金属材料压缩曲线三参数模型及应用

利用工程材料手册中现有的金属材料拉伸应力－应变曲线及参数,通过以三参数形式表示的真实应力－自然应变关系曲线,导出了压缩应力－应变关系曲线三参数模型,并应用于金属蜂窝夹芯板弹塑性屈曲分析。同时进行了蜂窝夹芯板弹塑性屈曲实验研究。分析对比表明,理论分析结果与实验结果吻合得很好。最后讨论说明在进行金属构件弹塑性稳定分析时,应用压缩应力－应变曲线求解比用拉伸应力－应变曲线分析求解更合理。     

热处理对一步法POY/FDY涤纶异收缩混纤丝结构、性能的影响

分别对一步法POY(预取向丝)/FDY(全拉伸丝)涤纶混纤丝进行蒸纱定形热处理和松弛起绉热处理,测试分析混纤丝在不同热处理条件下的热收缩率和拉伸性能,观察其热收缩形态.结果表明:蒸纱定形热处理使混纤丝的热收缩率从56.9%急剧下降到8.3%,同时混纤丝异收缩结构也发生明显变化,但提高了混纤丝拉伸性能;在松弛起绉热处理中,混纤丝的热收缩率随处理温度升高而增加,纱体从密实、带弱卷曲结构向蓬松卷曲结构转变,混纤丝强度略有下降,断裂伸长率和初始模量略有提高.     

混纤比对一步法POY/FDY涤纶混纤丝性能的影响

采用一步法工艺制备了一系列不同混纤比的POY(预取向丝)/FDY(全拉伸丝)涤纶混纤丝样品,对样品的异收缩性能和拉伸性能进行测试,分析了混纤比对混纤丝异收缩率和拉伸性能的影响.研究结果表明,一步法POY/FDY涤纶混纤丝的异收缩率受混纤比的影响很小,主要由POY和FDY本身的热收缩性能决定;混纤丝强度满足混合定律,随POY混纤比增加,混纤丝强度先下降后上升,最低强度出现在POY混纤比为70%左右;混纤丝实测强度小于理论预测强度,原因是网络加工加剧了混纤丝中纤维断裂的不同时性.     

AZ31镁合金板温拉伸变形行为的研究

通过采用单向拉伸实验, 在DNS200微机控制电子万能试验机上测定了AZ31变形镁合金板料在不同拉伸速度、不同温度下的力学性能,并分析了其特点和原因.利用实验得出的应力应变数据,建立了Fields-Backofen流变应力模型,模型计算的应力应变曲线与实验所得的数据在290～573 K范围内峰值应力出现之前基本吻合.     

形状记忆合金超弹性的Preisach滞回模型

目的以形状记忆合金（SMA）单向拉伸试验结果为基础，建立其超弹性的Preisach滞回模型方法以Preisach滞回理论为基础，采用数值分析和实验验证相结合的方法．创建了SMA超弹性一维滞回模型在完成SMA应力-应变单向拉伸试验的基础上．提取两组具有代表性的实验数据，一组用于训练Preisach滞回模型，另一组用于验证所提出模型的有效性结果用经训练的滞回模型计算出的应力-应变关系与实验结果吻合程度很好．结论所提出的SMA超弹性滞回模型．可以有效的表达SMA超弹性应力-应变关系。     

一步法POY/FDY涤纶混纤丝异收缩性能的表征

针对目前混纤丝异收缩性能表征中存在的问题及异收缩混纤丝的发展趋势,对一步法POY(预取向丝)/FDY(全拉伸丝)涤纶异收缩混纤丝在不同处理条件下的热收缩性能进行系统测试分析.结果表明:一步法POY/FDY涤纶混纤丝经30min沸水处理后测得的收缩率S1可作为其中POY组分收缩率;一步法POY/FDY涤纶混纤丝经80℃、30min定长水定形后的干热收缩率S2可作为其中FDY组分收缩率;两者差值ΔS=S1-S2即为混纤丝的异收缩率.以此提出了一种简便而有效地表征一步法POY/FDY涤纶混纤丝异收缩性能的方法.     

针刺复合织物拉伸性能有限元计算

根据针刺复合织物结构,分析其在拉伸过程中的内部应力场,说明拉伸应力应变预测计算的困难。织物拉伸变形时,随着应变逐渐增大,织物应力应变本构关系逐渐失去线弹性特点,而表现为纺织材料固有的粘弹性质,使织物拉伸变形具有物理非线性特点。讨论了具有这种特点的织物拉伸应力应变分析计算的有限元方法,并对该有限元方法的算法作出说明。计算结果与实验结果有较好的一致性。     

X52管线钢的本构关系及失效判据研究

X52管线钢广泛应用于石油天然气长输管道工程,具有良好的力学特性:强度高、塑性好。其本构关系的研究确定、矩阵表达及失效判据的建立是研究的主要内容。通过对比该材料的静力拉伸实验结果和Ramberg–Osgood本构模型,发现εεP0.2时,Ramberg–Osgood本构方程能够比较准确地反映X52管线钢的拉伸应力–应变关系,但当εεP0.2时,基于Ramberg–Osgood模型所得理论本构曲线与实验结果有较大的误差。基于此,对Ramberg–Osgood本构模型做出了修正,提出了X52管线钢在单向拉伸状态下的全局二段式应力应变关系式,并建立了X52管线钢本构关系的矩阵表达式。根据X52管线钢塑性极好的特点,分别研究了塑性材料基于应力的失效判据和基于应变的失效判据,给出了X52管线钢的应变控制失效准则。     

合金钢A517Q加热小变形下的应力应变模型

为了在有限元分析中精确计算钢坯加热过程中的应力分布情况,建立了描述A517Q钢不同温度下真应力真应变曲线的数学模型.将拉伸实验与膨胀实验所得数据结合处理,得到了不同温度下的机械应变对应的真应力曲线,排除了热膨胀与材料氧化的影响.建立该模型仅需5个关键参数,对于无明显屈服平台且应力随应变持续增长的应力应变曲线具有良好的描述精度.将通过处理A517Q钢拉伸实验数据获得的5个关键参数拟合为关于温度的函数,代入已建立的应力应变数学模型中,实现了对不同温度下材料力学性能的准确预测.将本模型植入有限元,模拟得到了钢坯加热过程中的应力分布,可为优化加热工艺提供参考.     

数字图像相关的不锈钢真实应力应变关系测量

工程上广泛应用的名义应力应变曲线,在材料发生大变形时,由于应力和应变不再沿着试件均匀分布,因而不能真实反映材料在塑性阶段的本构关系。在不锈钢标准板的拉伸试验中连续采集试件散斑表面的数字图像,采用数字图像相关技术对序列数字图像进行相关运算以获得其每个变形状态下的变形场,得到了整个拉伸过程中试件的变形形态。以光学虚拟引伸计的方法分别测量横向和竖向的实时应变数据,结合体积不变理论计算得到真实应力应变曲线。采用Johnson-Cook材料模型对真实应力应变曲线进行拟合,得到了塑性本构关系;最后根据以上实验结果和真实应力应变曲线获取了材料的力学特性参数。实验结果表明了基于数字图像相关方法对不锈钢真实应力应变关系测量的有效性和可靠性,对实验结果的真实应力应变曲线后处理,获得不锈钢材料的弹性模量为169 GPa,屈服强度为236.8 MPa,并获得了Johnson-Cook简化模型的所有三个参数A、B和n的数值。     

汉麻／棉混纺纱浆纱探讨

针对汉麻／棉混纺纱毛羽多、弹性差、耐磨性低的特点,对27．9tex55／45汉麻／棉混纺纱进行了浆纱处理．选用主浆料为变性淀粉／聚乙烯醇（PVA）的混合浆料及变性淀粉／马铃薯淀粉的淀粉浆料,利用正交分析法,讨论浆纱的工艺条件对混纺纱性能的影响．结果表明：对汉麻／棉混纺纱线上浆可不用PVA浆料,而采用以变性淀粉／马铃薯淀粉＋丙烯酸的浆料配方也可满足织造要求;一定范围内增加含固率和PVA有利于浆纱各项性能指标的提高．     

缠绕圆筒的组合变形及在扭振控制中的应用

分析了纤维增强复合材料缠绕圆筒的组合变形和力学性质,提出了一种采用纤维缠绕复合材料技术消减特定激振条件下振幅的方法,应用于轴类零件扭转振动的控制,得到了各向异性缠绕套筒的减振设计公式,     

包囊游仆虫细胞的类中间纤维细胞骨架体系

应用生化分级抽提，并结合DGD包埋 去包埋透射电镜样品制备方法显示，包囊游仆虫营养细胞和休眠细胞中，均存在由直径10 nm左右的单根纤维及单根纤维聚集成的纤维束为结构单元形成的类中间纤维细胞骨架体系.其中，营养细胞的类中间纤维构成的细胞质三维网架，在细胞膜内缘以较密集的纤维网占有了整个表质层，在表质层内缘的细胞质深部纤维形成较松散的网络，网内常见附着有细胞器及一些电子密度颗粒；核纤层位于大核核膜内缘，纤维紧密聚集成网；核骨架纤维网分布比较致密，未见有电子密度颗粒附着.休眠细胞中含有与营养细胞相似的纤维网架结构，但位于细胞内不同层次的纤维网比营养细胞中的同种结构要致密得多，这可能与纤毛虫形成包囊时细胞大范围的收缩有关.并且值得注意的是，在休眠细胞包囊壁的内层壁中也观察到相似于中间纤维的纤维网络，其纤维网均匀和致密地分布在整个包囊壁层中.电泳图谱显示，纤毛虫形成包囊后，保留了营养细胞中的部分蛋白条带，失去了部分条带，新产生了一些特异的条带.结果表明，包囊游仆虫的类中间纤维 核骨架体系，是细胞在营养条件下和休眠状态下都稳定存在的结构，它可能起到比微管类骨架更重要的作用.并且休眠细胞中该体系产生的一些特异蛋白条带，可能是纤毛虫休眠生命活动中的重要蛋白.     

重力式油气分离器内聚结元件分离流场的数值模拟

应用标准к-ε模型和多相混合模型,对重力式油气分离器内聚结元件分离流场进行了数值模拟,通过比较含有竖向平行板、蛇形相向、相背平行板和田字板4种不同聚结元件的分离器内部流场中速度矢量和各相体积分数分布,得到了不同构件的聚结特性.结果表明,聚结元件具有稳定流场,抑制涡流,对液滴进行有效聚结的优点,其中田字型板聚结元件效果最优,蛇形相向平行聚结板次之,而竖向平行板聚结元件的聚结效果最差.为分离器的设计提供了参考依据.     

Dependence of Mechanical Performance of Polytetrafluoroethylene Filament on Elongation of Dispersion Particles

The effect of elongation of particles in dispersion powders on mechanical performance of polytetrafluoroethylene(PTFE) flat filament is analyzed. Morphology and elongation of particles in four different PTFE dispersion powders are analyzed. Meanwhile, the correlation between elongation and diameter of dispersion particles is discussed. Strength-elongation curves of PTFE flat filaments made of four different dispersion powders are obtained from measurements of mechanical behaviors. Experimental results show that PTFE flat filament manufactured with dispersion particles having appropriate elongation(0.55-0.60) shows excellent mechanical performance. This work could be regarded as a reference for manufacturing high performance PTFE flat filaments.     

十字形截面方钢管混凝土组合异形柱轴压承载力试验

在钢筋混凝土异形柱和异形钢管混凝土柱的基础上，提出了一种异形柱形式——十字形截面方钢管混凝土组合异形柱，通过理论计算和有限元分析得到了异形柱的破坏形态及极限承载力，并采用叠加理论推导了其换算长细比计算公式．通过轴压试验得到了计算模型的荷载位移曲线、单肢挠度曲线以及单肢荷载应变曲线．分析结果可知，叠加理论计算、有限元分析以及轴压试验的结果一致表明异形柱的破坏形态为扭转屈曲，同时3种方法得到的屈服荷载吻合较好，验证了采用叠加理论计算异形柱承载力的可行性．     

部分充填钢箱-混凝土组合梁受力性能有限元分析

为了研究部分充填钢箱-混凝土组合梁负弯矩区的受力性能,完成3根简支组合梁构件在跨中两点反向对称荷载作用下的试验.选用合适的单元类型、本构关系及破坏准则,建立以模拟试验梁为对象的非线性模型,得到相应的挠度-荷载曲线和截面应变值,模拟结果与试验结果吻合良好.通过改变梁的一些主要参数,对极限承载力和跨中挠度进行预测.分析表明:若要提高极限承载力和降低跨中挠度,可依次提高梁的配筋率,加厚底板、腹板、顶板和中隔板,也可适当提高混凝土强度.     

地毯压缩松弛和蠕变性能研究

本文研究地毯在压缩时,假设其流变性能的力学模型是由一个弹簧体和三个麦克斯威尔(Maxwell)体并联组成;由地毯的压缩松弛试验证实了该模型的正确性。根据该力学模型,从理论上分析讨论了地毯的压缩松弛性能和压缩蠕变性能。     

混煤燃烧特性的热重实验

将洞口和平煤分别与邵阳岩头岭、武冈龙坪老矿煤在不同配比下得到的混煤在STA449F3型热重分析仪中进行热重实验,利用热重分析法对两种不同掺烧方式下的混煤进行燃烧特性实验研究,分析两种掺混方式下混煤的着火温度和可燃性,并对其燃尽特性和综合燃烧特性进行研究,研究结果表明,各混煤的着火特性、燃烧特性和综合燃烧特性都是随着易着火煤种比例的增加而有所改善,通过对各项性能的分析,确定了混煤的最佳掺配比。     

熔丝成型薄板表面粗糙度理论模型与实验验证

针对熔丝成型(fused filament fabrication， FFF)产品的表面质量缺陷问题，提出了一种FFF产品表面粗糙度的理论建模方法.以材料丝表面轮廓为研究对象，考虑样件表面的实际情况，分别建立了FFF产品垂直和平行于纤维方向的表面粗糙度理论模型;与此同时，利用激光显微镜完成了相关样件表面粗糙度的实验研究;通过对比理论分析与实验结果，验证了所建模型的正确性;理论模型的敏感性分析研究表明，增大挤出宽度或打印层厚度会增大FFF产品的表面粗糙度，而增大重叠区域宽度则会降低表面粗糙度.