不同应力应变状态下弹性软体的摩擦特性

为了揭示弹性软体在动态作用力下的摩擦特性,分别以45钢模具和45钢小球、硅橡胶模具和有机玻璃(PMMA)小球、聚四氟乙烯模具和聚四氟乙烯小球为对偶件,对弹性软体(兔小肠)不同应力应变状态下的摩擦特性进行研究.以45钢模具和45钢小球为对偶件的摩擦试验表明:小肠平均摩擦系数随径向应变呈类周期性变化,表现为随着径向应变的增加而变大.以柔性材料硅橡胶模具和PMMA小球为对偶件的摩擦试验表明:径向应变情况下,随着法向载荷的增加,平均摩擦系数呈增加趋势.以聚四氟乙烯模具和聚四氟乙烯小球为对偶件的摩擦试验表明:轴向应变情况下,随着法向载荷的增加,平均摩擦系数呈减小趋势.     

Super-plasticity of Zr<Subscript>64.80</Subscript>Cu<Subscript>14.85</Subscript>Ni<Subscript>10.35</Subscript>Al<Subscript>10</Subscript> bulk metallic glass at room temperature

Generally, bulk metallic glasses （BMGs） exhibit a very limited plastic deformation under a compression load at room temperature, often less than 2% before fracturing. In this letter, through an appropriate choice of BMGs＇ composition, an amorphous rod of Zr64.80Cu14.85Ni10.35Al10 with a diameter of 2 mm was prepared by using copper mold suction casting. X-ray diffraction and differential scanning calorimetry were utilized to determine its structure and thermal stability, and the uniaxial compression test was adopted to study its plastic deformation behavior at room temperature simultaneously. The results showed that the glass transition temperature and onset temperature of the exothermic reaction of the amorphous rod were 646 and 750 K, respectively, and its micro-hardness was 594.7 Hv. During compression, when the engineering strain and engineering stress arrived at 9.05% and 1732 MPa, respectively, i.e., the true strain and true stress reached 9.42% and 1560 MPa, respectively, the amorphous rod started to yield. After yielding, with the increase of load, the strain increased and the glass rod ulti- mately were compressed into flake-like form. Although the maximum engineering strain was larger than 70%, i.e., the maximum true strain exceeded by 120%, the amorphous specimen was not fractured, indicating that it has super-plasticity at room temperature. Through the appropriate choice of composition and optimization of the technological process, flexible BMG with super-plasticity at room temperature could be produced.     

堆石料本构建模新途径

在对堆石料主要应力应变特性进行分析的基础上,对堆石料的2大类本构模型——非线性弹性模型和弹塑性模型的特点进行举例评析,从理论上指出了这2类本构模型的不足之处,并引入了一类具有独特建模思想的连续介质本构理论——亚塑性理论,对堆石料进行了亚塑性建模及初步应用研究.理论分析和算例表明,所建堆石料亚塑性模型能够合理反映堆石料的主要力学特性,且具有本构参数适用范围广的特点.     

初始温度条件下全尾胶结膏体损伤本构模型

膏体充填料到达采场初始温度不同是矿山存在的普遍现象,不同初始温度条件下膏体力学特性及应力-应变关系直接影响到矿山采充周期及相邻采场开采时贫化指标.通过对初始温度为2、20、35和50℃的硬化膏体进行单轴抗压强度试验,获得不同初始温度下充填体应力-应变演化曲线.根据理论推导和试验结果,建立了不同初始温度下膏体损伤本构模型,通过本构模型参数回归,提出膏体温度-时间耦合损伤本构模型.最后,采用Comsol数值模拟软件,将温度-时间耦合损伤本构模型嵌入solid mechanics模块,对单轴抗压试验进行数值模拟,模拟应力-应变曲线与试验结果较为吻合,验证了所提出本构模型的可靠性.     

HRB500级高强钢筋高温后的力学性能试验

对HRB500高强钢筋在高温后的力学性能进行试验,研究不同受火温度对其力学性能的影响,以及高温后的应力-应变关系曲线图的变化规律,并提出相应的力学模型.结果表明,经历高温作用并冷却后,高强钢筋的屈服强度、极限强度、弹性模量、延伸率和截面收缩率等力学性能随所经历的温度的不同而变化,变化规律也不相同. 钢筋的应力-应变关系发生一定的变化,但是一般仍然出现明显的屈服阶段和强化阶段,屈服台阶的高度随着温度的升高而降低;高强钢筋的弹性模量的变化很小.     

轻骨料碳纤维混凝土受压应力应变关系试验研究

通过轻骨料碳纤维混凝土抗压强度试验,得出非标准圆柱体和立方体两种尺寸间强度的换算公式,并利用该公式,对强度数据进行换算后重新拟合,得出了轻骨料碳纤维混凝土的应力应变曲线,为研究轻骨料碳纤维混凝土构件试验提供了依据.     

聚苯乙烯轻质混合土三轴压缩试验研究

对不同水泥掺入比、不同密度和不同龄期的聚苯乙烯轻质混合土,进行不固结不排水和固结不排水常规三轴压缩试验,以研究聚苯乙烯轻质混合土应力应变特性的变化规律和抗剪强度指标的确定方法．试验结果表明,水泥掺入比、密度和龄期,对不固结不排水和固结不排水三轴压缩试验的应力应变特性和抗剪强度指标c,φ的大小有不同程度的影响。     

钢管RPC抗多次冲击动态力学性能研究

采用φ75 mm分离式霍普金森压杆试验装置对16个钢管活性粉末混凝土试件进行了不同应变率下的多次冲击压缩试验,得到了动态应力-应变曲线和破坏形态.试验结果表明：当应变率小于80 s^-1时,钢管RPC在多次冲击下仍能保持较稳定的力学性能;当应变率大于106 s^-1时,钢管RPC在多次冲击下发生塑性变形,表现出良好的延性,核心RPC开裂.多次冲击作用下,钢管RPC仍保持较高的强度、较好的延性和完整性,是一种抗冲击性能良好的防护工程材料.     

EPS材料的单向力学行为研究

对不同标称密度的国产聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)进行了单向拉伸和单向压缩的加载试验.通过对试验结果的研究分析,阐述了密度和应变率对EPS材料力学性能的影响,并利用Ramberg-Osgood模型描述了材料的单轴拉伸一维应力应变关系.     

基于反双曲正弦函数的循环本构模型

为改善本构模型对循环变形应力-应变滞回环的预测能力，基于反双曲正弦函数提出了一个新的随动硬化律。在该硬化律中，背应力分为长程、中程和短程3部分，并且每部分都符合“A-F”硬化律的演化形式（即包含线性项和动态恢复项）。在长程和中程背应力中，动态恢复系数逐渐演化以描述大变形瞬态包辛格效应，并且系数中引入了棘轮系数以描述材料的棘轮行为；在短程背应力中，线性项和动态恢复项分别由两部分组成，其中一部分只在反向屈服发生时起作用以描述小变形下反向屈服塑性模量降低的行为。在单调加载时，该随动硬化律可以积分为一个反双曲正弦函数，并且调控单调加载响应、棘轮变形演化和滞回环形状的参数互不耦合。基于该随动硬化律，在次弹性大变形框架下建立了循环本构模型，并考察了其对棘轮变形和应力-应变滞回环的预测能力。