模拟多材料界面裂纹扩展的相场计算方法及系统

    公开(公告)号:CN118398141A

    公开(公告)日:2024-07-26

    申请号:CN202410821886.X

    申请日:2024-06-25

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种模拟多材料界面裂纹扩展的相场计算方法,包括获取目标多材料界面的数据信息;建立目标多材料界面的几何模型;导出模型文件并获取对应的模型信息;在模型文件中增加相场单元信息和相场单元参数,得到完整的模型文件;通过有限元仿真软件进行迭代计算完成模拟多材料界面裂纹扩展的相场计算。本发明还公开了一种实现所述模拟多材料界面裂纹扩展的相场计算方法的系统。本发明提供的这种模拟多材料界面裂纹扩展的相场计算方法及系统,通过三维理论并计及裂纹扩展类型,基于材料模型的建立和修正,以及迭代计算过程,不仅实现了模拟多材料界面裂纹扩展的相场计算,而且可靠性更高,精确性更好。

    岩石三轴气力耦合单/双裂纹起裂扩展试验装置及方法

    公开(公告)号:CN116046519B

    公开(公告)日:2023-08-11

    申请号:CN202211491788.1

    申请日:2022-11-25

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 岩石三轴气力耦合单/双裂纹起裂扩展试验装置及方法,该装置包括岩石三轴试验机、声发射检测设备、双向气体加载装置,所述双向气体加载装置包括气源单元、气体加载线路一和气体加载线路二;所述气源单元包括气瓶、一级减压阀和第一三通管;所述气体加载线路一包括第一气体压力控制单元、气体排出单元、第一气体压力测试单元、第一气体流量测试单元和第一与岩石三轴试验机连接的接头单元;所述气体加载线路二包括第二气体压力控制单元、第二气体压力测试单元、第二气体流量测试单元和第二与岩石三轴试验机连接的接头单元。本发明可以在室内模拟地下洞室围岩气力耦合受力状态,对地下压缩空气储能洞室的科学合理设计施工具有重要意义。

    一种用于岩土耦合流变的试验装置及方法

    公开(公告)号:CN116539432A

    公开(公告)日:2023-08-04

    申请号:CN202310731959.1

    申请日:2023-06-20

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开一种用于岩土耦合流变的试验装置,包括工作台、夹具、轴向加载装置、切向加载装置以及控制器。夹具包括各自独立的上夹具与下夹具,下夹具固定不动,用于装夹试样的下部分,上夹具用于装夹试样的上部分,轴向加载装置用于对试样施加轴向的压/拉应力,切向加载装置用于对试样上部分施加剪应力,控制器用于调节轴向加载装置与切向加载装置所施加荷载的波形、幅值、大小及频率。本试验装置能够同时满足动/静态压/拉‑剪耦合流变试验,采用下夹具夹持试样的下部分,试样上部分充分承受压/拉应力与动态剪应力的分开或耦合作用,得出不同压/拉应力条件下岩石/土体的压‑剪耦合破坏的强度与变形规律。

    各向异性岩石的断裂判定方法

    公开(公告)号:CN112945700B

    公开(公告)日:2022-10-04

    申请号:CN202110295735.1

    申请日:2021-03-19

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种各向异性岩石的断裂判定方法,包括获取待分析的各向异性岩石的材料参数;计算裂纹原裂纹面的应力强度因子;计算裂纹任意面的应力强度因子;计算可能发生的Ⅰ型断裂的起裂角和Ⅱ型断裂的起裂角;判定待分析的各向异性岩石的断裂模式并得到对应的起裂角。本发明为各向异性岩石的裂纹起裂和起裂机理提供方法,为页岩气开采裂纹网络形成和止裂提供了理论方法;本发明方法可计算起裂角和起裂模式;此外,本发明提出的判据适用于判断任意外荷载条件下的断裂,适用范围更广,而且可靠性高,精确性好。

    界面裂纹稳态扩展下动态应力强度因子计算方法及系统

    公开(公告)号:CN119147643B

    公开(公告)日:2025-03-18

    申请号:CN202411661539.1

    申请日:2024-11-20

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种界面裂纹稳态扩展下动态应力强度因子计算方法,包括得到界面两侧第一材料和第二材料的纵波波速及横波波速;计算得到界面裂纹稳态扩展下的扩展速度;构建界面两侧第一材料和第二材料的裂纹尖端渐近场表达式并计算得到Ⅰ和Ⅱ型应力强度因子;计算得到界面裂纹关于Ⅰ和Ⅱ型应力强度因子的表达式;将界面裂纹关于Ⅰ和Ⅱ型应力强度因子的表达式代入位移外推法的计算公式中完成界面裂纹稳态扩展下动态应力强度因子的计算。本发明还公开了一种实现所述界面裂纹稳态扩展下动态应力强度因子计算方法的系统。本发明的可靠性高、精确性好,普适性好,计算效率也更高。

    一种基于多级裂缝网络岩样的渗流传热数据检测装置

    公开(公告)号:CN119534544A

    公开(公告)日:2025-02-28

    申请号:CN202411889120.1

    申请日:2024-12-20

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本申请涉及岩样检测技术领域,揭示了一种基于多级裂缝网络岩样的渗流传热数据检测装置。所述装置的换热工质注入装置分别与所述第一压力调节装置和所述换热工质冷却循环装置连接,所述热‑流‑固耦合压力腔室分别与所述第一压力调节装置、所述第二压力调节装置、所述换热工质冷却循环装置、所述温度控制装置和所述温度检测装置连接。通过本申请提出的装置能够排除其他温度因素的干扰,仅由换热工质进行流动换热,装置内的热量流失仅由换热工质完成,还原了在矿‑热共采过程中的真实场景,所测量得出的各项参数具有真实性和准确性。

    不规则颗粒在牛顿流体中的最终沉降速度计算方法及系统

    公开(公告)号:CN116578813A

    公开(公告)日:2023-08-11

    申请号:CN202310830014.5

    申请日:2023-07-07

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种不规则颗粒在牛顿流体中的最终沉降速度计算方法,包括获取目标不规则颗粒和目标牛顿流体的数据信息;计算得到目标不规则颗粒的形状因子;计算得到目标不规则颗粒的阻力系数;计算得到目标不规则颗粒在目标牛顿流体中的初始雷诺数;计算得到目标不规则颗粒的暂定沉降速度;重新计算目标不规则颗粒的当前雷诺数;根据目标不规则颗粒的当前雷诺数和初始雷诺数之间的偏差计算得到最终的不规则颗粒在牛顿流体中的最终沉降速度。本发明还公开了一种实现所述不规则颗粒在牛顿流体中的最终沉降速度计算方法的系统。本发明不仅能够对不规则颗粒在牛顿流体中的最终沉降速度进行计算,而且本发明的可靠性高、精确性好且适用范围广。

    界面裂纹稳态扩展下动态应力强度因子计算方法及系统

    公开(公告)号:CN119147643A

    公开(公告)日:2024-12-17

    申请号:CN202411661539.1

    申请日:2024-11-20

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种界面裂纹稳态扩展下动态应力强度因子计算方法,包括得到界面两侧第一材料和第二材料的纵波波速及横波波速;计算得到界面裂纹稳态扩展下的扩展速度;构建界面两侧第一材料和第二材料的裂纹尖端渐近场表达式并计算得到Ⅰ和Ⅱ型应力强度因子;计算得到界面裂纹关于Ⅰ和Ⅱ型应力强度因子的表达式;将界面裂纹关于Ⅰ和Ⅱ型应力强度因子的表达式代入位移外推法的计算公式中完成界面裂纹稳态扩展下动态应力强度因子的计算。本发明还公开了一种实现所述界面裂纹稳态扩展下动态应力强度因子计算方法的系统。本发明的可靠性高、精确性好,普适性好,计算效率也更高。

    界面裂纹的热力耦合应力强度因子计算方法及系统

    公开(公告)号:CN117150822B

    公开(公告)日:2024-02-06

    申请号:CN202311418465.4

    申请日:2023-10-30

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种界面裂纹的热力耦合应力强度因子计算方法,包括获取待分析的含界面裂纹双材料板的材料参数数据信息;根据裂纹面的类型计算得到对应的应力场和位移场;根据边界条件和连续性条件对应力场和位移场中的参数进行二次计算;根据功的互等定理完成界面裂纹的热力耦合应力强度因子的计算。本发明还公开了一种实现所述界面裂纹的热力耦合应力强度因子计算方法的系统。本发明在额外考虑了热‑力耦合作用的基础上,创新性地提出了一套完整的界面裂纹应力强度因子的计算方案,不仅实现了界面裂纹应力强度因子的计算,可靠性更(56)对比文件Wei Yi,Qiuhua Rao.Interacting StressIntensity Factors of MultipleEllipitical-Holes and Cracks Under Far-Field and Arbitrary SurfaceStresses.Advances in Applied Mathematicsand Mechanics.2021,125-154.Kresimir Jukic.Numerical Calculationof Stress Intensity Factors for Semi-Elliptical Survace Cracks in Buried-ArcWelded Thick Plates.metals.2021,全文.罗家元;贾二锁.淬火残余应力对铝合金厚板裂纹应力强度因子及扩展趋势的影响.金属热处理.2020,(第05期),217-221.

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