结构钢与铝合金塑性变形的微观机制 （精装）

砂土的一个主要力学特性就是非共轴性，它在现代土力学中占有重要的地位。将砂土的非共轴宏观本构理论，与其微观结构联系起来，是目前土力学研究的热点与前沿问题之一。本课题拟从室内试验、微观模型和离散元数值模拟着手，以砂土的各向异性为立足点,对砂土的非共轴微观机制与复杂岩土工程的细宏观数值仿真技术进行研究。首先对几种砂土进行宏微观力学试验研究；接着在试验资料的基础上，建立各向异性砂土颗粒的微观力学模型；再将该模型引入到离散元程序中；然后运用离散元程序，模拟各种室内试验，弄清各向异性砂土非共轴特性的微观机制；再建立基于微观机制的各向异性砂土非共轴宏观本构理论，编制相应的有限元程序；最后用离散元程序与有限元程序模拟桩基、基坑工程与隧道工程，并与已有的试验资料进行对比与分析。本课题研究成果具有较高的学术和工程应用价值，将使我国在这方面的研究处于国际前沿。

砂土的一个主要力学特性就是非共轴性，它在现代土力学中占有重要的地位。将砂土的非共轴宏观本构理论，与其微观结构联系起来，是目前土力学研究的热点与前沿问题之一。本课题从室内试验、微观模型和离散元数值模拟着手，以砂土的各向异性为立足点,对砂土的非共轴微观机制与复杂岩土工程的细宏观数值仿真技术进行研究。首先采用传统的微观结构参数测试技术与离散元数值试验相结合的方法，揭示了级配相同的典型砂样的结构形态差异；并通过空心圆柱试验初步揭示了砂土的非共轴机制；接着在试验资料的基础上，建立了各向异性砂土颗粒的微观力学模型；再将该模型引入到离散元程序中；然后运用离散元程序，实施了双轴试验、不排水主应变旋转、单剪试验等数值试验，进一步揭示了各向异性砂土非共轴特性的微观机制；并通过数值试验探讨了既有双剪类运动模型中转动率参量假定的合理性；验证了课题负责人提出的DSR2模型研究砂土非共轴特性的可行性；研究表明：颗粒长短轴比例对非共轴特性的影响较颗粒表面的颗粒粗糙程度更为强烈，且长短轴比例越大，非共轴现象越明显。本课题研究成果具有较高的学术和工程应用价值，将使我国在这方面的研究处于国际前沿。 2100433B

镁合金材料表面缺口敏感性强、韧性低、抗腐蚀能力差等缺点严重制约了其轻质高强优势的发挥和应用。本项目提出采用爆炸焊接 热/冷轧制技术制备大面积覆铝镁基复合板材，探索铝/镁界面接合机理及塑性变形行为。研究铝/镁合金爆炸焊接过程的动力学行为、材料极速流变态势、大塑性变形位错滑移和接合界面形成等机制，探究塑性连接或微区冶金接合的微观机理、界面形态、组织结构、力学性能及其影响因素，分析铝/镁合金爆炸焊接的适应性和相容性的关键基础问题；研究铝/镁合金爆炸复合板轧制过程中的热力耦合问题，探究异种晶体结构连接界面的协调塑性变形的微观机制；进一步探讨覆铝镁基层状复合材料界面的静态和动态力学响应、界面损伤和断裂机理，建立镁基异质界面塑性变形模型，促进镁基层状复合材料塑性变形基础理论的发展。项目有助于镁基层状复合材料的合理设计制造、安全使用和服役寿命预测，具有较大的科学意义和应用价值。