相对密度和应变率对泡沫铝压缩行为的影响

利用分离式霍布金森压杆(SHPB)和电子万能试验机研究了不同密度的开孔与闭孔泡沫铝在动、准静态下的压缩力学性能.结果表明:开孔与闭孔两种泡沫铝静态和动态压缩应力-应变曲线均具有多孔泡沫材料明显的三阶段特征,即线弹性段,塑性屈服平台段及致密段.相对密度对泡沫材料屈服强度和流动应力有很大影响,在静、动态响应下泡沫铝的应力均随相对密度的增大而增大,通过对本实验结果进行拟合,得出泡沫铝强度与相对密度的关系式常数.开孔泡沫铝的强度和流动应力均明显升高,表现出应变率敏感性,而闭孔泡沫铝对应变率不太敏感或应变率敏感程度较差.     

水工混凝土动态压缩本构关系试验研究

通过单轴压缩试验研究水工混凝土材料动态压缩力学性能,并用公式推导其动态压缩损伤因子,为大坝地震损伤分析提供参数依据。在10^-5 s^-1至10^-2 s^-1的应变速率范围内对立方体试件进行单轴压缩试验研究,分别对其强度特性、峰值应力处应变、弹性模量与应变速率关系进行分析,得到其率相关公式。基于《混凝土结构设计规范》得到考虑不同应变速率的混凝土材料压缩本构关系。根据能量等效性假设,通过材料压缩损伤演化参数推导压缩损伤因子,从而建立压缩应力与压缩损伤因子之间的联系。研究结果表明,水工混凝土材料压缩力学性能率相关性明显,应变速率10^-2 s^-1对应的峰值强度较应变速率10^-5 s^-1对应的峰值强度提高17.5%。在进行大坝地震损伤分析时,应谨慎选择材料动态力学特性及其对应的损伤因子。     

SiCP颗粒增强金属基6151Al复合材料中的增强颗粒尺寸效应

利用分离式Hopkinson压杆和MTS-810通用材料试验机研究了SiCP/6151Al 复合材料在不同应变率下的变形行为和增强颗粒尺寸对复合材料力学性能的影响.结果表明对于这类复合材料,存在着明显的增强颗粒尺寸效应,具体表现为颗粒越小,材料的强化效果越明显.基于位错增强理论并结合Gao H等人基于压痕实验提出的应变梯度概念,发展了颗粒增强金属基复合材料中应变梯度强化律,并对增强颗粒尺寸效应给予了合理的解释.     

SiCP颗粒增强金属基6151Al复合材料中的增强颗粒尺寸效应

利用分离式Hopkinson压杆和MTS-810通用材料试验机研究了SiCP/6151Al 复合材料在不同应变率下的变形行为和增强颗粒尺寸对复合材料力学性能的影响.结果表明:对于这类复合材料,存在着明显的增强颗粒尺寸效应,具体表现为颗粒越小,材料的强化效果越明显.基于位错增强理论并结合Gao H等人基于压痕实验提出的应变梯度概念,发展了颗粒增强金属基复合材料中应变梯度强化律,并对增强颗粒尺寸效应给予了合理的解释.     

声速及加载速率对混凝土强度及声发射特征影响的试验研究

利用SAM-2000三轴试验机及声发射仪对C30混凝土试样进行不同加载速率下的单轴压缩声发射试验,得到了试件应力及声发射特征的时间曲线,并对比分析了试件宏观破坏形态及声发射三维定位图.研究表明:(1)混凝土试件声速值标准偏差大,离散性高,综合物理性能相差较大;(2)加载速率及声速值对混凝土力学性能没有表现出简单的正相关...     

贯通裂隙岩体单轴压缩强度与能量演化机制研究

【目的】研究贯通裂隙岩体的力学特征以及能量演化机制。【方法】预制完整岩体、0°、15°、30°、45°、60°倾角的裂隙岩体，采用试验设备微机控制电液伺服压力试验机（YAW6202）与PCI-Ⅱ声发射试验仪对单轴加载条件下岩石强度与能量演化规律进行分析。【结果】贯通裂隙破坏了岩石材料的完整性和均匀性，随着裂隙倾角角度上升，试件单轴压缩的破坏由上下拉压岩石破坏转为随着预制结构面破坏；不同裂隙倾角试件的单轴抗压强度与弹性模量均出现劣化；试件在单轴压缩荷载下的应力应变曲线与声发射振铃计数变化情况较吻合，振铃计数可反映岩体内部的裂隙出现、发展直至岩石破坏失稳的过程。【结论】可为裂隙岩体的劣化性质研究提供参考。     

镀铜CNTs/Ti3AlC2增强AZ91D复合材料的制备及机理研究

采用自蔓延高温合成法制备Ti_3AlC_2陶瓷粉体,对CNTs粉体、Ti_3AlC_2粉体进行化学镀铜,表面改性.以镀铜后的CNTs粉体、Ti_3AlC_2粉体为增强相,AZ91D粉末为基体,采用热压烧结法制备CNTs/Ti_3AlC_2/AZ91D复合材料.确定复合材料的最佳原料配比为:镀铜后的CNTs∶镀铜后的Ti_3AlC_2∶AZ91D=1∶25∶74,热压烧结的最佳工艺参数为:压力为35MPa,烧结温度为500℃.测试了复合材料的各项性能,随着CNTs粉体含量的增加,复合材料的密度逐渐减小,硬度先增加后减小.复合材料的力学性能:弯曲强度为342 MPa、压缩强度为427MPa、剪切强度为119MPa,复合材料拉伸强度提高了25.52%,屈服强度提高了122.46%,延伸率提高了33.54%.并分析了影响复合材料性能的U相生成机制、位错强化机制、载荷强化机制等机理.     

应用SHPB试验对活性粉末混凝土动力性能的研究

采用Hopkinson压杆对活性粉末混凝土动力性能进行了研究.分别对有约束和无约束的素活性粉末混凝土、掺聚丙烯纤维和钢纤维的活性粉末混凝土在静载和不同动载速率下进行试验,得到不同应变率下试件的动态压缩强度、动力增长系数及应力应变过程曲线.     

瞬时弹性本构关系在尼龙6/蒙脱土 纳米复合材料中的应用

尼龙6/蒙脱土纳米复合材料是一种非线性粘弹性材料,采用非线性粘弹性本构理论中的弹性回复对应原理,获得了一个适用于该复合材料的瞬时弹性本构关系.较好地预测了复合材料不同应变率下的非线性粘弹性应力应变曲线,结果表明应力应变曲线应变率依赖性是遗传时间效应的结果,进而证明尼龙6/蒙托土纳米复合材料的粘弹性本构关系中可以不包括应变率作为独立变量.     

建筑材料PMMA的率相关性研究

通过对常用的建筑材料PMMA材料进行在不同应变率下的准静态单轴拉伸实验,得到了PMMA材料在不同应变率下的应力-时间关系,同时通过显微镜银纹观察实验,分析讨论了PMMA在不同应变率下银纹分布规律以及断裂状态下的银纹密度的率相关性     

应力对三维石墨烯复合材料导电性能的影响

用化学气相沉积法在泡沫镍模板上生长石墨烯,获得三维石墨烯泡沫(graphenefoam, GF),并用PDMS 填充石墨烯泡沫,制备出GF/PDMS 柔性复合材料,进而研究了应力对三维石墨烯复合材料导电性能的影响. 结果表明:在弯曲情形下,GF/PDMS 复合材料的电阻相对变化率随弯曲曲率的增加而增加,且曲率较小时电阻的相对变化率增加较快,曲率较大时电阻的相对变化率增加缓慢;在拉伸情形下,GF/PDMS 复合材料的电阻相对变化率随拉伸应变的增大而增大,其平均应变灵敏度约为6, 说明GF/PDMS 复合材料在柔性导体和应力传感材料的应用上具有巨大的潜力.     

C30钢纤维混凝土劈拉强度尺寸效应研究

为了研究C30钢纤维混凝土劈拉强度尺寸效应规律,制作边长为100、150、200mm,钢纤维体积率为0%、0.75%、1.5%的钢纤维混凝土立方体试件,试件在标准条件下养护7、28d,进行劈拉强度试验。在Bazant混凝土强度尺寸效应律的基础上,提出C30钢纤维混凝土劈拉强度尺寸效应计算公式,并得出不同尺寸试件之间的劈拉强度尺寸效应换算系数值。结果表明,钢纤维混凝土立方体尺寸越大,劈拉强度越低,存在尺寸效应。本文建立的钢纤维混凝土尺寸效应计算公式与试验数据吻合良好,能够较好地预测在不同钢纤维体积率及不同试件尺寸下的钢纤维混凝土试件的劈拉强度。     

Zr基大块非晶挤压特性研究

研究了Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5大块非晶在不同挤压速率和挤压温度等工艺条件下的挤压成形性能.结果表明:合金的流变行为对挤压温度和挤压速率有明显的依赖性.在挤压过程中出现了一个平稳流变的过程,其平稳流变所需的载荷(P1)与合金在高温下屈服强度有关.当应变速率为0.005 mm/s时,从355~415℃温度范围内,保持平稳流变所需的力从1.5 kN到0.5 kN,当温度为395℃,应变速率为0.05 mm/s时,保持平稳流变所需的力高达4 kN.在挤压过程中大块非晶呈现超塑性.     

低温下船用钢材弹塑性曲线研究

【目的】分析不同低温下船用钢材单向拉伸应力-应变关系，对低温下船用钢材弹塑性曲线进行研究具有深远意义。【方法】选用EH36钢作为试验材料，对试件进行三种低温下的单向拉伸试验，在对试验数据进行分析后，采用弹性-幂次强化模型本构关系进行拟合，对比不同温度下单向拉伸应力-应变曲线。【结果】对EH36钢在不同低温下的单向拉伸应力-应变曲线进行分析，发现屈服强度和塑性应变随温度的降低而提高。【结论】EH36钢塑性强化参数采用有效塑性应变，计算得出预加应变时逆向加载的一维应力-应变关系，为此材料力学特性的研究提供参考。     

板材不同取向的单向拉伸试验研究

对工程设备中采用较多的TA2 钛极板进行了不同取向的单向拉伸试验 .试验证明 ,TA2 钛板的屈服强度和弹性模量都随试件的取向角增大而有规律的提高 .从 0～ 90°,屈服强度约提高 8% ,弹性模量约提高 13% .还证明了 ,采用Hill 1948年提出的多向异性屈服条件 ,不要进行复杂的试验来确定材料的多向异性参数 ,只要测得材料在单向拉伸下x向和y向的塑性应变比及屈服应力 ,就可以确定材料是否多向异性 ,是否有双向强化或双向弱化效应     

石墨/ABS树脂导电复合材料的研究

用机械共混法制备电性能优良的丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)/石墨导电复合材料。研究了石墨含量、偶联剂对复合材料电导率和拉伸强度的影响。同时,使用扫描电镜(SEM)对复合材料的微观特征进行了分析,石墨粒子相互接触形成导电通路。高阻仪和万用表测试分析得出:石墨在ABS中的逾渗滤值约为35%。电子万能试验机测试分析出石墨含量为30%左右时,复合材料拉伸强度最大可达39.1 MPa。     

拉压系数对厚壁圆筒极限载荷的影响

在应用双剪统一强度理论,同时考虑材料的拉压强度差效应,在内压和轴力联合作用下厚壁圆筒的极限载荷表达式中,取b =0 .5 ,选取无量纲极限载荷,则可获得无量纲形式的极限载荷表达式;这些表达式表示了极限载荷与拉压系数之间的关系.根据这些表达式,绘制了不同拉压系数的极限载荷线图和极限载荷随着拉压系数变化规律的曲线.不同的拉压系数极限载荷线图说明了在厚壁圆筒处于屈服极限状态下,极限载荷变化的规律;拉压系数减小,厚壁圆筒承受压缩载荷的能力增强.极限载荷与拉压系数之间的函数曲线反映了极限载荷随着拉压系数的变化规律     

不同条件下颗粒增强基合金WC/Fe-C的摩擦磨损性能研究

采用销盘式高速摩擦磨损试验机,JSM5600LV型扫描电子显微镜和EDAX型能谱分析仪研究了颗粒增强基合金WC在不同摩擦磨损条件下的磨损规律。实验结果表明在一定载荷作用下,随着摩擦速度的提高,该合金的耐磨性降低,磨损率升高;在低速下复合材料的主要磨损形式为犁沟切削,速度提高到60m/s～80m/s时复合材料的磨损形式主要为氧化磨损,摩擦速度高于80m/s后复合材料的磨损形式主要为磨粒磨损和粘着磨损;在一定摩擦速度下,载荷增加,复合材料的耐磨性降低,磨损率升高。     

失配应变对钛酸铅薄膜正负弹卡效应的影响

基于朗道-德文希尔理论,通过热力学分析,描述了钛酸铅薄膜的正负弹卡效应与应力场的关系,以及失配应变对钛酸铅薄膜正负弹卡效应的影响.结果表明,对钛酸铅薄膜施加不同应力场可以得到正负弹卡效应.失配应变对钛酸铅薄膜弹卡效应有较大的影响,拉伸失配应变增强钛酸铅薄膜负弹卡效应,拉伸失配应变为0.000 4时使钛酸铅薄膜负弹卡效应温度变化峰值增大约2.3 K,室温附近的温度变化增大约1.2 K,同时温度变化的峰值向室温方向偏移约55℃;压缩失配应变对钛酸铅薄膜正弹卡效应有促进作用,压缩失配应变为-0.002时使钛酸铅薄膜正弹卡效应室温温度变化增大约1 K.在失配应变调控下,同时利用钛酸铅薄膜正负弹卡效应,钛酸铅薄膜可以在室温附近获得约14 K的温度改变,对于钛酸铅薄膜弹卡效应在固体制冷上的应用有重要意义.     

非线性粘弹性本构关系及其应用

给出了三维Ｓｔｉｅｌｔｊｅｓ卷积形式的简化非线性粘弹性本构关系和三维本构关系的弹性回复对应原理,采用简化非线怀本构关系和本构关系的弹性回复对应原理,通过对改性聚丙烯的准静态实验,提出了一种寻求非线性瞬时弹性应力应变关系的新方法;预测了不同应变率情况下的非线性粘弹性应力应变曲线;证明了简化非线性粘弹性本构关系对聚合物一类材料的适用性;表明了应力应变曲线的应变率相依性是遗传性时间效应的直接结果,从而非线性粘弹性本构关系中不必包括应变率作为独立变量。