复合材料层板动态力学性能和温度相关性的实验研究

在不同温度环境下,利用ＭＴＳ材料试验机,采用中等应变速率（１／ｓ）,对玻璃布－环氧层板实施了冲击拉伸实验,测试了该材料在不同温度、不同应变速率下的应力应变曲线,确定了杨氏模量、拉伸强度和泊松比等力学参数。实验结果表明,玻璃布－环氧层板具有明显的应变率、温度效应;在室温以上温度环境下,该层板具有动态韧性。还分析讨论了复合材料拉伸试样设计的一些主要问题,给出哑铃形试样结合粘贴加强片和销钉拉伸的复合材料拉伸试样设计方法。     

金属基复合材料参数对断裂韧性的影响

提出新的断裂理论模型，描述粒子强化的金属基复合材料的屈服强度，杨氏模量，粒子尺寸等材料参数与平面应变断裂韧性的关系，揭示粒子尺寸对断裂韧性的影响，并与实验相比较，结果表明：该模型与实验相吻合。     

复合材料单向板断裂韧性的光弹性实验研究

结合金属材料三点弯曲试验方法,采用光弹贴片法实测纤维增强复合材料的断裂韧性。简要推导光弹条纹参数与裂尖应力强度因子的关系,并以玻璃纤维增强环氧单向板为实例探讨复合材料断裂韧性测试方法。实验表明,利用光弹图像可以实时观测试件裂纹扩展过程,并可结合P-V曲线判断开裂点,进而得到材料的断裂韧性。     

金属基复合材料参数对断裂韧性的影响

提出新的断裂理论模型，描述粒子强化的金属基复合材料的屈服强度，杨氏模量、粒子尺寸等材料参数与平面应变断裂韧性的关系，揭示粒子尺寸对断裂韧性的影响，并与实验相比较，结果表明：该模型与实验相吻合。     

冲击载荷作用下复合材料层板动态力学性能的实验研究

介绍了Hopkinson杆冲击拉伸实验设备及其实验技术,对CFRP、GFRP层合板进行了冲击拉伸实验研究,得到不同加载率下CFRP、GFRP层板的应力-应变(σ-ε)曲线,以及断裂强度、拉伸模量和断裂应变随加载速率改变的规律,认识复合材料层板在冲击拉伸情况下动态力学行为和变形、破坏机理。     

复合材料层合板层间断裂韧性的细观力学研究

复合材料层合板中层间裂纹的扩展不遵守自相似规律,而是受复合材料中纤维与基体间界面强度等因素的影响,在裂纹面上形成“锯齿”状基体材料块。因此,从理论的角度,应用断裂力学的方法,着重研究了这些“锯齿”状材料块对裂纹扩展的屏蔽作用。     

SiC颗粒增强铝基复合材料断裂韧性的研究进展

介绍了SiC颗粒增强铝基复合材料断裂韧性的研究现状,着重分析了基体合金成分、SiC颗粒体积分数、颗粒粒度形貌、界面性质以及热处理工艺对复合材料断裂韧性的影响,并对SiC复合材料的研究进行了探讨和展望。     

45#钢动态断裂韧性测试的试验研究

利用旋转盘式间接杆—杆型冲击拉伸试验装置,对带周边切口的短圆柱小试件(45#钢)进行了室温下的平面应变型弹塑性材料动态断裂试验。用试件两端的平均载荷—相对位移曲线(P-δ)来推广Rice公式确定动态J积分,采用柔度变化率法确定起裂时间,从而获得表征弹塑性材料动态起裂韧度JID。冲击拉伸试验表明,作为典型的应变率相关弹塑性材料的45#钢,其断裂韧性随加载速率的增加而下降。     

Nicalon SiC/7740复合材料及其断裂韧性的研究

本研究采用泥浆浸渗技术和热压成形工艺成功地制得了Nicalon SiC束纤维强化7740玻璃复合材料。在热压温度1200℃,压力6.7MPa,持压1h,用氮作保护气体的条件下,材料抗弯强度达780MPa,K_(1c)达25MPam~(1/2)(取p_Q=p_(max))。还研究了纤维体积含量V_f与K_(1C)的关系。实验表明:随着V_f的增加,K_(1C)增加,当V_f达到40％左右时,K_(1C)达到最大值,尔后随V_f增加而降低。本文对复合材料热压致密化机制和V_f对K_(1C)的影响进行了讨论。     

SM490B 钢焊接接头低温断裂韧性实验研究

用多试样法则测定了ＳＭ４９０Ｂ钢焊接接头,在－２０℃及－４０℃下焊缝金属、母材、及热影响区以ＣＯＤ表示的裂纹扩展阻力曲线,得到了该焊接接头的表观开裂ＣＯＤ（δｉ）,条件开裂ＣＯＤ（δ０．０５）,为使用者提供了断裂韧性数据。     

岩石静态与动态断裂韧性的宏细观试验

基于直切槽半圆盘弯曲(notched semi-circle bend,NSCB)试件及断裂韧性测试方法,分别对北京房山花岗岩样品实施了静态和动态断裂韧性试验,获得了其静态与动态断裂韧度的定量关系,发现在文中采用的中高应变率条件下,动态断裂韧度值为静态断裂韧度值的1.3～2.6倍。采用不同表面形貌刻画技术(SEM、激光共聚焦显微镜、高速摄像机等)对破坏岩样的表面形貌进行观测与表征,获得了岩石表面的三维重构及其粗糙度,其静态和动态断裂都是呈I型裂纹拉伸破坏模式,动态与静态裂纹扩展差异的原因在于应力波在岩样内部界面处的来回反射,诱导微裂纹的萌生、汇合与贯通;裂纹传播过程均经历了加速阶段和减速阶段,裂纹传播速度与其表面三维形貌重构的相对高度变化趋势一致,同样与表面粗糙度变化规律相吻合。岩石静态与动态行为的本质区别是:材料在动态加载时所表现出来的率效应(惯性效应),与材料自身由物理、几何引起的结构效应,此两类效应存在相互抵消、此消彼长的本质属性。     

湿热环境下复合材料层板压缩性能研究

采用压缩试验方法研究了湿热环境对机织碳纤维环氧复合材料压缩性能的影响。对干态、湿态复合材料层板进行了不同温度下的压缩试验。分析了该复合材料的吸湿特性、不同湿热环境下的压缩性能及破坏模式。吸湿试验结果表明:机织碳纤维环氧复合材料的平衡吸湿率在0.88%左右。吸湿后试样表面变的较为光滑,存在一些树脂破坏,有少量纤维拔出;并发生了界面破坏。压缩试验结果表明:湿热环境对该复合材料压缩性能的影响较为显著,湿热会降低由基体性能主导的压缩强度,130℃下湿态试样的压缩强度保持率约为65%。纤维与基体的结合强度对压缩破坏模式有重要的影响,湿热条件下由于纤维与基体的结合强度降低,侧面断口出现分层破坏现象。     

碳纤维复合材料层板结构环境条件下的疲劳性能研究

该文针对碳纤维复合材料层板结构,分别进行标准环境下和湿热环境下的疲劳试验,对完成规定疲劳寿命的层板试验件进行剩余强度试验,分析了碳纤维复合材料层板结构的破坏模式。试验结果表明,湿热环境对碳纤维复合材料层板结构的疲劳性能基本无影响,并对复合材料结构疲劳性能的后续研究进行了展望。     

岩石动态断裂韧性测试的失稳判据研究

根据应力强度因子和断裂韧性的定义,研究并分析了应力强度因子的影响因素;表明试件的几何尺寸和物质材料的应力强度水平对应力强度因子起着决定性因素。辨明了起裂韧性、断裂韧性和止裂韧性的区别与联系;针对断裂K准则,提出了动态断裂韧性测试中的失稳判据,即dσ/dt=0,得到了试件所受的最大载荷对应于裂纹的失稳判据;并通过SHPB冲击装置,对这个失稳判据进行了验证。发现在8.0×10~4到35×10~4MPa·m~(1/2)s~(-1)的加载速率范围内,试验所用玄武岩的动态断裂韧性随着加载速率的增大而增大的规律。     

低温下纤维增强复合材料阻尼的若干影响因素

研究了纤维种类、升降温方向、加载频率、加载波形、湿度、应力等若干因素对复合材料低温下阻尼性质的影响 .着重考察了这些因素对阻尼峰的影响 ,并对出现的现象给出了解释 ,所得到的结果为应用和进一步的研究工作提供了基础数据 .     

WC-钢基复合材料断裂韧性与断口形貌特征

采用单边切口梁法（ＳＥＮＢ）测试了１２种工艺状态的ＷＣ增强钢基复合材料的断裂韧性Ｋｃ,并用扫描电镜观察了其断口形貌．试验表明ＳＥＮＢ法对于ＷＣ－钢基合金的断裂韧性测试适用可行,数据稳定．研究发现数量众多（４０％左右）的硬质相对材料的断裂韧性起决定性作用,细化硬质相及加强硬质相－基体交互作用有利于材料断裂韧性的提高．断口的主要特征为ＷＣ解理、基体准解理及部分分散韧窝和韧窝带     

氧化锆增韧二硅化钼复合材料的压痕断裂韧性

用不同的压痕方程计算了ＺｒＯ＿２增韧ＭｏＳｉ＿２复合材料的室温断裂韧性Ｋ＿（１ｃ）值，同时研究了压痕载荷对Ｋ＿（１ｃ）值的影响，结果表明，试验材料在试验条件下的断裂韧性不遵从半月状裂纹系统方程，而遵从巴氏裂纹系统方程，其室温压痕断裂韧性保持与压痕载荷的独立性。     

不同类型裂纹断裂韧性的实验研究

利用国产921船板铜三点弯曲试样,对具有不同裂纹深度的几组贯穿直裂纹和一组表面半椭圆裂纹试件进行了 J 积分及 COD 值的实验研究。对实验结果进行了分析讨论,验证了将半椭圆裂纹简化为当量穿透裂纹的可行性,有着重要的工程实际意义。     

低温下纤维束及束增强复合材料的应力集中

基于剪滞理论，采用一种六角形纤维束模型，以玻璃纤维和碳纤维束为例，计算了在低温下一纤维束内的纤维应力集中因子，并将此结果与常温下的计算结果进行比较，证实了随着温度的降低，玻璃纤维和碳纤维束中的应力集中会有不同程度改变的结论．采用修正的剪滞分析模型，研究了低温下单向玻璃和碳纤维束增强复合材料由纤维束断裂而导致的应力集中，得到的结果比现有常温下的计算结果更具实际意义，也证实了本文结果的合理性和精确性。     

岩石材料动态断裂韧性的实验研究

为了研究岩石类材料的动态力学性能及动态破坏机理,防止出现岩石爆裂造成灾难性破坏,根据中心裂纹圆盘试件断裂韧性测试方法和分离式霍普金森压杆的基本原理,在SHPB装置上测试了花岗岩的动态断裂韧性。对测试结果按照SHPB基本原理进行处理,以试件两端平均载荷带入准静态公式得到动态断裂韧性。处理结果表明,用试件两端平均载荷获得岩石动态断裂韧性的实验方法有效的;花岗岩的动态断裂韧性具有加载速率相关性,随着加载速率的增加断裂韧性增大。