电流变液抗压效应的实验研究

为研究电流变液在准静态下的挤压力学性能,建立了用于测试电流变液在平行平板电极间经受沿电场方向挤压时所产生抗力的实验装置。利用此装置对自制的基于沸石和硅油的电流变液在不同外加电场强度下的抗压强度进行了研究,并与圆盘剪切条件下该电流变液的动态剪切屈服应力进行了比较。结果表明:在外加电场作用下电流变液的抗压强度远大于相同电场强度条件下的剪切屈服应力,可以利用电流变液的抗压效应设计新型的电流变器件。     

压缩速度对电流变液抗压强度影响的实验研究

在挤压型电流变器件应用中,压缩速度是一个重要设计参数。如果不清楚压缩速度对抗压强度的影响,会造成应用中设计和控制的失准。该文实验表明,在相同外加电压下,随压缩速度升高,电流变液的压缩强度有较大降低,与剪切速率对电流变液的剪切强度的影响类似。在压缩过程中同步测试得到的电流密度曲线与压缩应力曲线的变化趋势基本一致。电流密度的测试结果表明随压缩速度的增加,链结构被压溃更严重,同时由于电场力与粘性力的比值降低,不利于被破坏的链结构的恢复,颗粒间局部平均电场强度降低,从而导致抗压强度降低。     

圆盘间的电流变液挤压流

广义的Ｂｉｎｇｈａｍ模型通常用来描述电流变液的本构特性,但在挤压流中会导致屈服面佯谬的产生,从而得到非物理的结果。为解决这一问题,本文基于广义的双粘度模型建立了电场强度对圆盘间挤压流影响的理论分析方法。研究结果表明：由于电流变液的屈服应力随外加电场而变化,圆盘间挤压流中屈服面的位置会随着电场强度的增加而向盘面靠近,屈服区变小,电流变液对圆盘的作用力增大。     

在Poiseuile流场下的FMP效应的动力学

以通过FMP(flow-modified permittivity)效应修正的静电极化模型为基础,采用分子动力学方法,模拟了电流变液在poiseuile流动场下的情况.进而分析了在流场下FMP效应对电流变效应的影响.仿真结果表明:在压力梯度作用下,相对于无压力梯度作用时,电流变液体终态结构有所改变(不规整),并且电流变液体结构演变时间也受到了影响;通过分析不同弛豫时间下,剪切应力与压力梯度的关系曲线,发现电流变效应的强度与粒子极化的弛豫时间关系密切,对于同种电流变液材料,应该有一最佳介电松弛频率.     

初始过渡区外电流变流体的流变特性

在低剪切速率下,电流变流体（ＥＲｆｌｕｉｄ）的剪切应力－剪切速率曲线上存在一非线性初始过渡区。对初始过渡区外电流变流体的流变特性进行了研究,结果表明,在过渡区外当剪切速率较高时,电流变流体表现为Ｂｉｎｇｈａｍ塑性流体;表观粘度在过渡区外变化很小,可近似为常数。     

一种新型的力反馈实现方法

针对虚拟现实和遥操作机器人技术的需要,提出了一种实现力反馈新技术.电流变液是一种智能材料,在电场作用下其流变学特性如粘度能够在几毫秒时间内发生连续可逆的变化.利用电流变液的这种特殊性能,采用类似汽缸和活塞的结构设计了一种力反馈装置,汽缸与活塞分别作为电场的两极,它们之间充满电流变液,当有电场存在时电流变液粘度发生变化,从而阻碍活塞相对汽缸的运动,产生连续可调的阻力.阐述了力反馈装置的设计方法,建立了结构模型和动力学模型,提出了由该装置实现的力反馈数据手套及其控制方法,最后进行虚拟碰撞实验验证了所提出方法的有效性.     

W/O型含蜡原油乳状液屈服—触变特性研究

屈服-触变特性是W/O型含蜡原油乳状液重要的依时性流变特性。利用流变仪对3种物性不同的含蜡原油,在恒定剪切速率加载方式条件下,研究了W/O型胶凝含蜡原油乳状液的屈服-触变特性。以可触变应力表征体系的结构特性。发现对于具有相同结构的乳状液胶凝体系,增加剪切速率,可触变应力增大;在液滴直径相同的情况下,增加体积含水率,以相同的剪切速率加载时,可触变应力增大。并根据实验结果,总结提出了可触变应力与体积含水率、剪切速率之间的关系式。     

电流变流体的本构模型

电流变流体是由一种基液，加入非导电介质微粒和高分子表面活性剂混合而成的液体，因其独特的电流效应成为材料科学领域的研究热点。在外加电场作用下，电流变流体的力学性质可迅速发生变化甚至相变固化，流体的力学性能依赖于外加电场的强度、介质微粒的体积百分比浓度以及介质微粒的大小。文章基于一个类似Maxwell模型的简单机械系统，采用非连续介质力学的内蕴时本构理论，在仅考虑电场强度对电流变流体力学性能的影响下，发展了一种描述电流变流体的本构模型，预言了电流变流体的力学行为随电场强度的变化，描述了材料在不同电场强度下应力随应变的变化规律。     

智能液体──电流变液

本文论述了智能液体──电流变液，对电流变液的静态、动态、控制应用作了介绍，并对电流变液的现状和今后研究的方向提出了看法。     

BaTiO3电流变液微波衰减可调控特征

分别考虑微波传播方向与电流变液颗粒链方向相垂直与平行的情况,对BaTiO 3电流变液的微波衰减行为进行了研究.实验发现在垂直的情形,当流体浓度较低时,微波衰减随电场强度增加而加大,并且随浓度增加电场调节微波衰减的幅度增加.超过一定浓度后,衰减由增加改变为减小,同时衰减的电场调节幅度较大.存在一个饱和电场强度,低于此值时,衰减变化显著;超过此值后,衰减变化趋于平稳.在平行的情形,发现衰减随电场强度单调增加.另外,微波衰减随电场强度的变化具有弛豫效应.初步认为微波衰减调控特征与外电场作用下电流变液结构转变和BaTiO 3 自身极化状态改变有关.     

有机聚合物复合纤维改良砂土无侧限抗压强度研究

为研究有机聚合物复合纤维改良砂土的抗压特性、变形规律与改良机理，通过无侧限抗压强度试验和数值模拟分析了改良砂土抗压变形过程的力链变化与微裂纹发育规律，给出了改良砂土的破坏与改良机理。结果表明：有机聚合物复合纤维能够有效提升砂土的抗压强度，随着有机聚合物含量的增大，改良砂土的无侧限抗压强度逐渐提高；随着有机聚合物含量与应变增大，改良砂土的力链演化与微裂纹发育明显改变，力链由环状和柱状结构转变为拱状结构，微裂纹总数量及张拉微裂纹增多，破坏由单一路径向多路径转变。有机聚合物复合纤维黏结、包裹砂粒以及三者相互耦合胶结有效提升了砂土的抗压特性；当荷载过大时，有机聚合物膜发生破裂，纤维逐渐断裂与滑脱，改良砂土网状结构逐渐失稳，砂粒被迫发生位移与旋转，形成局部微裂纹，最终发育、延伸形成裂隙造成破坏。     

基于ADAMS的连铸板坯摆式飞剪刚柔耦合仿真分析

采用刚柔耦合系统动力学方法对摆剪剪切钢坯的过程进行仿真,并对摆剪性能进行评估。给出了加载最大剪切力时摆剪各关键连接处所承受载荷的时间历程曲线以及曲轴的应力云图和沿轴向的变形。结果表明,曲轴的机械性能满足生产需求。     

挤出共混中的高剪切应力对PP-HDPE-滑石粉共混材料力学性能的影响

采用提高双螺杆挤出机螺杆转速的方法,研究了双螺杆挤出机的高剪切应力作用对聚丙烯(PP)、PP-滑石粉和PP-高密度聚乙烯(HDPE)-滑石粉共混材料力学性能的影响.结果表明:双螺杆挤出机的高螺杆转速、高剪切应力作用,可促进材料中滑石粉颗粒的均匀分散、促进HDPE均匀分散于PP基体的乙丙共聚物的相态之中,可引起PP或HDPE的断链反应、引起HDPE大分子自由基与PP基体中的EPR相以及与滑石粉表面偶联助剂之间的结合反应,引起共混材料缺口冲击强度的显著增大;少量极性烯类单体的加入和较低的挤出反应温度条件(180℃)有利于形成的大分子自由基与极性烯类单体的接枝、嵌段反应、界面间的偶联结合反应及其原位增粘作用,并引起PP-HDPE-滑石粉共混材料缺口冲击强度的进一步增大.     

单轴反向加载对管线钢强度性能的影响规律研究

本文根据钢板在大直径管线钢管UOE成形工艺过程的变形情况,针对X70和X80管线钢材料进行了单轴反向加载试验,通过单向拉伸试验测试了在经历不同程度预压缩应变之后其屈服强度和抗拉强度的变化情况,并对其强度性能指标随预压缩应变的变化规律进行了分析与归纳。结果表明,在单轴反向加载条件下,两种材料的屈服强度均因包辛格效应而降低,其下降趋势均可拟合为二次函数;预压缩变形对试验材料的抗拉强度基本没有影响。     

WHOLLY-AROMATIC COPOLYESTERS CONTAINING IPA, 2.6-NDA, TPA, CLHQA AND PABA MONOMERS

The crystallinities, thermal properties, liquid crystal properties and rheologic properties oftwo series of the aromatic copolyesters are studied. One of them is composed of IPA, 2,6-NDA,CLHQA, PABA and. the other composed of TPA, 2.6-NDA, CLHQA, IPA. The results showthat the crystallinities of the aromatic copolyesters are relatively low and the melting point of thecopolyesters decreases with an increase of the unsymmetrical contents. These two series of aro-matic copolyesters are both suitable for the conventional melt spinning process and have a goodfiber forming property and a good thermal stability. The viscosities of aromatic copolyestermelts are greatly affected by the shear rate, hence the so-called" thinning under shearing" phe-nomenon. The melts have a rather high viscosity flow activation energy and a relatively lowelasticity.     

Deformation and damage features of a Re/Ru-containing single crystal nickel base superalloy during creep at elevated temperature

The deformation and damage features of a 4.5%Re/3.0%Ru-containing single crystal nickel-based superalloy during the creep in the temperature range of 1040–1070 °C and stress range of 137–180 MPa was investigated by means of creep properties measurement and contrast analysis of dislocation configuration. The results showed that the alloy exhibited a better creep resistance in the range of the testing temperatures and stresses, the deformation mechanism of the alloy during steady state creep was dislocations climbing over the rafted γ′ phase.In the latter period of creep, the deformation mechanism of the alloy was dislocations shearing into the rafted γ′phase. It is believed that the dislocations shearing into γ′ phase may cross-slip from {111} to {100} planes for forming the K-W locks to restrain the slipping and cross-slipping of dislocations on {111} plane. As the creep goes on, the alternate slipping of dislocations results in the twisted of the rafted γ′ phase to promote the initiation and propagation of cracks along the γ/γ′ interfaces up to creep fracture, which is considered to be the damage and fracture feature of alloy during creep at high temperature.     

连续碳纤维增强复合材料3D打印喷头设计

为了解决3D打印喷头在成形过程中需要频繁抬起和跳转的问题,研制一种具有复合丝材可控导入、高效熔融挤出及实时剪切功能的新型3D打印喷头。首先,基于结构原理和功能分析方法,对喷头进行分模块化设计;然后,对喷头剪切装置控制系统及其控制流程进行设计和分析;最后,采用所研制的3D打印喷头实物进行连续碳纤维增强复合材料预浸丝的熔融挤出及剪切试验。结果表明,采用所设计的喷头结构以及程序控制方法,可以实现剪丝刀片在喷嘴末端对于复合材料的有效剪切,剪切断口平整,验证了所研制的新型复合材料3D打印喷头的可靠性和实用性。所提方法可有效避免喷头在抬起和跳转运动过程中引发的问题,为连续碳纤维增强复合材料3D打印喷头的结构设计及其运动控制提供了参考。     

拱式转换层板厚对结构受力性能的影响

通过分析指出了拱式转换层板厚对结构受力性能的影响.结果表明,上、下弦杆的最大弯距和最大剪力随着上层转换层板厚的增大而增大；随着下层转换层板厚的增大,上弦杆的最大弯距和最大剪力明显增大,而下弦杆的最大弯距和最大剪力不断减小；随着上、下层转换层板厚的增大,斜腹杆的最大轴力不断增加；竖腹杆的最大轴力随着上层转换层板厚的增大而增加,随着下层转换层板厚的增大而减小.     

电流变弹性体的制备及其力学性能测试

采用硅油、淀粉和硅橡胶作为原材料,采用不同的比例和在不同的条件下,制备了两种类型电流变弹性体,并将其进行了力学性能实验测试.通过实验验证了电流变效应存在于电流变弹性体中,表明,它具有刚度可控的特征.电流变弹性体响应快速、可逆可控、稳定性好且不易沉降,将具有广泛的潜在工程应用前景.     

混凝土结构层间力学性能的电学表征

以由碳纤维布作为界面层的混凝土及碳纤维混凝土为例,根据混凝土层间接触电阻的变化,对剪切荷载及弯曲荷载作用下的混凝土界面粘接性能及剪切强度进行电学参数变化实验.实验结果表明:素混凝土层间接触电阻随着层间粘接松动而增大,当发生粘接破坏时,则急剧增大;碳纤维混凝土层间接触电阻随着剪切强度的增大而增大,发生剪切破坏时,则急剧增大;碳纤维混凝土层间接触电阻的敏感性比素混凝土层间接触电阻对界面粘接及剪应力的敏感性要好,低应力作用下,碳纤维混凝土层间接触电阻随应力明显变化.