土工格栅不同速率拉伸性能试验

为研究土工格栅在不同拉伸速率条件下的力学特性及其作用机理,通过对2种土工格栅进行不同拉伸速率条件下的拉伸性能试验,分析土工格栅的拉伸速率与强度、伸长率、变异系数和拉伸模量的关系.试验结果表明:土工格栅随拉伸速率的增加其2%、5%伸长率下强度和峰值强度都趋向于幂函数曲线;伸长率受速率影响并不显著;土工格栅拉伸模量随着拉伸速率的增加逐渐增大,但是达到80mm/min以后出现下降趋势.     

乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜单向拉伸性能及黏塑性本构模型

对厚度为250μm的长条形ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)薄膜试样进行了8种定速(拉伸速度由极慢的1mm/min到极快的500mm/min)单向拉伸试验,得到了相应的应力应变曲线、屈服强度、弹性模量等参数随拉伸速率的变化规律.结果表明:ETFE薄膜的屈服强度和屈服应变随拉伸速率的增加而增加;ETFE薄膜的切线、割线弹性模量,以及基于应变能和应变余能的等效弹性模量随拉伸速率的增加而增大,3种弹性模量之间的差值也随拉伸速率的增加而增大.对上述应力应变曲线进行分析,提出了ETFE膜材的黏塑性本构模型(Peirce模型),并在有限元分析软件ANSYS中进行了数值模拟,其结果与试验得出的应力应变曲线吻合较好.     

面曝光快速成形制件的拉伸强度

为了研究面曝光快速成形工艺的制作参数和制件放置方式对制件强度的影响,按照国家标准设计了测试件,在不同的制作参数和制件放置方式条件下,对测试件进行了拉伸实验,研究了不同制作参数和制件的放置方式对制件拉伸强度的影响.结果表明,曝光时间在60~360s范围时,随曝光时间的延长,拉伸强度由2.21MPa逐渐增大到15.94MPa;切层厚度在0.05~0.5mm范围时,随切层厚度的增大,拉伸强度由17.33MPa逐渐减小到1.90MPa;放置方式对测试件的拉伸强度有显著影响,沿长度方向放置制件时的拉伸强度最高.     

工艺参数对玻璃包覆铁基合金微丝尺寸、结构和力学性能的影响

以玻璃包覆Fe_(69)Co_(10)Si_8B_(13)合金微丝为研究对象,研究了拉丝速率及冷却条件对微丝尺寸、结构及力学性能的影响;分析了不同冷却条件下微丝的拉伸断裂机制. 结果表明:当拉丝速率由5m·min~(-1)增加到400m·min~(-1)时,微丝及芯丝直径分别由95.2μm和26.9μm减小到14.5μm和7.2μm;拉丝速率由50m·min~(-1)增加到400m·min~(-1)时,芯丝抗拉强度由1305MPa增大到5842MPa;冷却距离小于20mm时,微丝尺寸和抗拉强度均随冷却距离的增大而显著减小;冷却距离大于20mm时,冷却距离对微丝尺寸和抗拉强度的影响很小;采用水冷方式且拉丝速率大于5m·min~(-1)时所获得的微丝均为非晶态结构,而采用空冷方式制备的非晶态微丝的拉丝速率应大于或等于20m·min~(-1);芯丝的断裂方式为伴随不均匀塑性流变的脆性断裂,且脆性断裂倾向随冷却距离的增加而增大.     

高强度锚杆用钢低速拉伸性能

煤炭开发深度的增加对巷道支护锚杆的强度提出了更高要求.作者研究了可用作煤巷高强度锚杆的热轧和调质20MnSi钢及0.63C 1.75Si 1.68Mn奥氏体 贝氏体双相钢室温下的低速拉伸性能.当应变速率由4.6×10-4s-1降至4.6×10-6s-1时,热轧和调质20MnSi钢的σ0.2分别降低约3.8%和1%,σb分别降低约3.3%和1%.当应变速率由4.6×10-3s-1降至4.6×10-6s-1时,奥 贝钢的δ5由14%～15%提高到22%左右;σ0.2由1015MPa提高到1198MPa;σb由1448MPa提高到1546MPa;拉伸后残留奥氏体量减少.研究结果对于在岩石蠕变条件下工作的煤巷锚杆的设计和使用以及开发超高强度锚杆具有参考价值.     

不同温度和应变率下PMMA拉伸性能

为了研究PMMA与金属的力学相似性,在100 ℃、115 ℃、125 ℃和加载速率为10 mm/min、20 mm/min条件下对PMMA进行了单向拉伸试验,主要研究了温度和应变率对材料拉伸性能的影响.结果表明:随着温度的升高,PMMA中液相逐渐由固态变为液态,材料的弹性模量和流动应力逐渐减小,弹性变形能力降低,塑性增加,均表现出明显的高温软化现象;材料在100℃时,PMMA中液相主要处于固态,材料对应变率敏感,并且应变率增大材料软化明显.随着温度的升高,材料对应变率的敏感性降低,大于125 ℃时应变率影响不再敏感.     

碳纤维复合材料连接方式

为了解碳纤维材料不同连接方式对连接强度的影响,进行了碳纤维复合材料胶接和螺栓连接的拉伸试验.结果表明:采用胶接方式时碳纤维复合材料的拉断力随胶粘面积的增大而增大;单螺栓连接材料的拉伸破坏载荷均值为5.22kN,螺栓孔拉伸强度均值为481.83 MPa;双螺栓连接材料的拉伸破坏载荷均值为10.82kN,螺栓孔拉伸强度均值为538.8 MPa.     

高碳硅锰TRIP钢低应变速率下的拉伸性能

研究了 0 .6 3C 1 .75Si 1 .6 8MnTRIP钢室温低应变速率下的拉伸性能 .试验用钢的等温淬火为 :90 0℃加热 ,保温 2 0min ,34 0℃等温 2h.当应变速率由 4 .6× 1 0 -3 s-1降至 4 .6× 1 0 -6s-1时 ,高碳硅锰TRIP钢的延伸率由 1 4 %～ 1 5 %提高到 2 2 %左右 ;屈服强度由 1 0 1 5MPa提高到 1 1 98MPa;极限强度由 1 4 4 8MPa提高到 1 5 4 6MPa;拉伸试样中残留奥氏体量减少 .表明该钢在低应变速率下应变诱导相变、相变诱发塑性能够充分进行 .因此 ,该钢种特别适合于用作在岩石蠕变条件下工作的煤巷超高强度锚杆材料     

应变速率对电沉积纳米晶铜拉伸性能的影响

采用直流电沉积工艺,制备了平均晶粒尺寸为56nm的致密纳米晶铜.室温下进行单向拉伸实验,发现纳米晶铜的强度和韧性均随应变速率的升高而增大,特别是韧性的速率敏感十分显著.应变速率由1.04×10-5s-1升至1.04s-1时,断裂应变由23.2%增至39.4%,同时抗拉强度由309MPa增至451MPa.这一现象可归因于两个方面:首先,纳米晶铜的应变硬化行为随应变速率的升高而增大,从而使其均匀变形阶段的应变增加;其次,高应变速率下纳米晶铜颈缩时发生晶粒转动,这有助于其失稳阶段的应变增加.     

碳纤维毡增强聚丙烯复合材料的力学性能

将长碳纤维开松针刺成毡,并通过双钢带压机制备了碳纤维毡增强聚丙烯复合材料(CFRPP),考察了碳纤维长度、含量、纤维毡的针刺及针刺类型、基体改性等因素对复合材料力学性能的影响,并对复合材料断面进行了扫描电镜观察以分析CFRPP界面结合情况。结果表明:实验范围内的纤维长度对碳纤维增强复合材料的力学性能基本没有影响;复合材料综合力学性能最佳的碳纤维质量分数约为30%;碳纤维毡经三角形针针刺后复合材料的拉伸性能得到较大幅度提高;相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(MPP)能够改善碳纤维与聚丙烯的界面结合,提高复合材料的力学性能,其最适宜的相容剂MPP的质量分数约为20%;将长度为80mm的碳纤维用三角针刺成毡后,以MPP改性的聚丙烯(wMPP=20%)浸渍制备得到碳纤维质量分数为30%的复合材料,拉伸强度为203.3 MPa,拉伸模量达16.6GPa,弯曲强度为223.2 MPa,弯曲模量达到12.0GPa,缺口冲击强度为752.2J/m。     

氟化乙丙烯薄膜单轴拉伸力学性能试验

对150μm厚氟化乙丙烯(FEP)薄膜沿MD和TD方向裁取的试样进行4种拉伸速度的单轴拉伸试验,得到相应的屈服强度、抗拉强度和断裂伸长率,并给出以应变速率为变量的线性拟合公式;进行3种拉伸应力的循环拉伸试验,得到每循环割线模量及残余应变;进行3种应力水平下的徐变试验,分析徐变发展趋势.结果表明:FEP薄膜的屈服强度、抗拉强度和断裂伸长率都随着应变速率的增大而增大;随着循环次数的增加,循环割线模量及残余应变趋于稳定;拉伸应力9MPa时材料产生明显徐变.试验结果对FEP薄膜工程设计应用具有参考价值.     

304不锈钢拉伸变形过程中的马氏体相变

通过单向拉伸实验,研究了304不锈钢在不同应变量及不同应变速率下的马氏体含量与力学性能之间的关系.结果表明:在室温下,当应变速率为3×10-3s-1时,该材料的屈服强度和抗拉强度分别为220及1 260MPa,延伸率为57%,变形后样品中的马氏体体积分数为55%;当应变速率增加到3×10-1s-1时,虽然该材料的屈服强度增至370MPa,但是抗拉强度下降至1 000MPa,延伸率则下降至42%,变形后样品中的马氏体体积分数下降至21%.上述结果说明,该304不锈钢的塑性变形能力与其中的马氏体体积分数密切相关,应变诱导马氏体相变是该钢种的主要变形机制.     

疏松含量对K465合金室温拉伸性能的影响

K465是一种镍基铸造高温合金,具有良好的高温强度和优异的组织稳定性,应用于航空发动机的工作叶片和导向叶片上.采用相同铸造工艺制备了不同疏松含量的力学性能试样,并测试这些试样的室温拉伸性能.结果 表明:当疏松含量从0.1％、1.23％到2.89％时,合金的抗拉强度从1069 MPa、1071 MPa到1091 MPa,延伸率从10％、9％到8％,对合金的拉伸性能没有造成较大的不利影响.室温拉伸断口上显示疏松不是主要裂纹源,与试样断裂没有明显的关联,当疏松含量为6.05％、7.94％和16.51％时,合金的抗拉强度从1012 MPa、990 MPa到780 MPa,延伸率从5％、3％到完全脆断,高含量疏松造成K465合金室温拉伸性能的明显下降,疏松成为主要裂纹源和裂纹的快速扩展通道.     

等规聚丙烯单丝的多级拉伸及其力学性能的研究

本文通过不同的拉伸方法研究了等规聚丙烯单丝的拉伸性能。着重讨论了多级拉伸的特点,并和常规的一级或二级拉伸作了比较。试验发现,在相同的纺丝条件下,多级拉伸大大提高了 IPP 单丝的拉伸性能,拉伸倍数可达25倍。多级拉伸中,拉伸倍数的分配徊拉伸温度的选择是影响拉伸倍数的关键因素。拉伸倍数应逐渐降低,而拉伸温度则应逐级增高。多级拉伸所得 IPP 单丝的力学性能与常规拉伸纤维相比有明显的提高。采用普通单丝级切片即能得到强度为6.62 cN/dtex(7.5g/d)、模量大于100 cN/dtex 的高强度单丝。     

加载速率对锚杆及其锚固效应影响的实验研究

研究加载速率对锚杆及其锚固效应意义重大.对金属锚杆杆体进行了不同加载速率的室内拉伸实验,并用PFC2D颗粒流软件模拟加载速率对锚固效应的影响.结果表明：锚杆杆体强度随加载速率的增加而增大,有效检测锚杆杆体强度的加载速率应在0.5 mm/s左右;拉拔荷载随加载速率的增加而增大,且锚固体的破坏拉拔荷载与加载速率为线性关系,有效测试拉拔力的加载速率为10 mm/s;随着加载速率的增加,破坏形态最终会向锚杆拔出及产生大范围破碎区转变;根据加载速率对锚固强度的影响,可将其分为弱影响范围（v＜ 10 mm/s）、中等影响范围（10 ＜v＜ 100 mm/s）和强影响范围（v＞100 mm/s）,强影响范围内加载速率对轴应力及剪应力大小有着明显影响,易造成锚固段上部应力严重集中.     

内压作用下CFRP/钢复合管受力性能试验研究

为研究内压作用下碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced plastic, CFRP)/钢复合管的受力性能,进行了8根CFRP/钢复合管及1根普通钢管的内压荷载试验.试验中考虑的变量有碳纤维布层数、碳纤维布轴向及环向搭接长度.试验结果表明:外贴单层碳纤维布时,CFRP与钢管的协同变形效应随碳纤维布轴向及环向搭接长度的增加而增强,当轴向及环向搭接长度分别达到50mm及200mm时CFRP与钢管变形趋于一致;内压作用下CFRP/钢复合管的荷载-应变曲线呈近似双线性的变化规律,其刚度、屈服强度及极限强度均随碳纤维布层数的增加而增大,试件典型破坏形态为CFRP环向受拉断裂.最后,基于试件典型破坏特征,提出了适用于CFRP/钢复合管的强度计算模型.     

碳纤维表面处理对室温硫化硅橡胶复合材料性能的影响

以分别经α-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、浓硝酸、浓硝酸-KH550处理的短切碳纤维作为功能组分,制备室温硫化硅橡胶复合材料,研究了碳纤维处理方法对复合材料的力学性能、热性能和烧蚀性能的影响。结果表明,添加经浓硝酸-KH550连续处理碳纤维时,复合材料的性能最好;性能最佳复合材料的拉伸强度和撕裂强度分别为4.0 MPa和20.3 kN/m,起始分解温度提高到509.3 ℃,而线烧蚀率和质量烧蚀率分别降低至0.148 mm/s和0.062 g/s。     

一步活化法制备过程中H2O蒸气对聚丙烯腈基活性碳纤维(PAN-ACFs)结构性能的影响

以Courtaulds纤维为原料,采用连续化碳纤维生产线制备出稳定的预氧纤维,通过连续化活化炉进行预碳化和水蒸气物理一步活化,制备出具有高吸附性能和高拉伸强度的聚丙烯腈基活性碳纤维（PAN-ACFs）丝束。借助比表面积（BET）、广角X射线衍射（WAXD）、力学性能和碘吸附等表征测试手段研究了水蒸气量对PAN-ACFs孔结构及力学性能的影响。结果表明：在适当的活化时间、活化温度下,逐步增加水蒸气的流量,活性碳纤维的吸附能力先快速增大,而后稳定,最后再缓慢地增加;纤维的拉伸强度呈现出先增大后减小的变化趋势;当水蒸气流量为1g/min,起始的温度为650℃,高温区为850℃,活化时间为20min时,所制备的PAN-ACFs具有相对较高的吸附性能、力学性能和碳化收率。     

土工合成材料土中拉伸试验研究

本文中进行了不同类型土工合成材料空气中拉伸、土中拉伸和侧限拉伸的对比试验,并考虑了拉伸速率对材料土中拉伸性能的影响.试验结果表明:土中拉伸时土或法向应力的侧限作用使材料的拉伸割线模量明显提高,特别是对于结构蓬松、延伸率高的无纺土工织物,在土中拉伸时刚度成倍增大;与常规空气中拉伸相比,土中抗拉强度变化不大,但土中拉伸时达到抗拉强度的材料伸长量明显减小;塑料土工格栅的拉伸强度和拉伸模量随拉伸速率的增大而增大,但增长率则随着拉伸速率增大而变缓.最后分析了加筋土结构滑动区中的筋土的相互作用,探讨了加筋材料在土中拉伸对土压力计算可能产生的影响.     

高密度聚乙烯单轴拉伸力学性能试验研究

随着高密度聚乙烯(HDPE)被广泛应用于化工,建筑,军工等各个领域,高密度聚乙烯的型号,使用环境也越来越多样化。因此,对在不同拉伸速率和拉伸方向下的光面HDPE片材和花纹面HDPE片材进行单轴条带拉伸试验。试验表明:光面横向受拉片材随着拉伸速率的提升,其屈服平台强度也随着提升,在拉伸速率为150 mm/min时,光面横向受拉片材的第二屈服点不明显,材料抗拉性能较好。花纹面片材的最大拉伸强度的率相关性较好,在已有的3组拉伸速率下平均增长5.02%,但花纹面所受最大荷载较光面片材小。花纹面片材较光面片材更易断裂,纵向受拉片材较横向受拉片材更易断裂。结果表明,光面横向受拉片材的抗拉性能较好。