拉伸装夹改变铣削表面残余应力的机理

基于平面应变的热弹塑性理论,分析了拉伸装夹铣削过程中应力应变的变化过程,推导了装夹初始应变和最终铣削残余应力之间的关系,并提出了一个应变叠加模型,认为如果拉伸装夹产生正的初始弹性应变,就会使残余压应力增大,否则会使残余压应力减小.开展了TC4钛合金的拉伸装夹铣削试验,铣削速度为38～566m/min,拉伸装夹产生的初始应变为0～0.003.铣削完成后,分别测量了在铣削面内与拉伸装夹方向呈0°,30°,90°和120°角的4个方向上的残余应力.试验结果表明,4个测量方向上拉伸装夹引起的残余应力变化量和产生的初始弹性应变是一致的.说明所提出的应变叠加模型是正确的.     

拉伸装夹改变铣削残余应力的机理研究

基于平面应变的热弹塑性理论分析了拉伸装夹加工残余应力的形成原理,建立了拉伸装夹加工的应变叠加模型,认为残余应力由加工表面的塑性应变决定,而加工表面的塑性应变是加工过程引入的塑性应变和拉伸装夹产生的初始弹性应变之和. 开展了TC4钛合金的拉伸装夹铣削试验,铣削速度从38m/min到566m/min,拉伸装夹产生的初始应变从0和3.0‰, 铣削完成后,在铣削面内与拉伸方向呈0、30、90、120度的四个方向上分别测量了残余应力.试验结果表明在四个测量方向上拉伸装夹引起的残余应力变化量和产生的初始弹性应变一是致的,验证了应变叠加模型的正确性。     

金属材料静拉伸损伤计算及测量

提出了一种新的损伤定义及测量方法,确定了金属材料的损伤临界值,并进一步证明了金属材料的损伤就是金属材料的塑性变化。还导出了参量测量简便易行的静拉伸损伤计算式,给出了静拉伸损伤测量结果。     

用伸长法和电热法测微小长度及光杠杆的扩展应用

随着科技的发展,微小长度的测量已经越来越先进,手段也越来越多.本实验采用拉伸法和电热法测量微小长度的变化,从测量方法、仪器调整到数据处理在大学物理实验的公共物理实验都很具有代表性,是力、热学试验中很典型的实验.     

羊毛拉伸细化及其效果

分析了有捻毛条拉伸过程中拉伸载荷的变化规律和纤维直径的变化，通过烘燥和沸水收缩率的测量，探讨了细化羊毛的定形效果，并借助扫描电镜照片，分析了细化羊毛的形态变化及其原因。     

金属丝杨氏模量即时化测量及分子动力学模拟研究

基于PASCO材料拉力装置,利用转动传感器和力传感器计算机辅助技术,采用拉伸法来测量金属丝的杨氏模量.研究发现,PASCO装置自带的Capstone软件能快速绘制应力-应变图,测量出杨氏模量值.为验证实验结果的准确性,进一步通过LAMMPS软件结合分子动力学理论来模拟拉伸微观过程中的应力-应变图,绘出拉伸过程四个阶段的...     

玄武岩丝性能测试

利用Y151型纤维摩擦系数仪、JN-B型精密扭力天平测量玄武岩单丝的动静摩擦因数,XQ-1单纤维强力仪测量两种不同粗细丝束的单丝强力;利用Instron 5565万能强力仪测量丝束的强力、伸长、松弛性、酸碱处理前后强力的变化及高温处理前后强力的变化.实验结果表明,玄武岩单丝表面摩擦因数小,强力高;玄武岩丝束拉伸强度高,耐酸碱性较好,耐高温性能好;玄武岩丝束耐酸性要比耐碱性强.无论是在酸性还是在碱性条件下,玄武岩丝束的断裂强度常温下比在70℃强.     

大学物理实验中光学原理对微小变化量的测量方法

文中首先简单介绍了大学物理实验中的直接测量和间接测量的定义,提出了用当前仪器直接测量一些微小变化量的困难。重点阐述了利用光学原理的方法对微小变化量的间接测量,主要从拉伸法测杨氏模量和等厚干涉测量薄纸的厚度两个实验出发,详细介绍了光学原理—光的反射和光的干涉,如何应用到微小变化量的测量之中。最后简单讨论逐差法对减小微小变化量测量误差的作用。     

基于Fluent的螺旋形喷嘴熔喷流场的数值模拟和试验

在熔喷技术中气流场速度和温度的变化对纤维的拉伸细化有直接的影响.为研究螺旋形喷嘴熔喷流场的变化情况,利用Gambit建立几何模型,通过Fluent采用标准κ-ε两方程模型对高压、高速可压缩的气流场进行三维数值模拟,并通过试验测量对模拟结果进行验证.结果表明模拟和试验趋势变化基本吻合,模拟研究可实现预测流场特点及变化规律,还可为模头的优化设计提供参考.     

碳纤维复合材料单向层合板自传感特性

通过测试碳纤维/环氧复合材料(CFRP)单向层合板单轴拉伸和循环拉伸时的电阻变化,研究了碳纤维复合材料单向层合板自传感特性.结果表明:不同铺层方向CFRP单向层合板拉伸时体积电阻变化特性各不相同,该电阻变化特性比应力、应变能更多地反映有关材料内部结构变化的信息;CFRP单向层合板具有压阻效应,压阻效应随着应力的增加而增加,偏轴拉伸、横向拉伸时压阻效应比纵向拉伸时要大,且随铺层方向角的增大,压阻效应越来越明显.利用CFRP单向层合板这种自传感特性,可实现在线实时自监测以及对其损伤、破坏的自诊断.     

毛条细化拉伸过程的表征研究

利用自行设计的拉伸细化测量装置，实时测量了羊毛纤维条拉伸的力学行为，提取了表征纤维拉伸细化的特征参数，并在此基础上，讨论和分析了不同拉伸条件对纤维细化过程的影响．     

双向拉伸下的纬平针织物线圈形态分析

采用二维线圈结构模型,计算纬平添纱针织物的针编弧、圈柱和沉降弧在双向拉伸下的长度变化,进而分析线圈形态变化和纱线转移情况.实验结果表明:在横向拉伸、纵向高度不变的双向拉伸下,圈弧长度增加,圈柱长度减少,纱线由圈柱向圈弧转移;在纵向拉伸、横向宽度不变的双向拉伸下,圈弧长度减少,圈柱长度增加,纱线由圈弧向圈柱转移.理论结果和实验结果具有较好的一致性,表明此二维线圈结构模型可以用于分析和预测纬平针织物在双向拉伸下线圈形态变化和纱线转移.     

温度对石墨烯条带拉伸力学性能影响的模拟研究

利用分子动力学模拟,分析了单层石墨烯条带在热力学温度[1K,800K]范围内拉伸力学性能对条带手性,宽度及模拟温度的依赖性.结果表明,相同条件下锯齿型石墨烯条带较扶手椅型石墨烯条带具有更大的弹性模量及拉伸强度;条带宽度的增加对弹性模量有较小影响,但拉伸强度随宽度的增加有明显变化;石墨烯条带拉伸强度随温度的升高而减小,均匀变温模拟条件下拉伸强度较室温恒温模拟结果有所变化,且温度变化率是影响拉伸强度的因之一.     

液氮温度下裸光纤布拉格光栅弹光系数实验测量

研究了裸光纤布拉格光栅(FBG)的低温应变特性,采用静态拉伸实验逐对记录FBG中心波长和加载应力,通过理论推导得到理论应变,并将其与相对波长变化量的关系曲线进行线性拟合,求出裸光纤布拉格光栅在常温和液氮温度下的有效弹光系数.此种实验方式消除了传统实验方式(将光栅粘在金属基片上)应变传递对测量结果的影响,使测量结果更准确.结果发现液氮温度下相对波长变化量ΔλB/λB与应变ε呈线性关系,测得常温和液氮温度下弹光系数分别为0.25和0.23.     

基于Polyflow对纤维拉伸成形过程的模拟

纺丝熔体从喷丝微孔挤出之后,经过冷却、拉伸最终凝固成丝条.这个过程主要受到纺丝卷绕拉伸力和冷却空气对流传热等条件影响.利用Polyflow软件建立纤维拉伸成形的数值模型,模拟圆形截面纤维在冷却空气和不同的拉伸力等条件作用下纤维拉伸成形的过程.分析在此过程中拉伸速率、丝条温度和丝条半径的变化情况,在聚合物熔体纺丝工艺研究中起到一定的指导作用.     

高硅铝合金高温微观力学行为研究

高硅铝合金以其优异的性能在电子封装领域具有广阔的应用前景,准确地测量其高温微观力学行为具有重要意义.本文基于数字图像相关(DIC)方法,对Al-27%Si、Al-42%Si、Al-60%Si3种不同硅含量高硅铝合金的拉伸试样开展了扫描电子显微镜(SEM)下的高温原位拉伸实验研究.分析了在20～300℃下测得的3种合金的应力-应变曲线、微尺度全场应变分布规律以及拉伸试样的断口形貌.结果表明,硅的含量和温度对高硅铝合金拉伸力学行为具有显著的影响.随着温度的升高,3种合金的应变量均逐渐增大,其中Al-27%Si的应变量变化最大.3种合金的抗拉强度随温度的升高均近似呈线性趋势降低,常温下Al-27%Si最高,200℃以上时Al-42%Si最高,Al-60%Si合金的抗拉强度最低.在Al-27%Si与Al-42%Si合金的应变场中的铝基体相内部出现了明显的应变集中现象,而Al-60%Si的应变分布较均匀.温度对3种合金的微尺度拉伸变形场分布规律影响不大.合金的拉伸断口形貌表明,随着硅含量的增加,高硅铝合金主要的拉伸断裂机制由铝相的韧性断裂逐渐转变为硅相的脆性断裂,而温度对其影响较小.3种高硅铝合金在不同温度下拉伸时均无明显的屈服现象,也未出现颈缩现象.     

基于一维数字图像相关法的本科生材料力学教学试验方案

数字图像相关法是近年发展起来的一种表面变形场测量技术。由于该技术需要借助计算机来完成复杂的图像数据处理,不利于在本科生教学中实施。试验将基于一维数字图像相关法用于测量羽毛球拍线拉伸性能。试验结果表明:一维数字图像相关法测得的羽毛球拍线拉伸载荷-位移曲线与实验机测量结果较好吻合,能够有效地测量出羽毛球拍线的拉伸力学性能。该方法测试方便,操作简单直观,数据量小,数据处理简单,适于本科生力学实验教学,也可以直接应用于纤维材料的拉伸性能测试。     

含裂纹金属拉伸断裂过程的热像检测方法

在含裂纹的A3钢试件拉伸断裂过程中,采用红外热像仪监测其拉伸断裂行为,并基于热像序列计算出裂纹扩展中的热耗散速率;跟踪裂纹前端最高温度点,测量出裂纹扩展长度。根据热力学理论讨论了温度变化与构件力学行为之间的联系。研究结果表明,裂纹试件在拉伸断裂过程中的温度曲线包括5个阶段：扩展前平稳阶段、波动升温阶段、稳定升温阶段、失效前迅速升温阶段和失效后降温阶段。温度的变化描述了构件的力学行为,揭示了构件的损伤规律。     

各向异性粘弹流体材料拉伸流动研究

根据物质客观性原理推导了各向异性粘弹流体材料拉伸流动本构关系;拉伸粘度与拉伸速率之间变化关系是研究纺丝流动重要参数,得到了不同拉伸速率下无量纲拉伸粘度随剪切速率变化的曲线,该数据将大大扩大其应用范围,广泛地应用于纺织工业中.     

拉伸速率对碳纤维单丝拉伸性能的影响

碳纤维单丝直径通常小于10μm,拉断载荷很小,其拉伸试验有别于常规材料.测定了T300-12K碳纤维单丝的拉伸性能,考察了拉伸速率对拉伸性能的影响.结果表明:随着拉伸速率提高,碳纤维单丝拉伸强度明显增大,拉伸强度由拉伸速率为0.1mm/min时的2 699MPa增加到10mm/min时的3 464MPa;表观弹性模量略有增大,大致呈线性规律增加,由拉伸速率为0.1mm/min时的186GPa增加到10mm/min时的209GPa;断裂伸长率随拉伸速率变化不大.