| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第12-29页 |
| 1.1 基于细观力学的耐火材料损伤本构模型研究意义及现状 | 第12-24页 |
| 1.1.1 耐火材料损伤行为的研究现状 | 第14-19页 |
| 1.1.1.1 复合材料细观力学的研究现状 | 第14-16页 |
| 1.1.1.2 细观损伤力学的研究现状 | 第16-19页 |
| 1.1.1.2.1 含微气孔、微裂纹材料的弹性模量与弹塑性应力-应变关系的研究 | 第17页 |
| 1.1.1.2.2 颗粒相复合材料中界面损伤对材料弹塑性性能的影响 | 第17-18页 |
| 1.1.1.2.3 颗粒相复合材料的界面局部损伤与弹性性能 | 第18-19页 |
| 1.1.1.2.4 颗粒相复合材料中基质相的损伤对材料弹塑性性能的影响 | 第19页 |
| 1.1.2 基于声发射试验表征材料损伤的研究现状 | 第19-22页 |
| 1.1.2.1 声发射试验技术的研究历史与现状 | 第19-20页 |
| 1.1.2.2 利用声发射技术对耐火材料进行损伤检测的研究现状 | 第20-22页 |
| 1.1.3 非均质材料与跨尺度的研究现状 | 第22-24页 |
| 1.1.3.1 跨尺度研究两种主要方法的优缺点 | 第22页 |
| 1.1.3.2 材料设计中的多尺度分析方法 | 第22-23页 |
| 1.1.3.3 多尺度模拟应用现状 | 第23页 |
| 1.1.3.4 多尺度研究的进一步发展：材料微观损伤演化与失效退化行为分析现状 | 第23页 |
| 1.1.3.5 材料微结构的模拟现状 | 第23-24页 |
| 1.1.3.6 目前多尺度研究理论发展的主要障碍 | 第24页 |
| 1.2 论文研究方案 | 第24-27页 |
| 1.2.1 耐火材料显微结构分析 | 第25页 |
| 1.2.2 耐火材料力学性能试验 | 第25页 |
| 1.2.3 建立耐火材料的细观力学模型 | 第25-26页 |
| 1.2.4 损伤演化过程的试验表征 | 第26-27页 |
| 1.2.4.1 声发射实验 | 第26页 |
| 1.2.4.2 损伤演化过程的物理解释及其定量表征 | 第26-27页 |
| 1.2.5 建立耐火材料的细观损伤力学模型 | 第27页 |
| 1.2.6 数值模拟 | 第27页 |
| 1.3 论文的主要内容 | 第27-29页 |
| 1.3.1 耐火材料显微结构与外载荷之间相互作用的特征描述—细观力学模型 | 第27页 |
| 1.3.2 耐火材料损伤演化过程的试验表征 | 第27-28页 |
| 1.3.3 耐火材料损伤本构模型建立及数值模拟 | 第28-29页 |
| 第二章 基于细观力学的耐火材料损伤模拟 | 第29-69页 |
| 2.1 基于细观力学模型估算镁碳耐火材料基质的力学性能 | 第29-40页 |
| 2.1.1 复合材料性能预测的细观力学方法研究背景 | 第30-33页 |
| 2.1.2 广义自洽模型 | 第33-37页 |
| 2.1.3 镁碳质耐火材料基质力学性能探究 | 第37-39页 |
| 2.1.4 结果分析与讨论 | 第39-40页 |
| 2.2 基于细观力学模拟耐火材料非线性力学行为 | 第40-50页 |
| 2.2.1 耐火材料非线性力学行为的解释 | 第41-42页 |
| 2.2.2 耐火材料非线性力学行为假设 | 第42-44页 |
| 2.2.2.1 受拉损伤行为假设 | 第43页 |
| 2.2.2.2 受压损伤行为假设 | 第43-44页 |
| 2.2.3 改进的广义自洽模型 | 第44-45页 |
| 2.2.4 技术路线 | 第45页 |
| 2.2.5 由弹性模量与应力之间的关系推导应力应变关系 | 第45-46页 |
| 2.2.6 镁碳质耐火材料的非线性力学行为预测 | 第46-49页 |
| 2.2.7 结果分析与讨论 | 第49-50页 |
| 2.3 基于界面相模型的耐火材料损伤演化细观力学表征 | 第50-67页 |
| 2.3.1 颗粒复合材料的界面相模型 | 第52-54页 |
| 2.3.2 耐火材料损伤表征 | 第54-55页 |
| 2.3.2.1 耐火材料损伤过程的物理假设 | 第54-55页 |
| 2.3.2.2 耐火材料的损伤定义 | 第55页 |
| 2.3.3 基于界面相模型的镁碳质耐火材料损伤研究 | 第55-67页 |
| 2.3.3.1 试验材料及其制备 | 第55页 |
| 2.3.3.2 常温单轴受压损伤过程模拟 | 第55-58页 |
| 2.3.3.2.1 损伤过程模拟 | 第55-57页 |
| 2.3.3.2.2 建立界面参数-损伤因子关系 | 第57-58页 |
| 2.3.3.3 常温单轴受拉损伤过程模拟 | 第58-60页 |
| 2.3.3.4 高温单轴受压损伤过程模拟 | 第60-64页 |
| 2.3.3.5 高温单轴受拉损伤过程模拟 | 第64-67页 |
| 2.3.4 结果分析与讨论 | 第67页 |
| 2.4 本章小结 | 第67-69页 |
| 第三章 基于声发射检测的耐火材料微观损伤的试验表征方法 | 第69-92页 |
| 3.1 镁碳质耐火材料的制备与基本物性 | 第69-72页 |
| 3.1.1 试样的制备 | 第70页 |
| 3.1.2 显微结构分析 | 第70-71页 |
| 3.1.3 组成相弹性模量测定 | 第71-72页 |
| 3.2 力学性能试验 | 第72-80页 |
| 3.2.1 宏观力学性能试验 | 第72-74页 |
| 3.2.2 声发射试验 | 第74-80页 |
| 3.2.2.1 声发射系统 | 第74-78页 |
| 3.2.2.1.1 声发射仪 | 第74-75页 |
| 3.2.2.1.2 声发射传感器 | 第75-76页 |
| 3.2.2.1.3 DiSP 系统的主要特性 | 第76页 |
| 3.2.2.1.4 声发射仪相关参数指标 | 第76-78页 |
| 3.2.2.2 声发射信号表征参数 | 第78-80页 |
| 3.3 声发射信号数据分析 | 第80-91页 |
| 3.3.1 基于小波能谱系数的损伤模式分类 | 第81-87页 |
| 3.3.1.1 小波变换 | 第82页 |
| 3.3.1.2 小波特征能谱系数 | 第82-83页 |
| 3.3.1.3 损伤模式划分 | 第83-86页 |
| 3.3.1.4 结果与讨论 | 第86-87页 |
| 3.3.2 基于质心频率及其携带能量的损伤特征提取 | 第87-91页 |
| 3.3.2.1 信号功率谱分析 | 第87-89页 |
| 3.3.2.2 质心频率与累积能量时间历程对照 | 第89-91页 |
| 3.4 本章小结 | 第91-92页 |
| 第四章 耐火材料损伤本构模型的开发与实现 | 第92-111页 |
| 4.1 损伤本构模型 | 第92-97页 |
| 4.1.1 以基质损伤为主的初始损伤阶段 | 第93-95页 |
| 4.1.2 以基质与界面复合损伤为主的损伤演化阶段 | 第95-96页 |
| 4.1.3 粘塑性准则 | 第96-97页 |
| 4.2 ABAQUS 用户子程序 | 第97-100页 |
| 4.2.1 用户子程序接口概述 | 第97-98页 |
| 4.2.2 用户材料子程序 UMAT | 第98-100页 |
| 4.3 镁碳耐火材料损伤本构模型子程序 UMAT | 第100-105页 |
| 4.3.1 定义状态变量 | 第101-102页 |
| 4.3.2 损伤判别 | 第102-104页 |
| 4.3.3 粘塑性准则 | 第104-105页 |
| 4.4 数值模拟 | 第105-109页 |
| 4.4.1 压缩试验 | 第105-107页 |
| 4.4.2 三点弯曲试验 | 第107-109页 |
| 4.4.2.1 抗折弯曲模量 | 第107-108页 |
| 4.4.2.2 抗折弯曲强度 | 第108页 |
| 4.4.2.3 试验值 | 第108页 |
| 4.4.2.4 模拟值 | 第108-109页 |
| 4.5 本章小结 | 第109-111页 |
| 第五章 结论与展望 | 第111-113页 |
| 5.1 结论 | 第111-112页 |
| 5.2 展望 | 第112-113页 |
| 参考文献 | 第113-127页 |
| 攻读博士学位期间承担的科研项目及研究成果 | 第127-129页 |
| 致谢 | 第129-130页 |
| 主要创新点 | 第130页 |
