聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)材料缺口敏感性的有限元分析

采用通用有限元软件ANSYS对聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)材料缺口试件的缺口处应力状态进行了弹塑性分析计算,考察了ABS切口试件的拉伸强度与切口几何尺寸(切口深度和切口底部圆弧半径)之间的关系,并将计算结果与实验结果作了比较,结果表明,有限元计算结果基本支持实验关于ABS材料的缺口敏感性的相关结果。     

聚丙烯纤维混凝土SHPB试验研究

采用变截面大尺寸的Hopkinson压杆对素混凝土与聚丙烯纤维混凝土试件进行了冲击压缩(split-hopkinsonbe,SHPB)试验,得到了不同应变率下的聚丙烯纤维混凝土动态压缩强度及应力-应变全过程曲线,证实了聚丙烯纤维混凝土材料的应变速率敏感性,结果对于计算聚丙烯纤维混凝土在高速冲击及爆炸条件下的响应很有意义.     

陶瓷三点弯曲切口梁断裂实验与承载力分析

为探讨带切口陶瓷试件的最大承载力计算方法,采用实验机对7种不同切口尺寸的粗瓷矩形截面梁试件和4种切口尺寸的细瓷试件进行了三点弯曲加载实验,得到了各个试件的载荷一加载点位移关系曲线,并由实验最大载荷值和预制裂纹尺寸计算了其应力强度因子。通过黏聚裂纹模型和双K断裂准则计算弯曲切口梁的承载力,再由恒定应力强度因子计算该结构的承载力,并分别与实验载荷作比较。结果表明,由黏聚裂纹理论和双K断裂准则得到的计算值与实验结果符合较好。     

双边切口试件的极限载荷分析

本文用塑性力学的滑移场理论和断裂力学理论,分析了平面应变和平面应力两种情形下矩形双边切口试件的极限载荷问题,同时进行了双边切口平板试件的拉伸试验,导出了平面应力条件下计算双边切口试件极限载荷的公式。文中对不同深度的双边切口试件进行了有限元计算,结果表明,该式与有限元计算值符合得很好。     

高强混凝土湿扩散与火灾爆裂关系研究

从爆裂机理研究出发，针对高强砂浆等试件，利用明火加热炉，开展了一系列试验．发现爆裂与很多因素有关，例如随温度的升高和时间的延长，爆裂加剧；硅灰掺合料会使爆裂更易发生；而聚丙烯(PP)纤维的加入可以抑制爆裂的发生，降低爆裂程度．试验用PCK方法测试了胶砂试件的吸水性，并探讨了吸水性和试件爆裂的关系，结果表明吸水性好的掺有聚丙烯纤维的试件不易爆裂．     

聚丙烯纤维水泥稳定碎石断裂能试验研究

为了研究聚丙烯纤维对水泥稳定碎石断裂韧性的影响，通过对84个尺寸为100 mm × 100 mm × 515 mm的聚丙烯纤维水泥稳定碎石和普通水泥稳定碎石三点弯曲试件断裂试验，测得了试件的断裂能(GF)、裂缝嘴张开位移(CMOD)和裂缝尖端张开位移(CTOD)，并探讨了试验龄期、聚丙烯纤维体积掺量以及水泥掺量对聚丙烯纤维水泥稳定碎石断裂能的影响，对聚丙烯纤维水泥稳定碎石的经济性和施工和易性进行了简要分析，给出了聚丙烯纤维体积掺量合适的建议范围为0.6‰ ～ 0.8‰。试验结果表明：聚丙烯纤维的掺入可以明显提高水泥稳定碎石的断裂能、极限裂缝嘴张开位移(CMODmax)和极限裂缝尖端张开位移(CTODmax)；随着试验龄期的增长，无论聚丙烯纤维掺入与否，水泥稳定碎石断裂能均呈增大趋势，但聚丙烯纤维水泥稳定碎石断裂能增大的速率较大；随着纤维体积掺量的增加，水泥稳定碎石断裂能、CMODmax和CTODmax逐渐增大，尤其是当纤维体积掺量大于0.6‰时，GF增大的效果更为明显；随水泥掺量的增加，聚丙烯纤维水泥稳定碎石试件的极限荷载逐渐增加，但断裂能却逐渐减小。     

混凝土梁的断裂能及其尺寸效应的试验研究

为研究混凝土断裂性能及试件尺寸对其断裂能的影响,对含有预制切口的混凝土试件梁进行三点弯曲试验。试验采用线性位移传感器(Linear Variable Differential Transformers,LVDTs)测量试件梁跨中挠度δ,利用荷载-挠度曲线(P-δ)计算其断裂能。试验结果表明:同种尺寸试件梁的P-δ曲线会表现一定的差异性,但总体比较接近;不同尺寸试件梁的P-δ曲线性质相似,但是试件尺寸越大,P-δ曲线峰值越高。此外,混凝土断裂能表现出一定的尺寸效应,试件尺寸越大,断裂能越高。     

木材断裂韧性KIC测定方法的研究

采用单边切口试件进行三点弯曲试验,以测定木材断裂韧性K_(IC)值;同时探讨了试件厚度对K_(IC)的影响。结果表明:(1)本文采用的实验方法是可行的;(2)试件厚度对K_(IC)值无显著影响,但以薄试件为好。     

软水环境下砂浆钙溶蚀过程及孔隙率变化分析

为了快速获得水泥基材料钙溶蚀进程的有效实验数据,该文根据Fick定律和Gerard固液平衡方程,建立了软水环境下水泥砂浆圆柱体试件的钙溶蚀模型。给出了钙溶蚀过程中试件孔隙率和Ca(OH)2浓度分布的计算方法。进行了6M NH4Cl溶液中水泥砂浆圆柱体试件的加速钙溶蚀实验。利用称重法获得了钙溶蚀引起的试件孔隙率随溶蚀时间的变化规律。将圆柱体试件孔隙率的模型计算值与实验测试值进行了对比。进行了钙溶蚀过程中圆柱体试件孔隙率和Ca(OH)2浓度时空变化规律的数值分析。结果表明:孔隙率的模型计算结果与实测结果基本一致;在试件已溶蚀的深度内,孔隙率随溶蚀时间的增加而增加,试件表层的孔隙率在溶蚀初期增加较快,Ca(OH)2浓度随溶蚀时间的增加而降低且溶蚀初期的下降速率较大。     

TB5钛合金板试件疲劳破坏过程的宏微观跨尺度数值模拟

为了研究TB5钛合金板试件从微观初始缺陷到宏观疲劳断裂全过程中的跨尺度数值模拟问题,以约束应力表征材料的疲劳损伤度,以约束应力区裂纹模型描述材料从微观到宏观的疲劳破坏过程,以应变能密度因子作为宏微观跨尺度疲劳裂纹扩张的控制参量,发展了一种宏微观跨尺度疲劳破坏过程的数值模拟方法。在该模型中,可通过疲劳源处材料初始缺陷大小和3个尺度效应函数来表征材料微观因素对疲劳破坏过程的影响。对TB5钛合金光滑板试件(应力集中系数Kt=1)和含切口板试件(Kt=3)进行了数值模拟计算,结果表明,计算S-N曲线与试验S-N曲线能够精准吻合。通过考虑微观效应,其疲劳寿命试验数据的离散性也可由模型计算结果得以体现。     

聚丙烯(PP)材料在不同应变速率下的缺口敏感性实验研究

对聚丙烯(PP)材料在应变率跨越10-4-10-1量级范围内的缺口敏感性做了实验研究,实验结果表明,PP试样,无论带缺口还是不带缺口,对应变率具有一定的敏感性;PP的缺口试样在不同应变率下的拉伸强度极限随着缺口深度的增加而有所增加,而与缺口底部圆弧半径没有明显的关系;以缺口敏感度NSR衡量,PP对缺口是不敏感的。     

热塑性材料的缺口敏感性实验研究

实际的机器结构为了工作需要，其各部件之间总需要某种联接，从而必然会带有所谓的广义上的切口；而切口的引入会引起一系列力学效应。本文基于以PP为例的热塑性材料的带V型切口件试样的大量试验，探讨了其强度在切口深度和切口底部圆弧半径变化的情况下的表现，得到了关于该材料的一些缺口敏感性规律的结论。     

钢筋陶粒混凝土和普通混凝土断裂参数K_(IC)和CTOD_(IC)的试验分析

通过对加筋及无筋陶粒混凝土和普通混凝土带大、小缺口的三点弯曲梁进行试验和有限元分析,对其断裂性能进行研究,分析得到配筋大小、混凝土品种和强度、切口深度对混凝土断裂韧度K_(IC)及临界裂缝尖端张开位移CTOD_(IC)的影响。提出了断裂韧度K_(IC)与混凝土抗拉强度、切口深度的计算公式。试验和分析证实。裂缝开始失稳扩展时,CTOD_(IC)值的变化范围很小,有可能成为控制混凝土失稳断裂的材料参数。     

缺口对聚苯乙烯夏比冲击断面形态及特征尺寸的影响

对缺口ＰＳ试样进行了不同缺口深度α和缺口要部曲率半径ｒ下的夏比冲击实验,通过测定裂缝应端能量释放率Ｇ,考虑了α、ｒ与断面开矿特征尺寸的关系。指出随缺口深度的增大,冲击功下降,裂纹尖端能量释放率呈上升趋势;随缺口根部曲率半径增大,冲击功耗呈增大趋势。镜面区尺寸不随缺口深度的改变而改变;肋状区肋条宽度随缺口深度增大呈下降趋势,而随缺口根部同率半径增大呈上升趋势。其原因可能是α、ｒ的变化使得裂纹尖端应力     

考虑劈裂对应力集中缓解作用的纤维增强复合材料损伤破坏分析

外载荷作用下含缺口纤维增强复合材料层合板在缺口边缘存在很高的应力集中,在载荷水平较低时,缺口边缘纤维间基体受剪切作用会发生沿纤维方向的纵向劈裂,该纵向劈裂会降低缺口处的应力集中并提高层合板的承载能力。为准确模拟纵向劈裂对缺口边缘应力集中的缓解作用,利用扩展有限元方法模拟劈裂建立了复合材料层合板渐进性损伤破坏分析的仿真模型,模型选用Hashin破坏准则对复合材料层合板的失效进行预测,分别研究了铺层顺序和缺口形状对复合材料层合板抗拉强度的影响,并与现有文献中的实验结果进行了对比,模拟结果表明破坏模式和破坏强度均与实验结果相吻合,验证了本文渐进性损伤破坏分析仿真模型的有效性。     

官能团化聚丙烯对Mg(OH)2/PP力学性能的影响

制备了加有官能团化聚丙烯 (FPP)、接枝单体和原位形成FPP改性Mg(OH) 2 /PP复合材料 ,研究了FPP、接枝单体和原位形成FPP对Mg(OH) 2 /PP复合材料力学性能的影响 ,实验结果表明 ,Mg(OH) 2 使PP力学性能明显降低 ,缺口冲击强度降低比弯曲、拉伸强度更加明显 ,但模量提高。FPP加入有利于复合材料弯曲、拉伸强度提高 ,而且Mg(OH) 2 用量越多 ,效果越明显。接枝单体加入也明显提高复合材料的力学性能 ,尤其高含量Mg(OH) 2 填充复合材料。虽然原位形成FPP改性复合材料的力学性能比仅加有接枝单体的低 ,但随接枝单体用量增加而提高。抗氧剂对原位形成FPP改性复合材料Mg(OH) 2 /PP力学性能影响不大。     

聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)的缺口敏感性实验研究

对聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)的缺口敏感性作了实验研究,考察了拉伸强度和屈服应力与切口深度和切口底部圆弧半径之间的关系以及ABS的缺口敏感度(NSR).实验结果显示,ABS的缺口敏感度(NSR)的平均值为0.938,接近于1.0,ABS基本上对缺口是不敏感的;其切口试件的切口深度和切口底部圆弧半径对材料的拉伸强度和屈服应力没有显著影响。     

聚丙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料的制备及力学性能研究

针对两种有机蒙脱土(TJ-2型和KH-V6型),采用熔体插层法在双螺杆挤出机中制备出PP/OMMT纳米复合材料,并运用XRD和FTIR对所制得的复合材料进行表征.研究结果表明,两种OMMT片层都在PP基体中达到纳米级的分散.力学性能研究表明,相对PP而言,两种PP/OMMT纳米复合材料的硬度分别提高了11%和19%,抗冲击性能分别提高了18%和20%,且随着蒙脱土添加量的增加,冲击性能的变化符合逾渗脆韧转变机制.     

PP/EPDM-g-GMA共混物的形态结构和力学性能

在转矩流变仪中通过熔融接枝反应制备了EPDM-g-GMA，将其与聚丙烯(PP)在双螺杆挤出机中熔融共混，用化学滴定法测定EPDM—g—GMA的接枝率，用红外光谱对接枝物进行表征，用SEM观察共混物的形态，通过对PP／EPDM-g-GMA共混物的形态结构和力学性能的研究发现，随着EPDM—g—GMA的含量或温度的增加，PP／EPDM-g-GMA共混物的缺口冲击强度相应提高，而拉伸强度降低，断裂伸长率相应增加。