耐火材料在常溫下呈現(xiàn)非彈性或彈塑性行為,表現(xiàn)出準(zhǔn)脆性;高溫時玻璃相的熔化使耐火材料軟化,表現(xiàn)出一定的粘塑性。輕質(zhì)隔熱材料的孔結(jié)構(gòu)和孔內(nèi)填充的空氣對其熱力學(xué)行為有重要影響。本文以多孔莫來石質(zhì)耐火材料為研究對象,通過構(gòu)建具有不同孔結(jié)構(gòu)的氣-固二元模型,采用熱-結(jié)構(gòu)耦合模擬方法研究不同孔結(jié)構(gòu)參數(shù)(氣孔率、氣孔尺寸、孔徑分布因子、孔位置分布因子)對多孔材料熱態(tài)力學(xué)強度、抗熱震性能及高溫彈塑性變形等高溫?zé)?力學(xué)行為的影響。并結(jié)合實驗,探討多孔莫來石質(zhì)耐火材料的熱態(tài)力學(xué)損毀和熱震損傷機理。對模擬結(jié)果進(jìn)行擬合計算,得到預(yù)測不同孔結(jié)構(gòu)多孔莫來石質(zhì)耐火材料高溫?zé)?力學(xué)行為參量的模型。論文主要結(jié)論如下:(1)氣-固二元模型能較好地表征多孔莫來石質(zhì)耐火材料的高溫軟化行為。結(jié)合熱-結(jié)構(gòu)耦合數(shù)值模擬,屈曲分析、應(yīng)變-壽命法和多線性隨動強化模型能準(zhǔn)確地預(yù)測多孔材料的高溫?zé)?力學(xué)行為特征。(2)三點彎曲的狀態(tài)下裂紋從底部的中間位置開始,向上延伸導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)的開裂;單軸壓縮下由于應(yīng)力的無序分布引起裂紋分布的無規(guī)則性和材料的破碎。當(dāng)孔徑在0.18～0.42mm范圍內(nèi),孔徑越大,結(jié)構(gòu)越容易失穩(wěn),其高溫強度越小。氣孔率越大...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 前言
    1.2 耐火材料高溫?zé)?力學(xué)行為的研究進(jìn)展
        1.2.1 熱態(tài)耐壓強度、抗折強度
        1.2.2 熱-機械疲勞
        1.2.3 抗熱震性能
    1.3 多孔耐火材料力學(xué)行為的研究進(jìn)展
        1.3.1 力學(xué)強度
        1.3.2 彈塑性變形
        1.3.3 抗熱震性能
    1.4 熱-結(jié)構(gòu)耦合數(shù)值模擬在耐火材料的應(yīng)用
        1.4.1 熱態(tài)力學(xué)性能
        1.4.2 高溫彈塑性變形
        1.4.3 抗熱震性能
    1.5 本課題的提出與研究內(nèi)容
        1.5.1 課題的提出
        1.5.2 研究內(nèi)容
第2章 熱-結(jié)構(gòu)耦合模擬及實驗室測試
    2.1 數(shù)學(xué)模型的選擇
        2.1.1 幾何模型
        2.1.2 材料模型
        2.1.3 控制方程
    2.2 熱-結(jié)構(gòu)耦合模擬的方法
        2.2.1 熱屈曲分析
        2.2.2 熱震數(shù)值模擬
        2.2.3 高溫彈塑性變形模擬
    2.3 實驗測試方法
        2.3.1 實驗材料
        2.3.2 高溫抗折強度
        2.3.3 常溫耐壓強度、抗折強度
        2.3.4 抗熱震性能
第3章 多孔莫來石質(zhì)耐火材料的熱屈曲分析
    3.1 理論基礎(chǔ)
    3.2 邊界條件
    3.3 屈曲失穩(wěn)分析
    3.4 臨界應(yīng)力的驗證
    3.5 孔結(jié)構(gòu)對屈曲臨界應(yīng)力的影響與預(yù)測
        3.5.1 孔徑的影響
        3.5.2 氣孔率的影響
        3.5.3 孔徑分布因子的影響
        3.5.4 孔位置分布因子的影響
        3.5.5 熱態(tài)臨界應(yīng)力的預(yù)測模型
    3.6 本章小結(jié)
第4章 多孔莫來石質(zhì)耐火材料的熱震數(shù)值模擬
    4.1 理論基礎(chǔ)
    4.2 邊界條件
    4.3 熱震損傷機理分析
    4.4 抗熱震循環(huán)次數(shù)的驗證
    4.5 熱震前后多孔材料的微觀形貌
    4.6 孔結(jié)構(gòu)對抗熱震性能的影響與預(yù)測
        4.6.1 孔徑的影響
        4.6.2 氣孔率的影響
        4.6.3 孔徑分布因子的影響
        4.6.4 孔位置分布因子的影響
        4.6.5 抗熱震循環(huán)次數(shù)的預(yù)測
    4.7 本章小結(jié)
第5章 多孔莫來石質(zhì)材料高溫彈塑性變形的數(shù)值模擬
    5.1 理論基礎(chǔ)
    5.2 邊界條件
    5.3 高溫彈塑性變形曲線及應(yīng)力分析
    5.4 孔結(jié)構(gòu)對高溫彈塑性變形曲線的影響與預(yù)測
        5.4.1 孔徑的影響
        5.4.2 氣孔率的影響
        5.4.3 孔徑分布因子的影響
        5.4.4 孔位置分布因子的影響
        5.4.5 彈性模量的預(yù)測
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目



本文編號：3938945