铝蜂窝面外压缩行为的尺寸效应研究

对7种不同面内尺寸(细胞个数)的商用六边形铝蜂窝进行了加载速率在6 mm/min的面外单轴压缩试验,以此来确定尺寸效应对蜂窝结构五个重要力学参数(曲线模量Ecurve、弹性模量Eunload、初始坍塌应力σpeak、密实化应变εD、平台应力σpl)的影响,并对各尺寸试样的曲线模量均值和弹性模量均值进行了比较。实验结果表明:曲线模量均大于弹性模量,初始线性加载过程中存在塑性变形。试样尺寸对初始坍塌应力有明显的影响,而其它四个力学参数没有明显的尺寸效应。为了获得蜂窝结构稳定的力学参数,蜂窝试样面内尺寸至少应大于N=11×11。     

铜合金应力松弛性能及其影响因素的研究

研究去应力退火温度、热强压及喷丸处理对黄铜(H68)和锡磷青铜(QSn615-0.1)片材应力松弛性能的影响。结果表明:获得较高应力松弛稳定性的最佳去应力退火温度:H68为250℃、1h;QSn6.5-0.1为220℃,1h。铜合金应力松弛动力学曲线可用σ~*=[K'ln(t+a_0)+C]~(-n)方程描述,它比Li方程更具代表性和适用性。两种铜合金经120℃、1h热强压处理后,材料内部组织和性能进一步均匀化,因而具有较好的应力松弛稳定性,此时,应力松弛曲线用对数方程:σ=alnt+b描述则更简单。喷丸处理亦能改善铜合金的应力松弛性能。     

聚苯乙烯松弛时间谱的计算研究

通过动态线性小振幅剪切震荡实验所得的熔体储能模量G’(ω)和耗能模量G“(ω)数据,采用最小二乘法线性回归、正则法和非线性回归法分别计算得到离散松弛时间谱,优较三种方法得到结果的差别,讨论计算参数和温度对离散松弛时间谱的影响。     

非晶态合金Pd77.5Ag6.0Si16.5中含氢引起的内耗峰

用倒扭摆研究了非晶态合金Pd_(77.5)Ag_(6.0)Si_(16.5)的低温内耗和切变模量行为.经电解充氢后在120—130K范围内发现一个弛豫型内耗峰,随氢含量的增加,峰高增大,峰温移向低温,退火去氢后则具有可逆趋势.弛豫激活能为0.28±0.05eV.氢内耗峰的微观机制,是处于四面体或八面体中间隙位置的氢原子应力感生有序.     

316L奥氏体不锈钢焊接热影响区性能

为了研究316L焊接热影响区性能,采用特定的热、应力、应变模拟控制曲线,对其在20℃、600℃、1000℃及1100℃几种温度进行热模拟拉伸试验,获得了此种材料在多种应变速率下的应力-应变曲线。结果表明,在一定的应变速率下,316L的弹性模量E及屈服极限σ0.2都随温度升高明显降低;在室温及高温下,316L存在着σ0.2随应变速率提高而提高的应变率效应,且应变率敏感性随温度升高而增加。同时,还观察到316L在高温（1000℃的1100℃)塑性状态下由粘塑性引起的应力松驰现象及室温下的加工硬化现象。     

金属腐蚀基础理论研究

金属物理教研室主要负责金属应力腐蚀断裂机理的研究。发展了氢致开裂理论,通过大量的实验研究,证实了多种材料都存在氢致型性变形而后引起开裂的规律;测出了氢在α铁中的应变场是非球对称的,通过理论计算更正了过去铁中关于氢致非球对称应变场的计算结果;首次指出氢引起的表观弹性模量变化有两部分,一部分和原子键合力有关,另一部分和局部应力松弛有关,并可用实验加以区分。实验证明氢虽然能降低铁的表观弹性模量,但不影响和原子键合力有关的弹性模量。通过实验观察和理论计算,发现氢能促进金属中位错的增殖和运动,使解理裂纹易于形成,发展了氢致解理断裂机制,在超高压电镜下研究跟踪钛合金的氢致开裂过程中,进一步证实了另一个氢致相变——开裂机制;在硅单晶中通过结构变化算出了导致裂纹形核的氢压值,为氢压理论提     

冷再生混合料用乳化沥青流变性能

为了准确评价乳化沥青流变特性对冷再生混合料路用性能的影响规律,从而为乳化沥青冷再生混合料性能指标的建立提供参考。采用界面流变和动态剪切流变的手段,以乳化沥青的界面扩张模量、黏性/弹性模量、相位角、黏性和弹性的转变点等流变参数为主要特征参数,考察其随频率和温度的变化情况以及对冷再生混合料性能的影响规律,并结合乳化沥青各组分的作用机理和流变模型分析,采用描述线性黏弹性流体的理想模型(即Maxwell流体模型)进行拟合计算,建立了多项流变参数与路用性能指标的构效关系,并进行乳化沥青冷再生混合料的性能评价。试验结果表明:所考察的流变性能参数与乳化沥青及冷再生混合料的性能有很好的相关性;界面扩张模量与乳化沥青的黏度和储存稳定性呈正相关性,其值越高,乳化沥青黏度越大,储存稳定性更佳;乳化沥青黏性-弹性的转变温度以及模量与冷再生混合料的强度和水稳定性呈正相关性,其值越大,乳化沥青冷再生混合料的强度越高,水稳定性更好;与经典的Maxwell流体模型相比,乳化沥青的cole-cole图(弹性模量对黏性模量作图)和G′/G″-ω图(弹性模量G′和黏性模量G″对频率ω作图)均与理论模型偏离,属于具有非单一结构松弛时间的非线性黏弹性流体。研究结果可为乳化沥青冷再生混合料的理论研究及性能指标的建立提供参考。     

疲劳荷载作用下长龄期混凝土弹性模量的试验研究

本文根据某结合钢桁梁桥的荷载情况,取两种疲劳荷载（应力上限σmax相同,但应力幅△σ不同）在八种疲劳次数下对加载龄期较长的C50混凝土做了试验研究,分析了混凝土在疲劳荷载作用下的瞬时弹性模量Et、持续弹性模量Er及疲劳残余应变εr,并与加载龄期较短的C50混凝土试验结果进行了比较.由此说明了加载龄期对混凝土弹性模量和残余应变的影响.     

氢促进铁磁性形状记忆合金Ni50 Mn30 Ga20的纳米压痕蠕变与压痕回复

采用纳米压痕法研究了氢对Ni50 Mn30 Ga20取向多晶室温纳米压痕蠕变和压痕塑性形变的影响.结果表明,Ni50 Mn30Ga20取向多晶在室温下能够发生纳米压痕蠕变.在试样室温真空充氢之后,引入的氢不仅能够促进纳米压痕蠕变,还可以使得马氏体相变的"伪弹性"存储的弹性能得以释放,发生逆转变,使部分塑性变形回复.     

聚丙烯酸酯核／壳乳液膜的应力松弛

合成了阴离子乳化剂含量不同的５种聚丙烯酸酯核／壳乳液，分别成膜，用岛津ＡＧ－Ａ材料试验机，进行了５种膜的应力松弛试验，求出了应力松弛模量和应力松弛函数，应力松弛函数形式为Ｅ＝Ａｔ＾Ｂ，并讨论了成膜厚度对应力松弛数据的影响。     

分数Zener模型在硫化橡胶应力松弛中的应用

基于分数Zener模型对硫化橡胶GR-S的应力松弛模量和储存及损失模量进行了拟合.应用遗传算法结合共轭梯度法对模型参数进行优化.结果表明,该模型能够很好的描述硫化橡胶的应力松弛和动态过程.     

高温下砂岩稳态蠕变规律的实验研究

在阶梯加载条件下对紫篷山砂岩进行了高温单轴压缩蠕变实验,利用参数变动法对砂岩稳态蠕变律常数进行了测定,同时,也对砂岩的稳态蠕变阶段进行了初步的研究。实验过程及结果表明,在实验的温压范围,即σ=8.6~77.8 MPa,T=20~500℃下,砂岩稳态蠕变率在10-10~10-9s-1之间,其随着温度和应力的增大而增大。温度越高,压力越大,砂岩的蠕变就越早进入稳态蠕变阶段。对砂岩稳态蠕变律常数的测定结果表明,在实验的温压范围内,应力指数n值表现出两段直线关系:应力σ在8.6~25.9 MPa之间时,应力指数n值在0.26~0.43之间;应力σ在25.9~77.8 MPa之间时,应力指数n值在0.61~0.82之间。应力指数n值有随着σ值的增大而增大的趋势。蠕变激活能QC值在0.05~3.796 k J/mol之间。当T在20~100℃之间时,T对QC的影响小。综合分析表明,在实验温压范围内,利用参数变动法对砂岩的蠕变激活能QC值进行测定有较大误差。在结构常数A的测定方面,ln A值均呈现负值,在-19.91~-14.59之间,这表明在实验的温压范围内,砂岩的微观结构、组分对稳态蠕变速率的影响是很小的。ln A值也存在着类似于应力指数n值的分段现象,表明了应力σ越大,砂岩的微观结构、组分对稳态蠕变速率的影响是越大。此外还对砂岩的弹性模量E进行了初步的研究。研究发现,弹性模量E随着应力的增大而增大,随着温度的增大而减小。     

316L奥氏体不锈钢焊接热影响区性能

为了研究 316 L 焊接热影响区性能 ,采用特定的热、应力、应变模拟控制曲线 ,对其在 2 0℃、6 0 0℃、10 0 0℃及 110 0℃几种温度下进行热模拟拉伸试验 ,获得了此种材料在多种应变速率下的应力 -应变曲线 .结果表明 ,在一定的应变速率下 ,316 L 的弹性模量 E及屈服极限 σ0 .2 都随温度升高明显降低 ;在室温及高温下 ,316 L 存在着 σ0 .2 随应变速率提高而提高的应变率效应 ,且应变率敏感性随温度升高而增加 .同时 ,还观察到 316 L在高温 (10 0 0℃和110 0℃ )塑性状态下由粘塑性引起的应力松弛现象及室温下的加工硬化现象 .     

高纯铝在范性形变过程中内耗对频率和速率的响应行为

考虑了位错平均速度V=f(σ)随时间或应变的变化之后,导出了金属在范性形变过程中内耗Q～~(-1)与位错动力学关系式V=f(σ),形变速率ε、测量频率ω、测量振幅σ_A 以及切变模量G 等的关系为(?)此处(?)t、(?)p 分别为扭切应力和拉伸应力的平均取向因子,Г(n)为取正值的积分常数,m 为除0,-1以外的整数。可见,形变过程内耗可能出现正比于(ε/ω)~(2/3)、((?)/ω)~(1/2)、((?)/ω)以及((?)/ω)~2等各种对于ω和(?)的响应行为。而且出现随测量振幅σ_A增大而减小的反常振幅效应内耗。高纯铝在拉伸速率(?)=50×10~(-6)/秒时,形变过程内耗Q~(-1)的实验数据与上式中n=-2时的结果符合得很好.此时的内耗可表示为Q~(-1)=0.245(G/σ_A)β_(-2)((?)/ω)~(1/2)/(V_0~′+β_(-2)ε~(-(1/2)).亦即Q~(-1)正比于((?)/ω)~(1/2).还观测到随着σ_A 的增加而减小的反常振幅效应内耗.高纯铝在恒速拉伸时,当ε>0.5%后,位错的平均速度(?)_0。与形变量ε间的关系可表示为(?)_0=V_0~′+βε~(-(1/2));而运动位错的密度ρ可表示为ρ=(?)/ab(V_0~~′+βε~(-(1/2)).     

铝合金的应力腐蚀和氢致裂纹研究

用抛光的恒位移试样在加载条件下跟踪观察了高强度铝合金在充氢条件下氢致裂纹的产生和扩展过程,结果表明,裂纹前端的塑性区随时间而逐渐增大,当它发展到临界条件时就导致氢致滞后裂纹的产生和扩展。在高纯水及3.5％NaCl水溶中应力腐蚀裂纹的产生和扩展也是以氢致滞后塑性变形为先导的。研究了试验温度对K_(ISCC),da/dt和稳定放氢总量的影响。结果表明,随试验温度升高,K_(ISCC)急剧下降,da/dt升高。这和试样在PH≤3.5的HCl溶液中浸泡充氢后的放氢总量随温度升高相一致。也研究了不同极化电压对da/dt以及放氢总量的影响,结果表明阴极极化和阳极极化均使da/dt升高,但阳极极化更为明显,这和极化对放氢量的影响相一致。纯水中加NaCl将使室温K_(ISCC)明显下降,但对高温时的K_(ISCC)影响不大,这和NaCl能使室温充氢后的放氢量明显增加,但对高温充氢后的放氢量影响很小相一致     

30CrMnSiA钢的慢应变速率动载氢脆

用慢应变速率拉伸试验研究了30CrMnSiA钢几种不同组织在阴极电解充氢后的动载氢致开裂行为。结果表明:在试验中,用试样断面收缩率的相对减少率能灵敏地反映出钢的氢脆倾向性;钢中氢对其塑性的危害主要表现在降低试样在颈缩后的局部变形能力,而对试样的均匀变形影响很小;在室温下,钢的氮致脆化率不是简单地随着应变速率的下降而增加,而是与试样基体中氢的浓度及试样的形状有关。     

土体非线性模型的分段切线模量研究

结合大量实验数据,基于原邓肯非线性模型,建立了土体达到抗剪强度之前分段切线模量的非线性模型,其轴向应变εa与轴向压应力(σ1-σ3)的比εa/(σ1-3σ)~aε曲线包括向上弯折和向下弯折2种,均由两折线组成.硬化型曲线一般可用向下弯折的折线进行拟合,而软化型且剪胀比较明显的应力-应变关系用向上弯折的折线进行拟合.试验结果表明,该模型较原邓肯非线性模型能更好地模拟土的应力、应变发展情况,与实际更加吻合.     

铸造泡沫铝合金压缩性能及电磁屏蔽性能

对采用熔体发泡法制备的不同孔径、不同材质的Al-Si和Al-Mg泡沫铝合金进行了压缩试验和电磁屏蔽性能研究.结果表明:铝镁合金泡沫铝压缩过程中无明显断裂阶段,应力-应变曲线表现出明显的塑性特征,泡沫铝合金整体表现出较好的塑性特征;同种材质的泡沫铝材料中,随着孔隙率P的增加,泡沫铝的屈服强度σ_(0.2)以及弹性模量E均随之下降,但孔径大小对屈服强度σ_(0.2)以及弹性模量E的影响较小;随着孔隙率P的降低或者孔径的减小,泡沫铝的反射损耗与吸收损耗增大,从而泡沫铝的电磁屏蔽能力升高,研究表明泡沫铝的电磁屏蔽能力与电磁波的入射角度无关;孔隙率的变化对泡沫合金电磁屏蔽性能的影响相对于改变其他条件对电磁屏蔽的影响要小.     

由莰烯合成E型ω—甲基莰烯

本文用莰烯经Vilsmeier-Haack甲酰化反应制得的E型ω-甲酰基莰烯为原料,在草酸催化下使之与乙二硫醇缩醛化,再使所得的硫代缩醛在镍催化下发生氢解而合成了E型ω-甲基茨烯,提出了合成ω-甲基茨烯的一种新方法.所合成的硫代缩醛和ω-甲基莰烯均进行了纯化和质谱、红外和核磁共振等分析.     

短纤维端部形状对其增强复合材料应力分布的影响

采用ABAQUS软件分析了不同纤维端部形状下碳纤维增强树脂基复合材料的纤维端部应力分布。考虑的纤维端部形状包括平面、半椭球面、楔形面。结果表明:当长径比≥0.75时,半椭球面纤维端部复合材料力学性能优于平面和楔形纤维端部复合材料。进一步研究了界面相厚度、界面相弹性模量对纤维端部轴向应力和剪应力的影响。结果表明:轴向应力σB随界面相弹性模量的增加逐渐减小,界面相弹性模量较小时(E≤4 GPa左右),剪应力τD随着界面相弹性模量的增加而迅速增加,此后τD基本保持不变;当E≥3 GPa左右时,轴向应力σB随界面相厚度的增加逐渐减小。在所研究的界面相厚度(0.1、0.2、0.3μm)范围内,τD基本不随界面相厚度的变化而改变。所以界面相弹性模量应尽可能小于并接近于树脂基体的弹性模量(4 GPa),并适当增加界面相厚度有利于抑制界面脱粘破坏。