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断裂力学在震源机制分析中几个问题的探讨

断裂力学在震源机制分析中几个问题的探讨
断裂力学在震源机制分析中几个问题的探讨

断裂力学在震源机制分析中几个问题的探讨*

王桂尧孙宗颀

摘要探讨裂纹的扩展是否会导致地震的判断方法,分析Ⅱ型裂纹在张开与闭合情况下的不同扩展规律,讨论断层等结构面的分布形态对地震序列的影响等方面的问题。

关键词裂隙岩体,Ⅱ型断裂,地震

分类号O346.1

EXPLORATION FOR SOME PROBLEMS IN FRACTURE MECHANICS ANALYSIS OF EARTHQUAKE MECHANISM

Wang Guiyao1Sun Zongqi2

(1 Changsha Communications University,Changsha410076)

(2 Central South University of Technology,Changsha410083) Abstract The different crack propagation behaviors for open or closed model Ⅱcrack are analysed theoretically and experimentally. Meanwhile, the problems of whether crack propagation will cause earthquake and how the structure plane distribution influences earthquake series are investigated. Key words crack rockmass, model Ⅱfracture, earthquake

1前言

在地壳,特别是上部地壳中,岩石的变形机制处于脆性域,岩石中存在着大量的微裂纹、宏观裂纹、节理面和软弱面及断层等缺陷,因此,把断裂力学的基本概念和理论应用于地震断裂研究是个很吸引人的想法,而且已成为值得注意的研究动向。目前应用断裂力学对地震孕震过程的研究通常有两种途径:一是利用线弹性断裂理论直接对地震的

=0,同发生过程进行分析,并假定裂纹(断层)是完全闭合的,即K

时假定裂纹一经开裂便将失稳断裂,并且仅对单一断层的情况进行讨论。二是利用岩石断裂实验观察到的结果对孕震过程和地震序列等行为进行定性的分析,并且所采用的断裂试件大多采用切槽这种特殊的张开型裂纹。由此可提出一些问题:实验条件下的张开裂纹与岩体中的闭合裂纹在断裂过程中的表现是否相同;裂纹扩展是否一定失稳扩展;在多组断层存在的情况下,断层之间的相互作用情况又会如何。这些问题,就是本文试图探讨的问题。

2裂纹失稳扩展与地震发生条件

地震,不管是前震、主震还是余震,其本质都是岩体裂纹失稳扩展的结果。根据文[1]的分析可知,利用断裂力学判据K II=τπα=K IIc 仅能作为裂纹开始扩展的判据,而扩展后的裂纹是稳定扩展还是失稳扩展,现有岩石断裂理论无法对此作出有效的判断。为使裂纹扩展的稳定性判断成为可能,我们首先提出裂纹扩展本构曲线这么一个新的概念,并把包含有断层等类型裂纹的岩体,简化为由裂纹和弹性地质体两部分组成的简单模型。

根据文[1]提出的弹性体——断裂带模型,该断裂带可以取得很

窄,甚至可以简化为一条数学意义上宽度为零的理想裂纹扩展带,其刚度可认为是无穷大,而弹性体的刚度为K。假定有二个尺寸完全相同的同一种类岩石试件,其中一个是不含裂纹的完整弹性岩体,另一个是含有一裂纹长度为2a的岩石断裂试件,那么在实验条件下可作出含裂纹岩石试件的载荷——位移曲线(图1(a)所示)及在同一峰值载荷时完整弹性岩石试件的加卸载曲线(图1(b)所示),在此基础上,根据载荷相等,位移叠加的原理可作出仅与裂纹尺寸及材料性质有关的裂纹扩展本构曲线(图1(c)所示),由此作出的曲线以下所围面积即为岩石断裂总能。但若纵坐标用应力变化来表示,那么这一本构曲线以下所围的面积即为该岩石裂纹扩展单位面积所消耗的能量,即断裂能G c。根据线弹性理论,这一断裂能G c为一常数。根据由此确定的裂纹扩展本构曲线f(δ)及地震台站实际测定的应力变化Δσ与位移变化Δδ的关系,可很容易的确定弹性体介质的刚度K=Δσ/Δδ,根据

K+f′(δ)<0(1)

这一失稳断裂判据可以较为容易的确定满足条件K II=τπa=K II c的岩石裂纹开裂后是否失稳扩展。

注意到地壳岩体中的裂纹(断层)扩展本构曲线并非通过简单的实验就能加以确定,因此如何通过实验方法与相应的理论分析及数值方法相结合推导出具体断层的裂纹扩展本构曲线就显得极为重要,由于裂纹扩展本构曲线是一个极为重要的新概念,因此,我们正在辟专题加以进一步的研究。另一方面,通过地震台站对断层面上的滑动位移和邻近地质体应力变化情况的测定,可以作出地壳岩体断层的裂纹扩展本构曲线。

图1裂纹扩展本构曲线作法原理图

Fig.1Drawing principle diagram for crack propagation curves

诚然,一些地学家认为,构造应力不会由于一次大震的发生而有明显的改变,所以说在孕震过程中构造应力基本保持不变。根据这一思想,弹性体的刚度相当于K=dσ/dδ=0,那么失稳判据式(1)在应力达峰值后恒为成立,即裂纹一经起裂并将失稳扩展,这是断裂力学的基本思想,也是目前为止应用断裂力学原理分析地震问题时的基本假定。

注意到由应力-位移表示的裂纹扩展本构曲线所围的面积为常数G c,则根据线弹性断裂理论,由断裂判据K II=(τ-τf)πa=K IIc确定的裂纹起裂的临界应力值(τ-τf)(τf为残余强度)显然与裂纹长度a的平方根成反比,即裂纹越长则应力(τ-τf)越小,而要保持(τ-τf)~σ曲线下的面积为

常数,则长裂纹(τ-τf)~σ曲线的斜率绝对值必然要小于短裂纹本构曲线的斜率,在此条件下,由于弹性岩体的刚度保持不变,则裂纹将由较短裂纹的失稳扩展转变为长裂纹的稳定扩展甚至止裂。也许这正是裂纹不会无限扩展直至把地球一劈为二,而是扩展至一定长度后即止裂的一个重要原因。

然而这一条件仅是对裂纹尺寸比其FPZ(断裂过程区)大得多的情况下才是有效的,当岩石的FPZ尺寸与裂纹长度具有同一量级时,则根据文[1]的分析,裂纹的扩展将是稳定的,即只有满足一定条件的裂纹才有可能发生失稳断裂。由此可见,只有在某一临界范围a i<a<a m 的裂纹才有可能失稳断裂,其中a i为裂纹失稳扩展的最小长度,而a m 则是裂纹失稳扩展的止裂长度。当在某一地区构造应力的变化情况已经探明的条件下,这样的临界尺寸显然是可以确定的。若该地区的断层尺寸及分布规律已经探明,则可以由此确定该断层是否会发生地震及某次大震后是否仍有发生余震的可能。因此提出这样一个裂纹尺寸的失稳判据无疑具有很现实的意义,但这一问题还有待更进一步的探索。

3张开与闭合裂纹扩展的不同特点

3.1主要实验事实

图2所示为湘南大理岩直剪断裂试验的实验结果(该试验由湖南水利水电勘测设计院周群力高工完成,试件尺寸200mm×200mm×60mm)。当预制裂纹为具有一定宽度的切口时,切口端部总是首先以初裂角θ扩展张拉裂纹,并最终导致试件的凹形张拉断裂(图2(a)所示)。然而用三点弯曲预制的闭合裂纹试件,在同样加载条件下,岩石试件中不再出现Ⅱ型裂纹的斜向凹形扩展,而是直接沿原切口方向剪断(图2(c)所示)。但是在三点弯曲预制闭合裂纹前,若在预裂位置预切一浅槽,则尽管在浅槽前方已预裂了一较长的闭合裂纹,但在实验过程中,浅槽的前下方仍然不可避免地出现以初裂角θ开裂的斜向扩展裂纹(图2(b)所示)。

图2直剪仪压剪试验裂纹扩展轨迹示意图

Fig.2Schematic diagram for crack propagation path in direct shear test 3.2理论分析和讨论

对于压剪载荷作用下的张开裂纹,若在裂纹扩展前,裂纹仍是张开的,则裂纹端部的周向应力为

(2)

式中:

则由最大周向应力确定的应力强度因子为

(3)

与Ⅱ型断裂韧度K IIc相对应,用有效剪应力表示的张开裂纹Ⅱ型应力强度因子为

(4)

对完全闭合裂纹,由文[2]的光弹研究认为,K I=0,则由闭合裂纹应力场确定的最大应力强度因子为

(5)

(6)

比较式(4)和式(6)发现,张开裂纹与闭合裂纹的Ⅱ型应力强度因子大小完全相同,但比较式(3)和式(5)则发现张开裂纹的K kIθ与岩石的内摩擦系数无关,而闭合裂纹的K bIθ则与摩擦系数μ的大小密切相关,例如令τ=2σn,则由式(3)确定的张开裂纹最大应力强度因子

K kIθ=2.195σ,而当μ=0时,K bIθ=2σ,对本文介绍的湘南大理岩μ=1.23,则K bIθ=0.77σ。由此可见,张开裂纹的Ⅰ型应力强

度因子明显大于闭合裂纹的应力强度因子,并且这一差值随着岩石内摩擦系数的增加而增大。对湖南大理岩而言,张开裂纹与闭合裂纹应力强度因子的比值K kIθ/K bIθ≈3,在此条件下,显然张开裂纹比闭合裂纹更易发生裂纹的张拉扩展。

在实验过程中,尽管切口前端已预裂了一闭合裂纹,但由于这一闭合裂纹的形成,在压剪载荷的作用下,并不会对切口前下方拉应力区的应力奇异性造成太大的影响,即切口仍然具有接近于式(3)的应力强度因子K kIθ值,因此裂纹仍然从切口端部张拉扩展。

由此可见,张开的剪切裂纹和闭合型的剪切裂纹在压剪断裂过程中会有截然不同的表现,而目前的压剪断裂实验通常都使用预先切口的张开型裂纹,因此,在分析实验结果时,必须注意张开型裂纹与闭合裂纹两种不同形式的差异。

4单一裂纹在压剪应力作用下的扩展特点

在地壳岩体中普遍存在高围压的作用,因此岩体的裂纹(断层)通常

处于闭合状态。为使问题简化,仅分析裂纹完全闭合的情况。

图3斜裂纹扩展示意图

Fig.3Schematic diagram for angled crack propagation 图3所示翼状扩展裂纹尖端的应力强度因子为[3]

(7)

式中:

k为侧压系数。

由于斜裂纹端部的Ⅱ型应力强度因子K II=(τ-μσn),而最大周向应力的强度因子为K Imax=1.157(τ-μσn),即斜裂纹端部的Ⅰ型应力强度因子略大于

Ⅱ型应力强度因子,同时岩石材料的K IIc为K Ic的数倍,因此在压剪载荷作用下的裂纹岩体总是首先发生Ⅰ型开裂,但由于K wing Iθ是随着裂纹的扩展而减小,即具有随载荷的增加而稳定扩展的特征。因此在某一有限的岩体空间内若没有相邻断层或结构面的作用,则裂纹的张拉扩展必将转化为剪切裂纹的失稳扩展(k+f′(δ)<0时)而引发地震,在此条件下,大震前必有明显的甚至是持续的以张性破裂为特征的声发射事件。

在此还必须注意到侧压力对Ⅱ型裂纹张拉扩展的抑制作用,例如假定

α=45°,μ=0.5,k=0时,则裂纹扩展长度l=a/8时所施加的主应力σ1与刚开裂时的主应力σo之比值σ1/σo=1.96;但侧压力系数k=0.2时,裂纹扩展同样长度时,σ1/σo=3.68,这标志着张拉裂纹稳定扩展至a/8长度时,作用于斜裂纹上的有效剪应力或K II值增加了数倍,若此时K II=K IIc,则斜裂纹将发生剪切断裂,并且这一趋势是随着侧压力的增加而增加的,因此在有较大侧压力作用下的地下岩体,由Ⅱ型裂纹张拉扩展引发的声发射频度是随着侧压力的增加而减弱甚

至消失的。

必须指出,由于岩体的水蚀弱化等原因而使岩体的K IIc下降至裂纹面的应力强度因子K II值并满足失稳断裂条件k+f′(δ)<0时,则岩体必将剪断并引发地震。

5多裂纹岩体的断裂特点

若在某一长度为2a的主裂纹附近同时存在长度为2c的短裂纹,两者距离为d(图4所示),则主裂纹端部的应力强度因子为[4]

(8)

式中:K I,K II,K III为不存在相邻裂纹时,主裂纹的应力强度因子;A11(θ,υ)=2cos(2υ+θ)+4cos(2υ-θ)+8cos2(υ-θ)-6cos(2υ-3θ)-8cos(2υ-4θ)-3cos3θ+8cos2θ+11 cosθ;A12(θ,

υ)=-6sin(2υ+θ)-8sin(2υ-θ)+6sin(2υ-3θ)-8sin(2υ-4θ)+9sin3θ-8sin2θ+5sinθ;A13(θ,υ)=A31(θ,υ)=0; A21(θ,

υ)=-2sin(2υ+θ)-6sin(2υ-3θ)-8sin(2υ-4θ)+3sin3θ-8sin2θ-9sinθ; A22(θ,

υ)=-6cos(2υ+θ)-4cos(2υ-θ)+8cos(2υ-2θ)-6cos(2υ-3θ)+8cos(2υ-4θ)+9cos3θ-8cos2θ+

15cosθ; A23(θ,υ)=A32(θ,υ)=0; A33(θ,υ)=

对完全闭合的裂纹K I=0,若不考虑K III的作用,则应力集中最严重时,即υ=θ=0时,主裂纹的应力强度因子为

(9)

由上式可见,当c/d值达到一定值时,则两裂纹的相互影响导致了裂纹端部很高的应力集中,当K MA II=K IIc时,则裂纹将沿两裂纹间的岩桥发生剪切断裂,若这一断裂是失稳型的,则地震也就由此发生。

图4两裂纹所处位置示意图

Fig.4Schematic diagram for two different

situated cracks

若岩桥剪断形成的裂纹长度(a+c+d)及构造应力场满足

K II=(τ-μσn)π(a+c+d)≥K IIc及当K+f′(δ)<0时,则岩桥发生失稳剪断而引发强震,在此条件下主震前没有前震,但若上式不满足时,则岩桥剪断仅有可能导致前震或蠕动,而不会立即引发强震,在此随着水蚀弱化及应力腐蚀等方面的作用,将使裂纹面的摩擦系数明显低于新鲜断裂面的摩擦系数,因此主震的孕育过程既是应力场的重新聚集过程,同时也是断层面摩擦系数减小,有效剪应力增加的过程。

6结论

(1) 岩体失稳断裂导致地震的必要条件是同时满足裂纹开裂判据

K II=K IIc及裂纹失稳扩展判据K+f′(δ)<0,同时满足这两个判据的断层有临界开裂与临界止裂两个长度。

(2) 张开型的剪切裂纹比闭合型的剪切裂纹更易发生张拉扩展,并且这种趋势随着岩石内摩擦系数的增大而增加。

(3) 在单向压应力或较小侧压力的作用下,岩体中的Ⅱ型裂纹总是首先发生张拉扩展,但当岩体中的侧压力系数达到某一临界值时,则Ⅱ型裂纹将直接发生剪切断裂,从而在地震上表现为不同的前兆现象。

(4) 多裂纹岩体的裂纹扩展受到相邻裂纹的长度、方向等因素的影响,当与相邻裂纹的间距达到某一临界值时,裂纹端部由于很高的应力集中而导致剪切断裂或导致地震,随着多裂纹岩体裂纹长度和方位的不同将产生不同的地震序列。

* 国家自然科学基金资助项目(49272151)。

作者王桂尧简介:男,35岁,博士,1985年毕业于中南工业大学采矿系采矿工程专业,现为副教授,主要从事岩土工程方面的教学与科研工作。

作者单位:王桂尧长沙交通学院岩土工程研究所长沙410076 孙宗颀中南工业大学资源开发系长沙410083

参考文献

1王桂尧. 岩石Ⅱ型(剪切)断裂及工程应用的研究[博士学位论文]. 长沙:中南工业大学,1996

2王建华,宋锦良. 受压剪应力作用闭合裂纹的光弹性研究. 地震学报,1990,12(2):204~211

3Paul S S. Crack extension under compressive loading. Engng. Fract. Mech., 1984, 20(3): 463~473

4Meguid S A. Main crack-microcrack interaction under mode Ⅰ,Ⅱ,Ⅲloadings. Int.J.Mech., 1991, 33(5): 351~359

1997年2月2日收到初稿,1997年5月22日收到修改稿。

断裂力学期末考试试题含答案

一、 简答题(80分) 1. 断裂力学中,按裂纹受力情况,裂纹可以分为几种类型?请画出这些类型裂纹的受力示意图。(15分) 2 请分别针对完全脆性材料和有一定塑性的材料,简述裂纹扩展的能量平衡理论?(15分) 3. 请简述应力强度因子的含义,并简述线弹性断裂力学中裂纹尖端应力场的特点?(15) 4. 简述脆性断裂的K 准则及其含义?(15) 5. 请简述疲劳破坏过程的四个阶段?(10) 6. 求出平面应变状态下裂纹尖端塑性区边界曲线方程,并解释为什么裂纹尖端塑性区尺寸在平面应变状态比平面应力状态小?(5分) 7. 对于两种材料,材料1的屈服极限s σ和强度极限b σ都比较高,材料2的s σ和b σ相对较低,那么材料1的断裂韧度是否一定比材料2的高?试简要说明断裂力学与材料力学设计思想的差别? (5分) 二、 推导题(10分) 请叙述最大应力准则的基本思想,并推导出I-II 型混合型裂纹问题中开裂角的表达式? 三、 证明题(10分) 定义J 积分如下, (/)J wdy T u xds Γ =-????,围绕裂纹尖端的回路Γ,始于裂纹下表面,终于裂纹上表面,按逆时针方向转动,其中w 是板的应变能密度,为作用在路程边界上的力,是路程边界上的位移矢量,ds 是路程曲线的弧元素。证明J 积分值与选择的积分路程无关,并说明J 积分的特点。 四、 简答题(80分) 1. 断裂力学中,按裂纹受力情况,裂纹可以分为几种类型?请画出这些类型裂纹的受力示意图。(15分) 答: 按裂纹受力情况把裂纹(或断裂)模式分成三类:张开型(I 型)、滑开型(II 型)和撕开型(III 型),如图所示

近代史纲要习题及答案

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A.浙皖起义 B.萍浏醴起义 C.镇南关起义 D.黄花岗起义 9.中国历史上第一部具有资产阶级共和国宪法性质的法典是() A.《钦定宪法大纲》 B.《中华民国临时约法》 C.《中华民国约法》 D.《试训政纲领》 10.南京临时政府中占领导和主体地位的派别是() A .资产阶级维新派 B .资产阶级保皇派 C .资产阶级立宪派 D .资产阶级革命派 11. 辛亥革命取得的最大成就是() A.推翻了封建帝制 B.促进了资本主义的发展 C.使人民获得了一些民主自由权利 D.打击了帝国主义的殖民势力 12.清帝被迫退位,在中国延续两千多年的封建帝制终于覆灭的时间是()。 A、1911年10月10日 B、1912年1月1日 C、1912年2月12日 D、1912年4月1日 13.中国第一次比较完全意义上的资产阶级民主革命是指()。 A、辛亥革命 B、国民革命 C、北伐战争 D、抗日战争 14.1915年,()在云南率先举起反袁护国的旗帜,发动护国战争 A.黄兴 B.段祺瑞 C.蔡锷 D.孙中山 15.资产阶级革命派开展护国运动的主要原因是 ( ) A.袁世凯指使刺杀宋教仁 B.袁世凯强迫国会选举他为正式大总统 C.袁世凯解散国会 D.袁世凯复辟帝制 16.袁世凯为复辟帝制不惜出卖主权,与日本签订了卖国的() A.中日共同防敌军事协定 B.承认外蒙自治

近代史课后习题答案

1、怎样理解鸦片战争是中国近代史的起点? 鸦片战争是中国近代史的开端,原因有四: 第一,战争后中国的社会性质发生了根本性变化,由一个落后封闭但独立自主的封建国家沦为一个半殖民地半封建社会。 第二,中国的发展方向发生变化,战前中国是一个没落的封建大国,封建制度已经腐朽,在缓慢地向资本主义社会发展;而鸦片战争后中国的民族资本主义不可能获得正常发展,中国也就不可能发展为成熟的资本主义社会,而最终选择了社会主义道路。 第三,社会主要矛盾发生变化,战前中国的主要矛盾是农民阶级与封建地主阶级的矛盾,而战后主要矛盾则包括农民阶级和地主阶级的矛盾及中华民族与外国殖民侵略者的矛盾,也就是社会主要矛盾复杂化。 第四,是革命任务发生变化,原先的革命任务是反对本国封建势力,战后则增加了反对外国殖民侵略的任务,革命的性质也由传统的农民战争转为旧民族主义革命。 2、怎样认识近代中国的主要矛盾、社会性质及其基本特征? (1)近代中国的主要矛盾 帝国主义和中华民族的矛盾;封建主义和人民大众的矛盾是近代中国的主要矛盾。 (2)社会性质:半殖民地半封建的性质。 中国社会的半殖民地半封建社会,是近代以来中国在外国资本主义势力的入侵及其与中国封建主义势力相结合的条件下,逐步形成的一种从属于资本主义世界体系的畸形的社会形态。(3)基本特征 第一,资本——帝国主义侵略势力日益成为支配中国的决定性力量。 第二,中国的封建势力日益衰败并同外国侵略势力相勾结,成为资本——帝国主义压迫、奴役中国人民的社会基础和统治支柱。 第三,中国的自然经济基础虽然遭到破坏,但是封建剥削制度的根基——封建地主的土地所有制成为中国走向近代化和民主化的严重障碍。 第四,中国新兴的民族资本主义经济虽然已经产生,但是发展很缓慢,力量很软弱,且大部分与外国资本——帝国主义和本国封建主义都有或多或少的联系。 第五,由于近代中国处于资本——帝国主义列强的争夺和间接统治之下,近代中国各地区经济、政治和文化的发展是极不平衡的,中国长期处于不统一状态。 第六,在资本——帝国主义和封建主义的双重压迫下,中国的广大人民特别是农民日益贫困化以致大批破产,过着饥寒交迫和毫无政治权力的生活。 3、如何理解近代中国的两大历史任务及其相互关系? (1)近代中国的两大历史任务: 第一,争取民族独立,人民解放;第二,实现国家富强,人民富裕。 (2)近代中国的两大历史任务的相互关系: 争取民族独立,人民解放和实现国家富强,人民富裕这两个历史任务,是互相区别又互相紧密联系的。 第一,由于腐朽的社会制度束缚着生产力的发展,阻碍着经济技术的进步,必须首先改变这种制度,争取民族独立和人民解放,才能为实现国家富强和人民富裕创造前提,开辟道路。第二,实现国家富强和人民富裕是民族独立,人民解放的最终目的和必然要求。 第一章 1、资本-帝国主义侵略给中国带来了什么?

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在ABAQUS 中对应力的部分理解 1、三维空间中任一点应力有6个分量yz xz xy z y ,,,σσσσσσ,,x ,在ABAQUS 中分别对应S11,S22,S33,S12,S13,S23。 2、一般情况下,通过该点的任意截面上有正应力及其剪应力作用。但有一些特殊截面,在这些截面上仅有正应力作用,而无剪应力作用。称这些无剪应力作用的面为主截面,其上的正应力为主应力,主截面的法线叫主轴,主截面为互相正交。主应力分别以321,,σσσ表示,按代数值排列(有正负号)为321σσσ≥≥。其中321,,σσσ在ABAQUS 中分别对应Max. Principal 、Mid. Principal 、Min. Principal ,这三个量在任何坐标系统下都是不变量。 可利用最大主应力判断一些情况:比如混凝土的开裂,若最大主应力(拉应力)大于混凝土的抗拉强度,则认为混凝土开裂,同时通过显示最大主应力的法线方向,可以大致表示出裂缝的开裂方向等。 利用最小主应力,可以查看实体中残余压应力的大小等。 3、弹塑性材料的屈服准则 3.1、Mises 屈服准则 22 13232 2 212)()()(S σ σσσσ σσ=-+-+- 其中s σ为材料的初始屈服应力。 在三维空间中屈服面为椭圆柱面;在二维空间中屈服面为椭圆。 Mises 等效应力的定义为:(牵扯到张量知识) 其中 S 为偏应力张量,其表达式为 其中为应力, I 为单位矩阵,p 为等效压应力(定义如下): , 也就是我们常见的 )(31z y x p σσ σ ++= 。 还可以具体表达为: 其中 , , 为偏应力张量(反应塑 性变形形状的变化)。 q 在ABAQUS 中对应 Mises ,它有6个分量(随坐标定义的不同而变化)S11,S22,S33,S12,S13,S23 3.2、Trasca 屈服准则 主应力间的最大差值=2k

断裂与疲劳(专升本) 地质大学期末开卷考试题库及答案

断裂与疲劳(专升本) 判断题 1. 力的大小可以用一个简单量表示。(3分) 参考答案:错误 2. “K I = K Ic ”表示K I 与 K Ic 是相同的。(3分) 参考答案:错误 (1). 萌生 (2). 参考答案: 扩展 (3). 参考答案: 断裂 (4). 参考答案: 损伤积累 4. ___(5)___ 有两种定义或表达式, 一是回路积分定义,另一种是___(6)___ ,在塑性力学全量理论的描述下这两种定义是___(7)___ ;其___(8)___ 指J 积分的数值与积分回路无关。(8分) (1). 参考答案: J 积分 (2). 参考答案: 形变功率定义 (3). 参考答案: 等效的 (4). 守恒性(1). 机械加工程度变形 (2). 参考答案: 预制裂纹长度 (3). 参考答案: 小范围屈服长度 (4). 读数显微镜(1). 理论断裂强度 (2). 参考答案: 实际断裂强度 (3). 参考答案: 应力集中系数 (4). 参考答案: 裂口断裂理论 问答题 7. 什么是低应力脆断?如何理解低应力脆断事故?(12分) 参考答案:答:在应力水平较低,甚至低于材料的屈服点应力情况下结构发生的突然断裂,称为低 应力脆性断裂,简称低应力脆断。低应力脆断多与结构件中存在宏观缺陷(主要是裂纹)有关, 同时也与材料的韧性有关。由于应力低,容易“失察”,由于脆性断裂,难于控制即“失控”, 低应力脆性断裂事故多为灾难性的。断裂力学是研究低应力 脆断的主要手段,其研究目的也 主要是预防低应力脆断。 8. 请解说应力场强度因子断裂理论?(12分) 参考答案:答:1)下标“I”表示I 型(张开型)裂纹 2)“K”表示应力强度因子,是外加应力和裂纹长度的函数 3)“K I ”表示I 型(张开型)裂纹的应力强度因子 4)“K Ic ”表示I 型(张开型)裂纹的断裂韧度,是材料抵抗断裂的一个性能指标 5)“K I = K Ic ”是断裂判据,表示I 型(张开型)裂纹的应力强度因子增加到一个临界 值即达到材料的断裂韧度时,就发生脆性断裂。 9. 请论述断裂力学的产生、发展、分类及主要理论?(12分) 参考答案: 严格按传统强度理论设计的工程结构却发生了低应力脆性断裂,这是传统强度理论无法自圆其说的。正是对这类问题的思考和探索,尤其1920格里菲斯裂口断裂理论的提出标志固体力学的一个新分支即将出现。 断裂力学诞生的标志是欧文的应力强度断裂理论的提出。这也是断裂力学的第一次飞跃发展,断裂力学的第二次飞跃发展体现在应力强度因子断裂理论应用在疲劳问题的分析。 根据材料断裂的载荷性质,可分为静态断裂力学和动态断裂力学,或称为断裂静力学和断裂动力学,显然断裂静力学是断裂动力学的基础,一般简称为断裂力学。由于研究的尺度、方法和观点不同,断裂力学可分为微观断裂力学和宏观断裂力学。根据所研究的裂纹尖端附近材料塑性区的大小,宏观断裂力学又可分为线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学。 10. 材料有哪些性能?什么是材料的力学性能?金属材料有哪些力学性能指标?力学行为的内涵是什么?(12分) 参考答案: 材料的性能包括热学性能、力学性能(弹性模量、拉伸强度、抗冲强度、屈服强度、耐疲劳强度等)、电学性能、磁学性能、光学性能、化学性能。 材料的力学性能是指材料在不同环境(温度、介质、湿度)下,承受各种外加载荷(拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲

中国近代史纲要课后习题答案

1.怎样认识近代中国的主要矛盾、社会性质及其基本特征? (1)近代中国的主要矛盾 帝国主义和中华民族的矛盾;封建主义和人民大众的矛盾是近代中国的主要矛盾。中国近代社会的两对主要矛盾是互相交织在一起的,而帝国主义和中华民族的矛盾,是最主要的矛盾。 (2)社会性质:半殖民地半封建的性质。 中国社会的半殖民地半封建社会,是近代以来中国在外国资本主义势力的入侵及其与中国封建主义势力相结合的条件下,逐步形成的一种从属于资本主义世界体系的畸形的社会形态。 鸦片战争前的中国社会是封建社会。鸦片战争以后,随着外国资本-帝国主义的入侵,中国社会性质发生了根本性变化:独立的中国逐步变成半殖民地的中国;封建的中国逐步变成半封建的中国。 (3)基本特征 第一,资本--帝国主义侵略势力不但逐步操纵了中国的财政和经济命脉,而且逐步控制了中国的政治,日益成为支配中国的决定性力量。 第二,中国的封建势力日益衰败并同外国侵略势力相勾结,成为资本--帝国主义压迫、奴役中国人民的社会基础和统治支柱。 第三,中国的自然经济基础虽然遭到破坏,但是封建剥削制度的根基--封建地主的土地所有制依然在广大地区内保持着,成为中国走向近代化和民主化的严重障碍。 第四,中国新兴的民族资本主义经济虽然已经产生,并在政治、文化生活中起了一定作用,但是在帝国主义封建主义的压迫下,他的发展很缓慢,力量很软弱,而且大部分与外国资本--帝国主义和本国封建主义都有或多或少的联系。 第五,由于近代中国处于资本--帝国主义列强的争夺和间接统治之下,近代中国各地区经济、政治和文化的发展是极不平衡的,中国长期处于不统一状态。 第六,在资本--帝国主义和封建主义的双重压迫下,中国的广大人民特别是农民日益贫困化以致大批破产,过着饥寒交迫和毫无政治权力的生活。 中国半殖民地半封建社会及其特征,是随着帝国主义侵略的扩大,帝国主义与中国封建势力结合的加深而逐渐形成的。 2.如何理解近代中国的两大历史任务及其相互关系? (1)近代中国的两大历史任务: 第一,争取民族独立,人民解放;第二,实现国家富强,人民富裕。 (2)近代中国的两大历史任务的相互关系: 争取民族独立,人民解放和实现国家富强,人民富裕这两个历史任务,是互相区别又互相紧

ABAQUS定义真实应力和真实应变

ABAQUS 中定义真实应力和真实应变 在ABAQUS 中必须用真实应力和真实应变定义塑性.ABAQUS 需要这些值并对应地在输入文件中解释这些数据。 然而,大多数实验数据常常是用名义应力和名义应变值给出的。这时,必须应用公式将塑性材料的名义应力(变)转为真实应力(变)。 考虑塑性变形的不可压缩性,真实应力与名义应力间的关系为: 00l A lA =, 当前面积与原始面积的关系为: 00l A A l = 将A 的定义代入到真实应力的定义式中,得到: 00 ()nom F F l l A A l l σσ=== 其中0 l l 也可以写为1nom ε+。 这样就给出了真实应力和名义应力、名义应变之间的关系: (1)nom nom σσε=+ 真实应变和名义应变间的关系很少用到,名义应变推导如下: 0001nom l l l l l ε-= =- 上式各加1,然后求自然对数,就得到了二者的关系: ln(1)nom εε=+ ABAQUS 中的*PLASTIC 选项定义了大部分金属的后屈服特性。ABAQUS 用连接给定数据点的一系列直线来逼近材料光滑的应力-应变曲线。可以用任意多的数据点来逼近实际的材料性质;所以,有可能非常逼真地模拟材料的真实性质。在*PLASTIC 选项中的数据将材料的真实屈服应力定义为真实塑性应变的函数。选项的第一个数据定义材料的初始屈服应力,因此,塑性应变值应该为零。 在用来定义塑性性能的材料实验数据中,提供的应变不仅包含材料的塑性应变,而是包括材料的总体应变。所以必须将总体应变分解为弹性和塑性应变分量。弹性应变等于真实应力与杨氏模量的比值,从总体应变中减去弹性应变,就得到了塑性应变,其关系为: /pl t el t E ε εεεσ=-=- 其中pl ε是真实塑性应变,t ε是总体真实应变,el ε是真实弹性应变。

最新无机材料物理性能考试试题及答案

无机材料物理性能考试试题及答案 一、填空(18) 1. 声子的准粒子性表现在声子的动量不确定、系统中声子的数目不守恒。 2. 在外加电场E的作用下,一个具有电偶极矩为p的点电偶极子的位能U=-p·E,该式表明当电偶极矩的取向与外电场同向时,能量为最低而反向时能量为最高。 3. TC为正的温度补偿材料具有敞旷结构,并且内部结构单位能发生较大的转动。 4. 钙钛矿型结构由 5 个简立方格子套购而成,它们分别是1个Ti 、1个Ca 和3个氧简立方格子 5. 弹性系数ks的大小实质上反映了原子间势能曲线极小值尖峭度的大小。 6. 按照格里菲斯微裂纹理论,材料的断裂强度不是取决于裂纹的数量,而是决定于裂纹的大小,即是由最危险的裂纹尺寸或临界裂纹尺寸决定材料的断裂强度。 7. 制备微晶、高密度与高纯度材料的依据是材料脆性断裂的影响因素有晶粒尺寸、气孔率、杂质等。 8. 粒子强化材料的机理在于粒子可以防止基体内的位错运动,或通过粒子的塑性形变而吸收一部分能量,达从而到强化的目的。 9. 复合体中热膨胀滞后现象产生的原因是由于不同相间或晶粒的不同方向上膨胀系数差别很大,产生很大的内应力,使坯体产生微裂纹。 10.裂纹有三种扩展方式:张开型、滑开型、撕开型 11. 格波:晶格中的所有原子以相同频率振动而形成的波,或某一个原子在平衡位置附近的振动是以波的形式在晶体中传播形成的波 二、名词解释(12) 自发极化:极化并非由外电场所引起,而是由极性晶体内部结构特点所引起,使晶体中的每个晶胞内存在固有电偶极矩,这种极化机制为自发极化。 断裂能:是一种织构敏感参数,起着断裂过程的阻力作用,不仅取决于组分、结构,在很大程度上受到微观缺陷、显微结构的影响。包括热力学表面能、塑性形变能、微裂纹形成能、相变弹性能等。 电子的共有化运动:原子组成晶体后,由于电子壳层的交叠,电子不再完全局限在某一个原子上,可以由一个原子的某一电子壳层转移到相邻原子的相似壳层上去,因而电子可以在整个晶体中运动。这种运动称为电子的共有化运动。 平衡载流子和非平衡载流子:在一定温度下,半导体中由于热激发产生的载流子成为平衡载流子。由于施加外界条件(外加电压、光照),人为地增加载流子数目,比热平衡载流子数目多的载流子称为非平衡载流子。 三、简答题(13) 1. 玻璃是无序网络结构,不可能有滑移系统,呈脆性,但在高温时又能变形,为什么? 答:正是因为非长程有序,许多原子并不在势能曲线低谷;在高温下,有一些原子键比较弱,只需较小的应力就能使这些原子间的键断裂;原子跃迁附近的空隙位置,引起原子位移和重排。不需初始的屈服应力就能变形-----粘性流动。因此玻璃在高温时能变形。 2. 有关介质损耗描述的方法有哪些?其本质是否一致? 答:损耗角正切、损耗因子、损耗角正切倒数、损耗功率、等效电导率、复介电常数的复项。多种方法对材料来说都涉及同一现象。即实际电介质的电流位相滞后理想电介质的电流位相。因此它们的本质是一致的。 3. 简述提高陶瓷材料抗热冲击断裂性能的措施。 答:(1) 提高材料的强度 f,减小弹性模量E。(2) 提高材料的热导率c。(3) 减小材料的热膨胀系数a。(4) 减小表面热传递系数h。(5) 减小产品的有效厚度rm。

核工业基本知识试题汇总

1.核电站是以核能转变为电能的装置,将核能变为热能的部分称为核岛,将热能变为电 (+)能的部分称为常规岛。 2.重水堆冷却剂和载热剂是去离子水。(—) 3.堆芯中插入或提升控制捧的目的是控制反应堆的反应性。(+) 4.压水堆中稳压器内的水-汽平衡温度的保持是借助于加热和喷淋。(+) 5.由国家核安全局制定颁发的安全法规都是指导性文件。(—) 6.断裂力学可以对含裂纹构件的安全性和寿命作出定量或半定量的评价和计算。(+) 7.焊缝具有冶金和几何双重不连续性,往往是在役检查区域的选择重点。(+) 8.所有核电厂的堆型都必须要有慢化剂降低中子的能量。(-) 9.核电站压水堆型的反应堆压力容器和蒸汽发生器中的所有部件都属于核I级部件。(-) 10.自然界中U-235,U-234,U-238三种同位素具有不同的质子数和相同的中子数。(-) 11.断裂的基本类型有三种,张开型裂纹(I型);滑开型裂纹(II型);撕开型裂纹(III (-)型),在工程构件内部,滑开型裂纹是最危险的,容易引起低应力脆断。 12.制造压力壳的材料,对Co和B含量的严格控制的目的是为了减少放射性,避免吸收中 (-)子和提高抗拉强度。 13.应用无损检测最主要的目的在于安全和预防事故的发生。(+) 14.结构件内部存在有微裂纹,必然会是造成构件低应力脆断。(-) 15.核能是一种可持续发展的能源,通过几十年经验总结证明,核能是安全、经济、干净 (+)的能源。 16.我国当前核电站的主要堆型是轻水压水堆。(+) 17.前苏联于1954年建成的第一座核电站,开辟了人类和平利用原子能的先河。(+) 18.不锈钢通过淬火提高强度和硬度。(-) 19.在役检查的可达性是要求受检部位、人员及设备的工作空间和通道满足HAD103/07的 ( + )有关规定。 20.压水堆核电站的冷却剂和载热剂也是降低裂变的中子能量慢化剂。( + ) 21.核电站的类型是由核反应堆堆型确定的,目前世界上的主要堆型仅有轻水堆、重水堆。(—) 22.从断裂力学的角度考虑,选材时材料强度越高越好。(—) 23.核用金属材料必须对钴、硼等杂质元素含量严加限制。( + ) 24.核工业I、II级无损检测人员资格鉴定考试包括“通用考试”和“核工业专门考试” ( - ) 两部分。 25.核工业无损检测的报考者实际操作考试内容包括正确应用仪器进行检测,给出检测结 ( ) 果并对结果进行解释的能力。但不包括安全防护规则的制定与实施。 26.金属材料的性能分为机械性能、物理性能、化学性能和工艺性能是指材料的强度、硬 ( ) 度、韧性和塑性四方面。 27.现代意义上的无损检测是广泛利用计算机技术检测高精尖设备和装置的无损检测方 ( ) 法。 28.核电是一种干净的能源,其对环境影响小。如一座1000MW单机组的核电站每年约产生 ( ) 30吨高放废燃料和800吨中、低放废物,以及6,000,000吨二氧化碳。 29.核安全2级部件是指具备防止或减轻事故后果之功能的设备。( + ) 30.目前运行的核电站是以裂变和聚变的方式来释放核能的。(—) 31.高强度低合金钢中硫和磷元素能起到细化晶粒的作用。(—)

近代史纲要 上篇综述 习题及答案

上篇综述作业及答案 一、单项选择题 1.中国封建社会的基本生产结构是:() A.手工业 B.农业经济 C.工业 D.小农经济 2.19世纪初,大肆向中国走私鸦片的国家是( ) A.美国 B.英国 C.日本 D.俄国 3.中国近代史上的第一个不平等条约是:() A.《望厦条约》B.《南京条约》C.《辛丑条约》 D.《马关条约》 4.《南京条约》中割让的中国领土是:() A.香港岛 B.九龙 C.新界 D.台湾 5.第一次鸦片战争中,美国强迫清政府签订的不平等条约是() A.《黄埔条约》 B.《虎门条约》 C.《望厦条约》 D.《瑷珲条约》 6.中国近代史的起点是:() A. 第一次鸦片战争 B. 第二次鸦片战争 C. 中日甲午战争 D. 八国联军侵华战争 7. 第一次鸦片战争后,中国逐步演变为:() A. 封建主义性质的国家 B. 半殖民地半资本主义性质的国家 C. 资本主义性质的国家 D. 半殖民地半封建性质的国家 8.标志着中国半殖民地半封建社会起点的事件是() A.英国的鸦片走私 B. 林则徐的虎门禁烟 C.1840年第一次鸦片战争 D.第二次鸦片战争 9.鸦片战争后,中国社会最主要的矛盾是:() A.地主阶级和农民阶级的矛盾B.资本—帝国主义和中华民族的矛盾C.封建主义和人民大众的矛盾D.清朝统治和汉族的矛盾 10.鸦片战争前,中国社会经济中占统治地位的是:() A.商品经济B.封建经济C.半殖民地经济D.资本主义经济 11.近代中国的历史表明,要争取争得民族独立和人民解放必须首先进行:() A. 反对帝国主义侵略的斗争 B. 反帝反封建的资产阶级民主革命 C. 反对封建主义压迫的斗争 D. 反对资产阶级的社会主义革命 12.在近代中国,实现国家富强和人民富裕的前提条件是:() A. 反对帝国主义的侵略 B. 争得民族独立和人民解放 C. 推翻封建主义的统治 D. 建立资本主义制度 13.中国工人阶级最早出现于:() A.十九世纪四、五十年代 B.十九世纪六十年代 C.十九世纪六、七十年代 D.十九世纪七十年代 14.近代中国产生的新的被压迫阶级是:() A农民阶级B工人阶级C资产阶级 D民族资产阶级 15.中国的资产阶级出现于:() A.十九世纪四、五十年代 B.十九世纪六十年代 C.十九世纪六、七十年代 D.十九世纪七十年代 单项答案1. D 2.B 3. B 4. A 5. C 6. A 7.D 8. C 9. B 10. B 11.B 12. B 13. A 14. B 15. C

近代史课后题答案整理

中国近代史纲要课后习题答案 1怎样认识近代中国的主要矛盾、社会性质? (1)近代中国的主要矛盾 帝国主义和中华民族的矛盾;封建主义和人民大众的矛盾是近代中国的主要矛盾。中国近代社会的两对主要矛盾是互相交织在一起的,而帝国主义和中华民族的矛盾,是最主要的矛盾。(2)社会性质:半殖民地半封建的性质。 中国社会的半殖民地半封建社会,是近代以来中国在外国资本主义势力的入侵及其与中国封建主义势力相结合的条件下,逐步形成的一种从属于资本主义世界体系的畸形的社会形态。鸦片战争前的中国社会是封建社会。鸦片战争以后,随着外国资本-帝国主义的入侵,中国社会性质发生了根本性变化:独立的中国逐步变成半殖民地的中国;封建的中国逐步变成半封建的中国。 2.如何理解近代中国的两大历史任务及其相互关系? (1)近代中国的两大历史任务: 第一,争取民族独立,人民解放;第二,实现国家富强,人民富裕。 (2)近代中国的两大历史任务的相互关系: 争取民族独立,人民解放和实现国家富强,人民富裕这两个历史任务,是互相区别又互相紧密联系的。 第一,由于腐朽的社会制度束缚着生产力的发展,阻碍着经济技术的进步,必须首先改变这种制度,争取民族独立和人民解放,才能为实现国家富强和人民富裕创造前提,开辟道路。近代以来的历史表明,争得争取民族独立和人民解放,必须进行反帝反封建的民主革命。第二,实现国家富强和人民富裕是民族独立,人民解放的最终目的和必然要求。 第一章反对外国侵略的斗争 3.中国近代历次反侵略战争失败的根本原因是什么? 第一,近代中国社会制度的腐败是反侵略战争失败的根本原因。 在1840年以后中国逐渐沦为半殖民地半封建社会的过程中,清王朝统治者从皇帝到权贵,大都昏庸愚昧,不了解世界大势,不懂得御敌之策。由于政治腐败、经济落后和文化保守,一方面使清朝统治阶级封闭自守,妄自尊大,骄奢淫逸,盲目进攻;另一方面又使统治者和清军指挥人员在战争面前完全没有应变的能力和心态,不适应于近代战争,不少将帅贪生怕死,临阵脱逃,有的甚至出卖国家和民族的利益。清政府尤其害怕人民群众,担心人民群众动员起来会危及自身统治,所以不敢发动和依靠人民群众的力量。 清朝统治集团在对外战争中妥协退让求和投降的一系列做法,已经使他失去在中国存在的理由,不推翻他是不能取得反侵略战争胜利的。 第二,近代中国经济技术的落后是反侵略战争失败的另一个重要原因。 当时的英国已经历过工业革命,资本主义生产力获得突飞猛进的发展,而中国仍停留在封建的自然经济水平上。经济技术的落后直接造成军事装备的落后,军队指挥员不了解近代军事战术,从而造成军队素质和战斗力的低下。 经济技术落后是反侵略战争失败的重要原因,但并不表明经济技术落后就一定在反侵略战争中失败。正是因为当时的中国政府不能很好地组织反侵略战争,不能发动和利用人民群众的力量,甚至压制人民群众,其失败是不可避免的。 第二章对国家出路的早期探索 4、如何认识太平天国农民战争的意义和失败的原因、教训? (1)太平天国农民战争的意义 太平天国起义虽然失败了,但它具有不可磨灭的历史功绩和重大的历史意义。 第一,太平天国起义沉重打击了封建统治阶级,强烈震撼了清政府的统治根基,加速了清王

中国近代史纲要复习题(含答案)dl

中国近代史纲要试题(含答案) 一、单项选择题 1.在维新派推动下实行“戊戌变法”的清帝是(C)。 A.咸丰皇帝 B.同治皇帝 C.光绪皇帝 D.宣统皇帝 2.19世纪90年代,康有为维新思想的基本特点是(D) A.提倡“师夷长技以制夷” B.猛烈批判以孔子为代表的儒家传统道德 C.从学习西方科学技术转向宣传民主共和 D.把西方资本主义的政治学说同传统的儒家思想相结合 3.近代中国首先提出“振兴中华”口号的是(D) A、康有为 B、洪秀全 C、林则徐 D、孙中山 4.“洋务运动是中国迈向近代化的开端”,对它的本质含义的理解应该是:(C)。A.它是地主阶级的改良运动 B.它促进了官僚资本的发展 C.它使中国民族资本主义工业兴起 D.它用机器生产代替手工劳动 5.被誉为“革命军中马前卒”的(C)写了《革命军》号召人民推翻清王朝,建立“中华共和国”。 A.黄兴B.宋教仁C.邹容D.陈天华 6.革命派和改良派论战的内容有要不要(C)。 ①以革命手段推翻清王朝②推翻帝制,实行共和 ③进行民主革命`④进行社会革命 A.①③④B.②③④C.①②④D.①②③ 7.在近代,帝国主义列强不能灭亡和瓜分中国的最根本原因是( D )。 A.帝国主义列强之间的矛盾和妥协 B.洋务派开展的“自强”、“求富”运动 C.民族资产阶级发动的民主革命 D.中华民族进行的不屈不挠的反侵略斗争

8.前三次的反围剿斗争中,红一方面军在(D)的指挥下,实行“诱敌深入,避敌主力,打其虚弱”等战术,连续粉碎了国民党的三次围剿。 A.贺龙叶挺 B.周恩来朱德 C.朱德刘伯承 D.毛泽东朱德 9.“共产党现时最主要的任务是有系统地有计划地尽可能在广大区域中准备农民总暴动……工人阶级应时刻领导并参加武装暴动。”上述中国共产党“八七”会议决议表明(C) A.中国共产党的工作重心由城市转入农村 B.中国共产党正式确立了工人阶级的领导地位 C.中国共产党确定了武装反抗国民党的方针 D.中国共产党的思想理论基础发生了根本变化 10.中国共产党创建初期,其主要精力是放在(B) A发展党的组织B发动工人运动 C解决农民问题D开展军事斗争 11.五四运动后期斗争的中心由北京转到(A) A.上海 B.南京 C.广州 D.天津 12.北伐战争迅速发展的最主要原因是(D) A.工农群众的大力支持 B.北伐将士的英勇善战 C.直奉联合战线的瓦解 D.国共两党团结合作和正确的北伐方针 13.毛泽东提出“中国革命斗争的胜利要靠中国同志了解中国情况”的文章是(D)A.《中国的红色政权为什么能够存在?》B.《井冈山的斗争》 C.《星星之火,可以燎原》 D.《反对本本主义》 14.1930年5月,中共中央机关刊物《红旗》发表署名信件,明确提出共产党应当以大部分力量甚至全副力量去发展( A )。 A.乡村工作B.城市工作C.调查工作D.土地革命 15.1935年6月,中央红军和红四方面军会师于( A )

(完整版)断裂力学试题

2007断裂力学考试试题 B 卷答案 一、简答题(本大题共5小题,每小题6分,总计30分) 1、(1)数学分析法:复变函数法、积分变换;(2)近似计算法:边界配置法、有限元法;(3)实验标定法:柔度标定法;(4)实验应力分析法:光弹性法. 2、假定:(1)裂纹初始扩展沿着周向正应力θσ为最大的方向;(2)当这个方向上的周向正应力的最大值max ()θσ达到临界时,裂纹开始扩展. 3、应变能密度:r S W = ,其中S 为应变能密度因子,表示裂纹尖端附近应力场密度切的强弱程度。 4、当应力强度因子幅值小于某值时,裂纹不扩展,该值称为门槛值。 5、表观启裂韧度,条件启裂韧度,启裂韧度。 二、推导题(本大题10分) D-B 模型为弹性化模型,带状塑性区为广大弹性区所包围,满足积分守恒的诸条件。 积分路径:塑性区边界。 AB 上:平行于1x ,有s T dx ds dx σ===212,,0 BD 上:平行于1x ,有s T dx ds dx σ-===212,,0 5分 δ σσσσΓ s D A s D B s B A s BD A B i i v v v v dx x u T dx x u T ds x u T Wdx J =+=+-=??-??-=??-=???)()(1 122112212 5分 三、计算题(本大题共3小题,每小题20分,总计60分) 1、利用叠加原理:微段→集中力qdx →dK = Ⅰ ?0 a K =?Ⅰ 10分 A

令cos cos x a a θθ==,cos dx a d θθ= ?111sin () 10 cos 22(cos a a a a a K d a θθθ--==Ⅰ 当整个表面受均布载荷时,1a a →. ?12()a a K -==Ⅰ 10分 2、边界条件是周期的: a. ,y x z σσσ→∞==. b.在所有裂纹内部应力为零.0,,22y a x a a b x a b =-<<-±<<±在区间内 0,0y xy στ== c.所有裂纹前端y σσ> 单个裂纹时 Z = 又Z 应为2b 的周期函数 ?sin z Z πσ= 10分 采用新坐标:z a ξ=- ?sin ()a Z π σξ+= 当0ξ→时,sin ,cos 1222b b b π π π ξξξ== ?sin ()sin cos cos sin 22222a a a b b b b b π π π π π ξξξ+=+ cos sin 222a a b b b π π π ξ= + 222 2[sin ()]( )cos 2 cos sin (sin )2222222a a a a a b b b b b b b π π π π π π π ξξξ+=++

中国近代史纲要课后习题答案

上编综述 1.为什么说鸦片战争是中国近代史的起点? 鸦片战争是中国近代史的开端,原因有四: 第一,战争后中国的社会性质发生了根本性变化,由一个落后封闭但独立自主的封建国家沦为一个半殖民地半封建社会。 第二,中国的发展方向发生变化,战前中国是一个没落的封建大国,封建制度已经腐朽,在缓慢地向资本主义社会发展,如果没有外来势力干扰,中国最终也会向西方大国那样发生资产阶级革命成为资本主义国家;而鸦片战争后中国的民族资本主义不可能获得正常发展,中国也就不可能发展为成熟的资本主义社会,而最终选择了社会主义道路。 第三,社会主要矛盾发生变化,战前中国的主要矛盾是农民阶级与封建地主阶级的矛盾,而战后主要矛盾则包括农民阶级和地主阶级的矛盾及中华民族与外国殖民侵略者的矛盾,也就是社会主要矛盾复杂化。 第四是革命任务发生变化,原先的革命任务是反对本国封建势力,战后则增加了反对外国殖民侵略的任务,革命的性质也由传统的农民战争转为旧民族主义革命。 (鸦片战争以后,中国社会性质发生变化,逐步成为半殖民地半封建社会;中国的主要矛盾发生变化,帝国主义和中华民族矛盾成为主要矛盾;中国出现了新的生产关系、新的阶级和新的思想。因此,鸦片战争就成为中国近代史的起点。) 2.怎样认识近代中国的主要矛盾、社会性质及其基本特征? (1)近代中国的主要矛盾 帝国主义和中华民族的矛盾;封建主义和人民大众的矛盾是近代中国的主要矛盾。中国近代社会的两对主要矛盾是互相交织在一起的,而帝国主义和中华民族的矛盾,是最主要的矛盾。(2)社会性质:半殖民地半封建的性质。 中国社会的半殖民地半封建社会,是近代以来中国在外国资本主义势力的入侵及其与中国封建主义势力相结合的条件下,逐步形成的一种从属于资本主义世界体系的畸形的社会形态。鸦片战争前的中国社会是封建社会。鸦片战争以后,随着外国资本-帝国主义的入侵,中国社会性质发生了根本性变化:独立的中国逐步变成半殖民地的中国;封建的中国逐步变成半封建的中国。 (3)基本特征 第一,资本——帝国主义侵略势力不但逐步操纵了中国的财政和经济命脉,而且逐步控制了中国的政治,日益成为支配中国的决定性力量。 第二,中国的封建势力日益衰败并同外国侵略势力相勾结,成为资本——帝国主义压迫、奴役中国人民的社会基础和统治支柱。 第三,中国的自然经济基础虽然遭到破坏,但是封建剥削制度的根基——封建地主的土地所有制依然在广大地区内保持着,成为中国走向近代化和民主化的严重障碍。 第四,中国新兴的民族资本主义经济虽然已经产生,并在政治、文化生活中起了一定作用,但是在帝国主义封建主义的压迫下,他的发展很缓慢,力量很软弱,而且大部分与外国资本——帝国主义和本国封建主义都有或多或少的联系。 第五,由于近代中国处于资本——帝国主义列强的争夺和间接统治之下,近代中国各地区经济、政治和文化的发展是极不平衡的,中国长期处于不统一状态。 第六,在资本——帝国主义和封建主义的双重压迫下,中国的广大人民特别是农民日益贫困化以致大批破产,过着饥寒交迫和毫无政治权力的生活。 中国半殖民地半封建社会及其特征,是随着帝国主义侵略的扩大,帝国主义与中国封建势力

最新Abaqus中应力应变的理解

在ABAQUS 中对应力的部分理解 1、三维空间中任一点应力有6个分量y z xz xy z y ,,,σσσσσσ,,x ,在ABAQUS 中分别对应S11,S22,S33,S12,S13,S23。 2、一般情况下,通过该点的任意截面上有正应力及其剪应力作用。但有一些特殊截面,在这些截面上仅有正应力作用,而无剪应力作用。称这些无剪应力作用的面为主截面,其上的正应力为主应力,主截面的法线叫主轴,主截面为互相正交。主应力分别以321,,σσσ表示,按代数值排列(有正负号)为321σσσ≥≥。其中321,,σσσ在ABAQUS 中分别对应Max. Principal 、Mid. Principal 、Min. Principal ,这三个量在任何坐标系统下都是不变量。 可利用最大主应力判断一些情况:比如混凝土的开裂,若最大主应力(拉应力)大于混凝土的抗拉强度,则认为混凝土开裂,同时通过显示最大主应力的法线方向,可以大致表示出裂缝的开裂方向等。 利用最小主应力,可以查看实体中残余压应力的大小等。 3、弹塑性材料的屈服准则 3.1、Mises 屈服准则 22132322212)()()(S σσσσσσσ=-+-+- 其中s σ为材料的初始屈服应力。 在三维空间中屈服面为椭圆柱面;在二维空间中屈服面为椭圆。 Mises 等效应力的定义为:(牵扯到张量知识) 其中 S 为偏应力张量,其表达式为 其中为应力, I 为单位矩阵,p 为等效压应力(定义如下): , 也就是我们常见的)(3 1z y x p σσσ++=。 还可以具体表达为: 其中 , , 为偏应力张量(反应塑性 变形形状的变化)。 q 在ABAQUS 中对应 Mises ,它有6个分量(随坐标定义的不同而变化)S11,S22,S33,S12,S13,S23 3.2、Trasca 屈服准则 主应力间的最大差值=2k

大学近代史课后习题及答案

上编综述 1、为什么说鸦片战争是中国近代史的起点? (1)战后中国的社会性质发生了根本性变化,由一个落后封闭但独立自主的封建国家沦为一个半殖民地半封建社会。 (2)中国的发展方向发生变化,战前中国是一个没落的封建大国,封建制度已经腐朽,在缓慢地向资本主义社会发展,如果没有外来势力干扰,中国最终也会向西方大国那样发生资产阶级革命成为资本主义国家;而鸦片战争后中国的民族资本主义不可能获得正常发展,中国也就不可能发展为成熟的资本主义社会,而最终选择了社会主义道路。 (3)社会主要矛盾发生变化,战前中国社会的主要矛盾是地主阶级与农民阶级之间的矛盾,而战后主要矛盾则转变为帝国主义与中华民族之间的民族矛盾及封建主义与人民大众之间的阶级矛盾,也就是社会主要矛盾复杂化。 (4)革命任务发生变化,原先的革命任务是反对本国封建势力,战后则增加了反对外国殖民侵略的任务,革命的性质也由传统的农民战争转为反帝反封建的民主主义革命。 2、怎样认识近代中国的主要矛盾、社会性质及其基本特征? (1)近代中国的主要矛盾:帝国主义与中华民族的矛盾;封建主义与人民大众的矛盾是近代中国的主要矛盾。中国近代社会的两对主要矛盾是互相交织在一起的,而帝国主义与中华民族的矛盾,是最主要的矛盾。 (2)社会性质:半殖民地半封建社会的性质。中国社会的半殖民地半封建社会,是近代以来中国在外国资本主义势力的入侵及其与中国封建主义势力相结合的条件下,逐步形成的一种从属于资本主义世界体系的畸形的社会形态。鸦片战争前的中国社会是封建社会。鸦片战争以后,随着外国资本-帝国主义的入侵,中国社会性质发生了根本性变化:独立的中国逐步变成半殖民地的中国;封建的中国逐步变成半封建的中国。 (3)基本特征: 第一,资本—帝国主义侵略势力不但逐步操纵了中国的财政和经济命脉,而且逐步控制了中国的政治,日益成为支配中国的决定性力量。 第二,中国的封建势力日益衰败并同外国侵略势力相勾结,成为资本—帝国主义压迫、奴役中国人民的社会基础和统治支柱。 第三,中国的自然经济基础虽然遭到破坏,但是封建剥削制度的根基—封建地主的土地所有制依然保持着,成为中国走向近代化和民主化的严重障碍。 第四,中国新兴的民族资本主义经济虽然已经产生,并在政治、文化生活中起了一定作用,但是在帝国主义封建主义的压迫下,他的发展很缓慢,力量很软弱,而且大部分与外国资本—帝国主义和本国封建主义都有或多或少的联系。 第五,由于近代中国处于资本—帝国主义列强的争夺和间接统治之下,近代中国各地区经济、政治和文化的发展是极不平衡的,中国长期处于不统一状态。 第六,在资本—帝国主义和封建主义的双重压迫下,中国的广大人民特别是农民日益贫困化以致大批破产,过着饥寒交迫和毫无政治权力的生活。中国半殖民地半封建社会及其特征,是随着帝国主义侵略的扩大,帝国主义与中国封建势力结合的加深而逐渐形成的。 3.如何理解近代中国的两大历史任务及其相互关系? (1)两大历史任务:第一,争取民族独立、人民解放;第二,实现国家富强、人民富裕。(2)相互关系:二者是互相区别又互相联系的。第一,由于腐朽的社会制度束缚着生产力的发展,阻碍着经济技术的进步,必须首先改变这种制度,争取民族独立和人民解放,才能为实现国家富强和人民富裕创造前提,开辟道路。近代以来的历史表明,争取民族独立和人民解放,必须进行反帝反封建的民主革命。第二,实现国家富强和人民富裕是民族独立、人民解放的最终目的和必然要求。

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