本文關(guān)鍵詞：耐火材料斷裂參數(shù)尺寸效應(yīng)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：耐火材料主要作為高溫容器的內(nèi)襯材料,在使用過(guò)程中會(huì)受到各種應(yīng)力的作用造成損毀,其中機(jī)械應(yīng)力損壞是其中一個(gè)重要因素。新的耐火材料抗折強(qiáng)度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)增大了支點(diǎn)間距,實(shí)踐表明耐火材料的抗折隨著距離的增大而減小。作為一種準(zhǔn)脆性材料,耐火材料的斷裂破壞存在著尺寸效應(yīng),目前對(duì)于耐火材料的研究主要集中在不同物料配合比對(duì)材料性能的影響,而對(duì)于尺寸效應(yīng)問(wèn)題則研究較少。尺寸效應(yīng)問(wèn)題影響著耐火材料的真實(shí)強(qiáng)度、耐久性和承載力的判斷和評(píng)定,是耐火材料研究和應(yīng)用的重要方面。本文首先回顧了尺寸效應(yīng)問(wèn)題的研究歷史以及關(guān)于尺寸效應(yīng)問(wèn)題研究的三種基本理論,即Bazant能量釋放尺寸效應(yīng)理論、weibull尺寸效應(yīng)統(tǒng)計(jì)理論、裂紋分形理論。本文以鎂碳磚和鎂鋁磚為實(shí)驗(yàn)材料,通過(guò)抗折試樣探究了支點(diǎn)間距對(duì)于抗折強(qiáng)度的影響。使用無(wú)碳不燒剛玉質(zhì)鋼包襯磚作為原材料,固定長(zhǎng)高比,制成五種尺寸的條形試樣并在電動(dòng)抗折機(jī)上進(jìn)行常溫抗折實(shí)驗(yàn)來(lái)探究尺寸效應(yīng)產(chǎn)生的原因。結(jié)果表明:尺寸效應(yīng)是耐火材料的共性,支點(diǎn)間距的改變是耐火材料產(chǎn)生尺寸效應(yīng)的原因�；贐azant能量釋放尺寸效應(yīng)規(guī)律提出了關(guān)于無(wú)碳不燒剛玉質(zhì)鋼包襯磚修正的抗折強(qiáng)度尺寸效應(yīng)公式,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,修正過(guò)的抗折強(qiáng)度尺寸效應(yīng)公式更符合實(shí)際,可以用來(lái)預(yù)測(cè)無(wú)碳不燒剛玉質(zhì)鋼包襯磚的不同尺寸下的常溫抗折強(qiáng)度。有限元分析作為科學(xué)研究的重要手段,可以克服實(shí)驗(yàn)條件不足、浪費(fèi)實(shí)驗(yàn)材料等障礙,獲得更加精確的計(jì)算結(jié)果,是實(shí)驗(yàn)的有力補(bǔ)充。本文使用ANSYS15.0軟件首先模擬了普通鎂磚不同尺寸下的常溫抗壓強(qiáng)度,數(shù)值模擬的結(jié)果表明,普通鎂磚的常溫耐壓強(qiáng)度隨著試樣模型尺寸的增大而減小,表現(xiàn)出顯著的尺寸效應(yīng)。另外本文還以三點(diǎn)彎曲梁為模擬形式,合理設(shè)置斷裂區(qū)的粘結(jié)單元,以試樣支點(diǎn)間距、高度、縫高比為變量,模擬得到了不同條件下的斷裂能。結(jié)果表明:在試樣高度和縫高比一定時(shí),試樣的斷裂能隨著支點(diǎn)間距的增大而減小;當(dāng)支點(diǎn)間距和縫高比一定時(shí),試樣的斷裂能隨著高度的增大而增大;當(dāng)支點(diǎn)間距和高度一定時(shí),試樣的斷裂能隨著縫高比的增大而減小,試樣的斷裂能表現(xiàn)出了明顯的尺寸效應(yīng),模擬的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)的結(jié)果比較吻合。應(yīng)該指出的是,盡管本文的實(shí)驗(yàn)和模擬的結(jié)果與耐火材料的斷裂實(shí)際的趨勢(shì)是一致的,但由于耐火材料自身的復(fù)雜性,強(qiáng)度分散性很大,影響耐火材料的斷裂的因素也是多種多樣的,本文為研究的方便簡(jiǎn)化了構(gòu)件模型,選擇了單一條件為實(shí)驗(yàn)和模擬變量,可能與工程實(shí)際略有沖突,因而也有待于進(jìn)一步的研究和探索。
【關(guān)鍵詞】：耐火材料 尺寸效應(yīng) 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TQ175.1
【目錄】：

• 中文摘要5-7
• ABSTRACT7-10
• 1.緒論10-26
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 尺寸效應(yīng)11-25
• 1.2.1 尺寸效應(yīng)研究的發(fā)展歷程11-14
• 1.2.2 耐火材料強(qiáng)度尺寸效應(yīng)的相關(guān)理論14-25
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容25-26
• 2.耐火材料抗折強(qiáng)度尺寸效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究26-43
• 2.1 實(shí)驗(yàn)一26-28
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)方案26-27
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析27-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)二28-31
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)方案28-29
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析29-31
• 2.3 實(shí)驗(yàn)三31-42
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)方案31-32
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析32-42
• 2.4 本章結(jié)論42-43
• 3 耐火材料斷裂參數(shù)尺寸效應(yīng)的數(shù)值模擬研究43-64
• 3.1 耐火材料的裂縫模型43-48
• 3.1.1 虛擬裂縫模型45-47
• 3.1.2 耐火材料斷裂過(guò)程區(qū)的鈍裂帶模型47-48
• 3.2 耐火材料的相關(guān)斷裂參數(shù)的尺寸效應(yīng)48-51
• 3.2.1 應(yīng)力強(qiáng)度因子尺寸效應(yīng)48-49
• 3.2.2 斷裂能的尺寸效應(yīng)49-51
• 3.3 耐火材料斷裂參數(shù)的數(shù)值模擬研究51-62
• 3.3.1 有限元軟件ANSYS15.0 簡(jiǎn)介51-52
• 3.3.2 耐火材料抗壓強(qiáng)度尺寸效應(yīng)的數(shù)值模擬52-57
• 3.3.3 耐火材料斷裂能的尺寸效應(yīng)數(shù)值模擬研究57-62
• 3.4 結(jié)論與展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-66
• 致謝66-67
• 作者簡(jiǎn)介67-68

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