂模型 |
| 6.2.2. 1 线网模型 (wire-mesh model) |
| 6.2.2. 2 非常规裂缝模型 |
| 6.3 水力压裂数值计算 |
| 6.3.1 数值计算模型 |
| 6.3.1. 1 固体破裂计算模型 |
| 6.3.1. 2 渗流计算模型 |
| 6.3.2 数值计算方法 |
| 6.3.2. 1 有限单元法 |
| 6.3.2. 2 有限差分法 |
| 6.3.2. 3 边界单元法 |
| 6.3.2. 4 扩展有限元法 |
| 6.3.2. 5 离散单元法 |
| 6.3.2. 6 连续非连续单元法 |
| 6.4 页岩裂缝网扩展的数值模拟研究 |
| 6.4.1 页岩压裂数值模拟研究现状 |
| 6.4.2 基于XFEM的耦合变形–扩散–流动的水力压裂数值模拟研究 |
| 6.5 本节小结 |
| 7水力压裂过程微地震监测技术* |
| 7.1 引言 |
| 7.2 微地震监测技术的发展现状 |
| 7.2.1 微地震监测的国内外研究进展 |
| 7.2.1. 1 国外微地震监测技术的开发和应用 |
| 7.2.1. 2 国内微地震监测技术的发展现状 |
| 7.2.2 微地震监测在低渗透率气藏开发中的应用 |
| 7.3 微地震监测中的关键问题 |
| 7.3.1 事件有效识别 |
| 7.3.1. 1 初至时间拾取 |
| 7.3.1. 2 震源定位 |
| 7.3.2 水力压裂微地震发生及其信号特点 |
| 7.3.2. 1 水力压裂“慢”过程伴随岩石破裂声发射的“快”过程 |
| 7.3.2. 2 岩石破坏机理复杂, 微地震的波形多样 |
| 7.3.2. 3 水力压裂过程的信号干扰 |
| 7.3.3 水力压裂微地震信号的时域–频域二维全波形分析 |
| 7.3.4 微地震的数据解释 |
| 7.3.4. 1 能量的匹配 |
| 7.3.4. 2 致裂面积与产量之间的关系 |
| 7.3.4. 3 微地震事件的发生时间 |
| 7.3.4. 4 水力压裂的岩石破坏机理 |
| 7.4 本节小结 |
| 8无水压裂技术* |
| 8.1 前言 |
| 8.2 二氧化碳压裂技术 |
| 8.2.1 二氧化碳干法压裂 |
| 8.2.2 二氧化碳泡沫压裂技术 |
| 8.2.3 超临界二氧化碳压裂 |
| 8.2.3. 1 CO2物性 |
| 8.2.3. 2 超临界CO2在微细流道中的流动与换热 |
| 8.2.3. 3 CO2射流破岩研究 |
| 8.2.3. 4 CO2压裂后的地下封存 |
| 8.2.4 小结 |
| 8.3 氮气压裂技术 |
| 8.3.1 氮气干压裂技术 |
| 8.3.2 氮气泡沫压裂技术 |
| 8.3.3 小结 |
| 8.4 液化石油气 (LPG) 无水压裂技术 |
| 8.5 爆炸压裂技术 |
| 8.5.1 井内爆炸 |
| 8.5.2 核爆法 |
| 8.5.3 层内爆炸 |
| 8.5.3 小结 |
| 8.6 高能气体压裂 (HEGF) |
| 8.7 本节小结 |
| 9结束语* |
（10）晶体材料介观损伤及断裂行为的离散位错动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 晶体材料微观断裂行为的研究现状 |
| 1.3 2D离散位错动力学 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2 单晶中裂纹与孔洞的相互作用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 问题描述与计算模型 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 多晶中裂尖离散位错行为及屏蔽效应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题描述与计算模型 |
| 3.3 裂尖动态位错发射模型 |
| 3.4 二维晶界穿透模型 |
| 3.5 结果与讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 裂纹扩展过程中的韧脆转变 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 问题描述与计算模型 |
| 4.3 裂纹扩展问题的离散位错动力学-扩展有限元耦合算法 |
| 4.4 算法验证 |
| 4.5 结果与讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 (攻读博士学位期间发表的论文目录) |
| 附录2 (攻读博士学位期间参与的科研项目) |
四、脆性介质中裂纹与孔洞缺陷的分类与尺度效应（论文参考文献）
- [1]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)
- [2]微纳尺度金薄膜疲劳行为及微观机理研究[D]. 陈红蕾. 中国科学技术大学, 2021
- [3]初始应力状态下岩石爆破裂纹扩展的模型试验研究[D]. 葛进进. 安徽理工大学, 2020(07)
- [4]高压水射流下混凝土破碎区演化及裂纹扩展规律研究[D]. 李坤元. 重庆交通大学, 2020(01)
- [5]氧化铝陶瓷表面钛金属化涂层力学性能研究[D]. 邢学刚. 太原理工大学, 2019(03)
- [6]岩石水力破裂的气-液-固耦合数值模拟方法研究[D]. 李琴. 天津大学, 2019(01)
- [7]两相复合材料损伤与失效的多尺度模拟方法研究[D]. 赵帅. 浙江工业大学, 2019(02)
- [8]岩石破裂过程渗流特性的数值分析方法[D]. 杨韬. 大连理工大学, 2019(01)
- [9]页岩气开采中的若干力学前沿问题[J]. 刘曰武,高大鹏,李奇,万义钊,段文杰,曾霞光,李明耀,苏业旺,范永波,李世海,鲁晓兵,周东,陈伟民,傅一钦,姜春晖,侯绍继,潘利生,魏小林,胡志明,端祥刚,高树生,沈瑞,常进,李晓雁,柳占立,魏宇杰,郑哲敏. 力学进展, 2019(00)
- [10]晶体材料介观损伤及断裂行为的离散位错动力学研究[D]. 梁爽. 华中科技大学, 2018(01)