發(fā)布時間：2018-04-16 09:10

  本文選題：耐火材料 + 細(xì)觀力學(xué)��； 參考：《武漢科技大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：耐火材料是一種耐高溫的復(fù)合材料,是制造爐襯以及高溫容器件不可或缺的基礎(chǔ)材料,其惡劣的使用環(huán)境、復(fù)雜的工況條件,嚴(yán)重制約著耐火材料的使用壽命。耐火材料的宏觀失效通常是其細(xì)觀結(jié)構(gòu)的損傷積累、演化導(dǎo)致的,研究其細(xì)觀損傷形式對宏觀力學(xué)行為的影響具有十分重要的意義。本文以鎂碳質(zhì)耐火材料為例,采用細(xì)觀力學(xué)方法與有限元方法相結(jié)合的手段,對耐火材料的細(xì)觀界面損傷與宏觀力學(xué)行為的聯(lián)系進(jìn)行了分析研究。具體包括以下幾個方面:1.從細(xì)觀力學(xué)出發(fā),采用內(nèi)聚力模型表征界面開裂過程的力學(xué)行為,分析了界面的損傷脫粘機(jī)制,定量描述了不同界面性質(zhì)對界面開裂過程力學(xué)行為的影響,為耐火材料界面損傷模型的研究提供了新的思路。2.引入隨機(jī)序列吸附算法(RSA)的思想,通過采用Python語言對有限元軟件進(jìn)行二次開發(fā),建立了耐火材料多顆粒彌散分布代表性體積單元模型,該模型能夠真實地反映顆粒增強(qiáng)耐火材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)特征。3.在耐火材料多顆粒彌散分布RVE模型受單軸拉伸作用的情況下,通過模擬材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,研究了顆粒相的尺寸、數(shù)目等性質(zhì)對材料宏觀非線性力學(xué)行為的影響。仿真結(jié)果表明,顆粒相的加入提高了材料的宏觀有效模量。本文基于細(xì)觀力學(xué)和內(nèi)聚力模型,建立了耐火材料多顆粒彌散分布界面損傷模型,并模擬了單軸拉伸作用下材料的宏觀力學(xué)行為,為研究耐火材料細(xì)觀損傷與宏觀非線性力學(xué)行為之間的聯(lián)系奠定了基礎(chǔ)。
[Abstract]:Refractory is a kind of high temperature resistant composite material, which is an indispensable basic material for making furnace lining and high temperature container. Its harsh use environment and complex working conditions seriously restrict the service life of refractory.The macroscopical failure of refractories is usually caused by the damage accumulation and evolution of its meso-structure. It is of great significance to study the effect of the meso-damage form on the macroscopic mechanical behavior of refractories.Taking magnesia-carbon refractories as an example, the relationship between meso-interface damage and macroscopic mechanical behavior of refractories is studied by means of the combination of meso-mechanical method and finite element method.This includes the following aspects: 1.Based on the meso-mechanics, the cohesive force model is used to characterize the mechanical behavior of the interface cracking process. The mechanism of damage and debonding of the interface is analyzed, and the influence of different interface properties on the mechanical behavior of the interface cracking process is quantitatively described.It provides a new idea for the study of interface damage model of refractories.By introducing the idea of random sequence adsorption algorithm (rsa), a representative volume element model of multi-particle dispersion distribution of refractories is established by using Python language to develop the finite element software twice.The model can truly reflect the microstructural characteristics of granular reinforced refractories.Under the condition that the RVE model of multi-particle dispersion distribution of refractories is subjected to uniaxial tension, the effects of the size and number of particles on the macroscopic nonlinear mechanical behavior of the materials are studied by simulating the stress-strain curves of the materials.The simulation results show that the addition of particle phase increases the macroscopic effective modulus of the material.Based on the meso-mechanics and cohesion model, the interfacial damage model of multi-particle dispersion distribution of refractories is established, and the macroscopic mechanical behavior of refractories under uniaxial tension is simulated.It lays a foundation for studying the relationship between meso-damage and macroscopic nonlinear mechanical behavior of refractories.
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ175.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1758223