耐火材料常應用于高溫工業(yè)的生產中,其結構的可靠性影響著工業(yè)生產的穩(wěn)定和安全。耐火材料為多相非均質復合材料,在微觀尺度上通常將耐火材料分為顆粒相和基質相。由于耐火材料長期承受高溫高壓的極端環(huán)境,顆粒相與基質相均承受較大載荷,雖然在宏觀上耐火材料力學性能表現(xiàn)為各向同性,但在細觀上由于基質相與顆粒相材料屬性存在較大差別,在該尺度上力學性能表現(xiàn)為各相異性。為了探究耐火材料細觀特性,需要從細觀尺度研究材料承受熱—力載荷時應力分布情況以及內部結構微小裂紋的產生、發(fā)展。另外,在細觀尺度下,裂紋損傷的生長和相互貫穿會導致宏觀的裂紋缺陷,將會極大影響耐火材料的力學特性,需要對宏觀的缺陷進行定量檢測分析。針對以上方面,本文首先在細觀尺度上探究熱—力耦合載荷下應力分布狀態(tài)、界面脫粘情況,在宏觀尺度上采用超聲檢測內部裂紋大小,具體包括以下幾個方面:1.采用蒙特卡羅方法生成隨機數,通過隨機數構建多邊形骨料生成耐火材料細觀非均質模型,從熱—力耦合的角度出發(fā)研究應力分布狀態(tài),并將熱—力耦合場得到的結果與單一熱載荷或機械應力載荷的應力場進行對比。2.采用代表體積單元,顆粒相設置為圓形和隨機多邊形,在顆粒相與基質相的界... 

【文章來源】：武漢科技大學湖北省

【文章頁數】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景、內容及意義
        1.1.1 耐火材料的主要性質
        1.1.2 研究內容及意義
    1.2 耐火材料細觀熱力耦合的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 耐火材料研究尺度
        1.2.2 耐火材料細觀隨機骨料研究現(xiàn)狀
        1.2.3 熱力耦合理論簡介
        1.2.4 耐火材料熱力耦合的研究現(xiàn)狀
    1.3 耐火材料內聚力模型的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 裂紋擴展的研究
        1.3.2 耐火材料內聚力研究現(xiàn)狀
    1.4 耐火材料缺陷檢測研究現(xiàn)狀
        1.4.1 有限元離散方法簡介
        1.4.2 無損缺陷檢測方法簡介
        1.4.3 耐火材料缺陷無損檢測研究現(xiàn)狀
    1.5 本論文主要內容
第2章 耐火材料細觀隨機骨料模型的熱力耦合研究
    2.1 引言
    2.2 蒙特卡羅原理
        2.2.1 蒙特卡羅概述
        2.2.2 主要步驟
    2.3 隨機骨料模型生成方法
        2.3.1 骨料生長點的生成
        2.3.2 多邊形骨料的生成
        2.3.3 多邊形骨料的取和放
        2.3.4 隨機骨料生成流程和模型生成
    2.4 熱力耦合原理簡介
    2.5 耐火材料細觀模型熱力耦合分析
        2.5.1 耐火材料熱應力場分析有限元模型
        2.5.2 計算結果分析
    2.6 本章小結
第3章 基于內聚力模型的細觀損傷研究
    3.1 引言
    3.2 內聚力單元的原理
        3.2.1 內聚力模型
        3.2.2 內聚力界面單元本構模型
    3.3 耐火材料細觀模型
    3.4 耐火材料細觀模型損傷分析
    3.5 本章小結
第4章 時域有限差分法的耐火材料超聲波損傷分析
    4.1 引言
    4.2 時域有限差分原理
    4.3 耐火材料試件結構及測試裝置布置
    4.4 檢測信號時域分析與討論
    4.5 檢測信號頻域分析與討論
    4.6 本章小結
第5章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學位期間參加的科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3429400