基于細(xì)觀損傷力學(xué)的耐火材料非線性力學(xué)行為研究.pdf

1、耐火材料是高溫工業(yè)不可或缺的支撐材料，應(yīng)用的部門甚為廣泛。由于惡劣的工作環(huán)境，造成了耐火材料爐襯極易發(fā)生破壞而降低其使用壽命，影響整個(gè)生產(chǎn)的安全有序進(jìn)行。傳統(tǒng)的從宏觀尺度對(duì)耐火材料進(jìn)行唯象研究的方法忽略了其復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，難以揭示材料損傷破壞的物理機(jī)理。事實(shí)上材料宏觀破壞行為是細(xì)觀尺度上微觀結(jié)構(gòu)損傷積累和演化的結(jié)果，宏觀力學(xué)分析難以滿足材料的力學(xué)分析要求。本文針對(duì)這一問題開展了如下幾方面的研究:
　　(1)從材料微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，利用

2、細(xì)觀力學(xué)基本理論結(jié)合相關(guān)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，分析了材料的細(xì)觀損傷機(jī)理。在此基礎(chǔ)上，提出了通過構(gòu)建損傷相彈性模量關(guān)于外載荷的損傷函數(shù)表征耐火材料細(xì)觀損傷演化過程的研究思路。
　　(2)根據(jù)材料細(xì)觀損傷機(jī)理，提出了利用低損傷狀態(tài)下的加卸載應(yīng)力-應(yīng)變曲線確定材料不同微損傷形式的臨界損傷閥值的方法。該方法充分考慮了材料宏觀形變的一般演化規(guī)律，適用于耐火材料微損傷的臨界條件的確定。
　　(3)運(yùn)用細(xì)觀損傷力學(xué)建模方法，構(gòu)建了損傷相彈性模量關(guān)于外

3、載荷的損傷函數(shù)表征耐火材料細(xì)觀損傷演化過程，并利用廣義自洽模型解析法建立材料受載狀態(tài)下的微損傷模型，實(shí)現(xiàn)了材料非線性力學(xué)行為的定量描述。
　　(4)以鎂碳質(zhì)耐火材料為例，對(duì)材料在壓縮和拉伸載荷下的損傷演化過程進(jìn)行了模擬，結(jié)果表明，運(yùn)用該方法對(duì)耐火材料非線性力學(xué)行為進(jìn)行表征，其結(jié)果與材料試驗(yàn)結(jié)果可以較好地吻合。
　　論文提出的從材料微損傷與外載荷之間相互作用的定量關(guān)系入手，結(jié)合細(xì)觀損傷力學(xué)基本理論構(gòu)建損傷相彈性模量的損失函數(shù)表