基于悬臂振动原理的薄板木质材料 动态黏弹性检测

为了快速检测薄板木质材料动态黏弹性这一表征其力学性能的重要指标,以刨花板、中密度纤维板、高密度纤维板和木塑板等4种材质的薄板木质材料为研究对象,利用自行研制的薄板木质材料力学性能检测分析仪,测量出试件在悬臂自由振动时的第一阶固有频率,以及振动过程中的对数减幅系数,进而获得材料的动态黏弹性性能,包括储能模量和损耗模量。并将测量结果与传统的强迫振动动态黏弹性检测方法的测量值进行对比分析。结果表明:两种测量结果之间有显著的线性关系,基于悬臂梁自由振动原理的薄板木质材料动态黏弹性检测方法是可行的。     

两种木质复合材料弹性模量与阻尼比的动态测量

采用"悬臂梁"自由端方式,测定了硬质纤维板(HDF)、定向刨花板(OSB)试材的动态弹性模量E动和阻尼比そ,测量了HDF、OSB试材的静态弹性模量,验证了动态测试方法.测定结果表明,动、静态弹性模量情况一致,动态测试方法快速、简便、重复性好.     

微波频率下木材介电常数和损耗的测量

<正> 木材介电性质的研究,不仅对木材的工业加工、人造板生产有现实意义,还有助于研究木材的分子结构、各向异性,为更合理、充分地使用木材提供理论根据。 音频下木材的介电性质很早就有研究,射频下木材介电性质的研究,国内外在五、六十年代也开展过。但在超高频微波领域,材料介电性质的研究尚存在各种困难,尤其木材在此频率下介电性质的研究国内还未开展。作者就常温下,对平衡含水率时的杉木介电常数和损耗(tgδ)作了初步测试。其测量方法和数据仅供参考,以期我们的试探能引起有关部门和单位对木材在微波频率下介电性质的更深入的研究。 介质材料的复数介电系数     

速生杨树木材表面的动态润湿性能和自由能研究

润湿性是木质材料的一个重要界面特性,它可以表征胶粘剂与木质材料接触状态,木材的表面润湿性能对木质复合材料的胶合强度有较大的影响。根据木质材料的结构与性能特点,笔者建立了描述其表面动态润湿性能的数学模型,在模型中提出了用系数K来评价胶的润湿性能;并运用该模型研究了脲醛树脂（UF）和酚醛树脂（PF）两种胶粘剂对杨木表面的动态润湿性能的影响,以及脲醛树脂胶对同一年轮内的早材和晚材的动态润湿性能,同时还研究了杨木表面自由能与其表面吸水量之间的关系。结果表明:与PF相比,UF在杨木表面的润湿性能较好,UF对早材的润湿性能比对晚材好;在相同时间内,杨木单位表面积吸水量越多,其表面自由能越大。     

微梁传感器弹性模量的测试

利用一种静态和两种动态的检测技术,对红外辐射探测微悬臂梁式传感器材料的弹性模量进行了测试研究.在静态检测实验中,利用纳米硬度计直接测出传感器材料的弹性模量;在动态实验中,分别利用谱平面光学滤波法和多普勒测振仪得到微悬臂梁传感器结构的固有频率,再结合数值模拟计算求出传感器的等效弹性模量.通过几种检测结果的分析和比较,获得了更加精确的微梁传感器单元的弹性模量值,为微梁的优化设计和评估提供了可靠的参数.     

PVDF压力计在相似材料动态力学参数测试中的应用

随着相似材料逐渐用在动力学模型试验中,其动态力学参数的测试和研究显得尤为重要.相似材料是软弱材料,其强度较低,波阻抗也无法与Kolsky杆常用的钢杆或铝杆相匹配,因而无法利用传统的应变测量系统进行动态力学测试.本文基于一维应力波理论,推得被测试件端面应力与应变、应变率之间的关系表达式,进而利用PVDF压电薄膜传感器改进SHPB装置的压力量测方法和系统;采集到相似材料的动态压力信号,得到了相似材料在不同应变率下的全应力应变曲线、动态弹性模量、动态峰值强度以及随速率变化的关系.      

沥青混合料动态压缩弹性模量试验方法与影响因素

为了研究应变测试方法、加载频率、试验温度和应力幅值对沥青混合料动态压缩弹性模量的影响,用MTS路面材料动态试验系统对常用的两种沥青混合料AC-16和AC-20的动态压缩弹性模量进行了系统的测试,通过分析建立了各因素与动态压缩弹性模量之间的关系,以及动态与静态弹性模量的关系.结果表明,采用侧面法测定的结果与现行规范中的推荐值更接近,也能够消除由顶面法引起的试件端面的接触误差,建议在静态和动态模量试验中首选侧面法,在动态测试中要选择合适的加载频率,使得试验结果的偏差系数控制在20%以下.     

预压缩杨木的动态润湿性

动态润湿性是木质材料的一个重要界面特性,用于描述胶黏剂在木材表面上的润湿行为。笔者采用润湿模型描述动态接触角(θ)在木质基材表面上的扩展过程,模型中利用参数K值来描述胶黏剂在木质基材表面上的动态润湿行为。应用此模型分析了不同压缩工艺条件下脲醛树脂和酚醛树脂的湿润性能;比较了不同压缩工艺参数如压缩率、热压温度和热压时间对动态润湿性的影响。结果表明,润湿模型能够准确地描述胶黏剂在预压缩杨木表面的动态湿润过程。在预压过程中,保压时间是对K值影响最为显著的因素。     

岩石材料的非均质性与动态参数

对四种岩石进行了超声波测试。从同一岩块加工的试样尽管宏观上没有明显差异,但超声波通过时间的差异最大可以达到9%将岩样间具有相同性质的长度相抵后,可以认为时间差异只是发生在局部材料,即岩样是由力学特性差异极大的材料构成的。而岩样的动态、静态参数是以不同的方式反映岩样内部材料的力学性质,因而并不会相等。由超声波速度计算的泊松比变动范围较大(最大43%),难以运用;动态模量总是大于变形模量,而与弹性模量的差异可以达到±15%以上。     

木材染色颜料配方预测模型

 木材颜色是决定消费者印象的重要因素,为了提高木制品的装饰作用和产品价值,要对木材及木质材料进行着色。将计算机配色的方法用于木材染色中,能加快染料配方生成的速度并将极大地提高工作效率、节约成本。本文研究了一种运用动态模糊神经网络建立的木材染色颜料配方预测模型,所谓的“动态”是指模糊神经网络的网络结构不是预先设定的,而是动态变化的,即在学习开始前,没有一条模糊规则,其模糊规则在学习过程中逐渐增长而形成的。在论述建模方法的基础上,对算法中的学习规则和参数确定进行了研究。模型为三输入三输出系统,输出就确定为活性艳红X-3B、活性黄X-R、活性蓝X-R的浓度值,输入为色差,该模型预测相对误差为0.52%,训练时间为128s,结果比较令人满意。这种方法为木材染色配色提供了一种新的途径,同时也为其理论在配色系统中的应用提供了新的思路,具有一定的理论研究价值和实际应用价值。     

不同纳米碳酸钙含量对粉煤灰混凝土力学及抗冻性能的影响

研究了不同纳米碳酸钙掺量对不同养护龄期下的粉煤灰混凝土力学性能及抗冻融性能的影响,对掺杂不同纳米碳酸钙含量的混凝土试件分别进行了冻融循环试验,测定不同循环次数下的动弹性模量和相对动弹性模量;并构建了冻融循环粉煤灰混凝土损伤模型。结果表明:在一定范围内,掺杂纳米碳酸钙可以有效改善混凝土的抗压强度和劈裂强度;且对早期力学性能影响优于后期。纳米碳酸钙能够细化孔径,使得气泡间距减小,显著提高混凝土冻融循环次数,延缓混凝土相对动弹性模量衰减。当纳米碳酸钙用量为1.5%时,冻融循环125次后,其相对动弹性模量为82.07%,比未掺杂时提高了23.89%,混凝土的抗冻性能最优。     

机制砂混凝土的冻融和盐侵蚀耐久性

对机制砂混凝土进行了冻融循环试验。考虑了三种强度等级(C30、C40、C50)和四种介质(清水、质量分数为5%的氯化钠溶液、质量分数为5%的硫酸钠溶液和5%氯化钠溶液+5%硫酸钠溶液组成的混合盐溶液)。重点考察质量损失率、相对动弹性模量和抗压强度的变化。结果表明:随着冻融循环次数的增加,四种环境下机制砂混凝土的质量、相对动弹性模量和抗压强度均呈下降趋势;盐的存在加剧了机制砂混凝土在冻融循环过程中产生的表层剥落,却减缓了机制砂混凝土相对动弹性模量的下降;盐溶液种类对机制砂混凝土冻融后质量损失率和相对动弹性模量的影响程度不同,氯化钠比硫酸钠的破坏力强。     

酸雨-冻融侵蚀下透水混凝土性能损伤

为探究酸雨和冻融共同作用对透水混凝土性能的影响,采用酸雨-冻融侵蚀试验,分析不同橡胶掺量(0%、3%、6%和9%)下透水混凝土的质量、动弹性模量、超声波波速、抗压强度和透水系数等指标的变化规律,通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)和X射线衍射分析(X-ray diffraction, XRD)试验,从微观角度分析酸雨-冻融侵蚀机理。结果表明,透水混凝土的质量损失率、超声波波速损失率、透水系数和抗压强度损失率均呈不断上升趋势,相对动弹性模量呈不断降低趋势。掺入适量橡胶,会改善透水混凝土抗侵蚀性能。此外,利用灰色聚类分析得出透水混凝土的动弹性模量、超声波波速、抗压强度和透水系数等指标可以归为一类进行研究;结合SEM和XRD分析图谱分析得出酸雨-冻融循环试验的主要侵蚀产物为钙矾石晶体。     

几种测量木材弹性模量及内耗的方法比较

用共振法、衰减法和声速法测定了五种木材试样的动态弹性模量和内耗,并分别与常规方法测得的静曲模量相比较,明确了各种方法之间是等价的。对推广这些方法于木材力学的研究有一定意义。     

Analysis of Apparent Elasticity Constants of Woven Fabrics

The woven fabric can be defined as orthogonal elastomer if the extension force that puts on the fabric is very small. Based on the precondition, the apparent elasticity constants of a woven fabric were analyzed theoretically in the paper. The bias angle (which is between weft yarns and extension direction) affects apparent elasticity modulus and elasticity coefficient of the fabric in the extension direction. And the experiment describes fluxes of elasticity constants going with the bias angle of the fabric.     

动态弹性模量随频率变化的理论模型及机理

对混凝土加质量块悬壁梁结构,三种不同比尺的纯悬壁梁及质量块的石膏悬臂梁结构做了振动实验,根据前四阶的振型动态弹性模量和非振型弹模随频率变化的结果,建立理论模型,并对动弹模随频率变化的规律和机理进行了探讨。     

提高铁路混凝土在盐类结晶环境下的抗侵蚀能力研究

为提高铁路混凝土在盐类结晶环境下的抗侵蚀能力,以隧道衬砌部位混凝土为研究对象,考察了掺入不同加量的纳米SiO2和引气剂GEM对混凝土质量损失率、相对动弹性模量以及抗压强度耐蚀系数的影响。结果表明：在硫酸盐干湿循环实验条件下,纳米SiO2的加入能够有效降低混凝土试件的质量损失率,并使相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数得到提高,纳米SiO2可以有效提高铁路混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力,并且纳米SiO2的加量越大,效果越好。当SiO2的加量20kg/m3时,随着引气剂GEM加量的不断增大,混凝土试件的抗硫酸盐侵蚀能力进一步增强,当引气剂GEM的加量为0.05kg/m3时,混凝土试件在经过180次干湿循环后的质量损失率最小(仅为0.26%),相对动弹性模量(95.9%)和抗压强度耐蚀系数(0.919)最大。纳米SiO2和引气剂GEM的加入能够显著改善铁路混凝土在硫酸盐结晶环境下的抗侵蚀能力。     

层状岩石动静态力学参数相关性的各向异性

本文在系统测试分析层状岩石单轴抗压强度、弹性横量及弹性纵波波速各向异性规律的基础上，研究了层状岩石单轴抗压强度及弹性模量与弹性波速间相关性的各向异性规律，从而为工程实践过程中建立合理的相关方程提供了科学依据。     

Nanomechanics of individual amyloid fibrils using atomic force microscopy

Compression elasticity of glucagon amyloid fibrils in the transverse direction was investigated by a nanoindentation approach based on atomic force microscopy (AFM).With force-volume mapping, we obtained the correlations between radially applied force and compression of amyloid fibrils, from which the radial compressive elasticity can be deduced.The estimated elastic modulus at three typical locations of fibrils varied from (0.72±0.80) GPa to (1.26±0.62) GPa under small external forces, imply-ing the struct...     

煤矿泥岩和砂岩冲击破碎与耗能特性试验研究

为研究施工动载对巷道围岩的影响,采用直径为50 mm的分离式Hopkinson试验装置开展了冲击荷载作用下煤矿井下见的泥岩和砂岩的动态力学性能试验研究。试验结果分析表明:在试验的应变率范围内,随着子弹冲击速度的增大,所携带的冲击动能越大,两种岩石试件的破碎块度越小;随着应变率的增加,泥岩和砂岩的动态屈服强度都有明显的增加,砂岩的动弹性模量保持恒定、而泥岩动弹性模量则逐渐增加;两种岩石的动态单轴抗压强度都随着应变率的增加呈现指数型增长,表现出强应变率效应;两种岩石的耗散能都与应变率呈正线性关系,破碎尺寸则与应变率呈负线性关系。