基于单轴拉伸试验机的双轴拉伸夹具设计与应用

该文针对单轴拉伸试验机不能实现双轴拉伸试验的问题,设计了一种能够将单轴拉伸运动精准地转换成为双轴拉伸运动的双轴拉伸夹具。首先介绍了双轴拉伸夹具的基本原理和运动机构;然后以细菌纤维素水凝胶十字拉伸试样进行双轴拉伸试验,通过对水平和垂直方向拉伸位移的比较,来对双轴拉伸运动的精度和可靠度进行验证。结果表明:双轴拉伸垂直位移Y与水平位移X的线性回归关系为Y=0.999 8X+0.002,样本判定系数R~2=1;水平位移和垂直位移在0～10s内的标准差基本在千分之一的水平。试验结果有力地证明了双轴拉伸夹具具有较高的精度和可靠度,能够较精确地将单轴拉伸力转换成为双轴拉伸力,从而成功实现基于单轴拉伸试验机的双轴十字拉伸实验。     

不同拉扭加载速率下低碳钢力学特性试验研究

基于拉伸扭转组合变形理论及平面应力状态理论,推导了低碳钢试件在轴力及扭矩作用下断裂时主应力及其主方向的计算公式。该文设计了3种拉扭加载速率的试验方案,通过试验得到了相应的扭矩、轴力、应变及扭转角的时间曲线,观察了试件破坏时的断面特征,并将试验值与理论计算结果进行了比较。结果表明,随着加载速率的增加,低碳钢的延伸率增加,断面收缩率减小;抗拉强度、屈服极限和扭转强度提高,断裂时的主应力及主方向值增大,试件破坏时的主方向与理论计算结果的变化规律一致。     

混凝土单轴直接拉伸强度试验方法的研究

分析了夹持方式对拉伸试件中应力分布的影响,采用双钢板粘贴夹持方式,研究了一种混凝土单轴直接拉伸强度试验新方法,并通过大量实验对其合理性进行了探讨,结果表明,该方法简单方便、应力分布均匀、试验结果稳定、尺寸效应较小,是混凝土一种理想的拉伸试验方法。     

新型热塑性聚烯烃土工膜单/多轴力学特性试验

针对热塑性聚烯烃(T PO)土工膜在复杂拉伸状态下力学特性,首先通过单轴拉伸试验对T PO土工膜在单轴拉伸下的力学性能、体积变化规律以及弹塑性特性进行了深入的研究,然后采用椭圆形夹具的非等轴拉伸试验方法研究了T PO土工膜的多轴拉伸力学性能,最后采用超弹体理论对其拉伸力学模型进行了分析与探讨.结果表明:单轴拉伸下T P...     

一维静载及循环冲击共同作用下矽卡岩力学特性试验研究

利用改进的基于SHPB装置的岩石动静组合加载试验系统,对取自冬瓜山铜矿井下900 m深处的矽卡岩岩样进行一维静载及循环冲击共同作用下的加载试验。研究结果表明:在一维静载与循环冲击共同作用下,岩石具有疲劳损伤特性;预加载轴压不同,变形特征也不同,岩石应力-应变曲线呈现回弹、不回弹2种特性;随着循环冲击数增加,动态峰值应力及定义的动态变形模量减小,动态峰值应变却增大;累计冲击数与轴压呈一元二阶多项式关系;同时还表明"岩爆"的发生是动力扰动诱发岩石内部弹性能突然释放的结果;预加轴压影响岩石出现拉伸破坏或剪切破坏的效果,也影响岩石破坏块度及在动态扰动情况下发生的"岩爆"概率。     

花岗岩拉伸全过程变形特性的试验研究

介绍了用直接拉伸法测定岩石在拉伸条件下应力－应变全过程曲线试验的原理和方法，并对用这种方法测得拉伸应力－应变全过程曲线进行了分析，研究了岩石在拉伸条件下变形和强度特性。     

花岗岩拉伸全过程变形特性的试验研究

花岗岩拉伸全过程变形特性的试验研究陶履彬，夏才初，何之民介绍了用直接拉伸法测定岩石在拉伸条件下应力一应变全过程曲线试验的原理和方法，并对用这种方法测得的拉伸应力一应变全过程曲线进行了分析，研究了岩石在拉仰条件下的变形和强度特性．花岗岩拉伸全过程变形特...     

拉力试验测定石材板材与挂件组合单元的挂装强度

石材板材与挂件组合单元中的挂件在使用中承受了较大的自重荷载、风荷载、震动荷载、冲击荷载等,故其挂装强度必须符合设计和标准的要求,以提高组合单元的使用寿命,防止石材掉落,减少安全事故。传统的检测挂装强度的夹具存在结构复杂、组件安装繁琐、工作效率低、可靠性差等缺陷。在传统夹具的基础上进行了改进,改进后的夹具具有对中的夹机口、独特的L形放置板、固定螺栓、导向板等,确保了试验过程中拉伸板受力的对中性、同轴性、拉伸板的受力方向等,保证了试验结果的准确性,可靠性。     

超弹性膜的等轴拉伸试验方法及仿真

提出了一种针对超弹性膜材料的等轴对称拉伸试验装置,介绍了等轴拉伸试验的原理和方法,并对等轴拉伸试验条件及数据处理进行了分析,最后运用有限元软件ABAQUS对等轴理想拉伸、边角拉伸点不固定的自由拉伸、边角点固定的等轴拉伸3种等轴拉伸方法进行仿真.结果表明,边角点固定的等轴拉伸方法在较大拉伸试验范围内的误差较小,可以满足材...     

考虑水-力耦合和不同应力路径的砂岩卸荷力学特性试验

为研究不同渗透压力条件下的岩石卸荷力学特性,选取砂岩为研究对象,开展了不同渗透压力和不同应力路径下的三轴卸荷试验,并与常规三轴试验进行对比,比较了不同应力路径下的岩石强度特性,分析了渗透压力对岩石变形和强度参数的影响。试验结果表明：渗透压力的增大会弱化岩石强度,岩石的峰值强度随渗透压力的增大而降低,而轴向变形随渗透压力增大而增加,渗透压力越大,岩石的压密段特征越明显;针对两种不同的卸荷应力路径,恒轴压卸围压路径条件下,岩石的黏聚力不断降低,内摩擦角不断增加,而加轴压卸围压路径条件下,岩石的黏聚力不断增加,内摩擦角逐渐降低。     

混凝土动态拉伸试验方法的研究

基于能量原理对混凝土轴拉试件的稳定开裂条件进行了讨论．根据本文和其他研究者的试验，对混凝土动态拉伸试验所需要的仪器设备条件，轴拉、弯拉和劈裂三种拉伸试验方法对混凝土动态拉伸试验的适用性进行了分析．在此基础上提出了混凝土动态拉伸试验的试验方法．该方法已通过了试验验证，具有一定参考价值     

TBM滚刀破岩试验台设计与分析

目的设计可调整间距的双滚刀破岩试验台,解决全断面硬岩掘进机(TBM)刀盘设计时所需滚刀破岩最佳刀间距与贯入度等相关数据问题.方法利用压力机对3种典型花岗岩在不同加载速率下进行了单向加载的破碎试验,确定了岩石破碎力并分析了加载速率对岩石破碎力的影响;基于试验结果确定了滚刀试验台的受力、运动速度等设计参数并进行了双滚刀综合试验台的结构设计,对设计的刀具系统、工作台、刀具调节等核心部件的结构及工作原理进行了说明;对试验台的主要受力部件进行了有限元受力分析.结果完成了试验台的制造、装配和调试,利用试验台进行了花岗岩的滚压破碎试验.3种花岗岩单向破岩试验的破碎力在180~300 k N,核心部件的应力分析结果小于材料的许用应力,破岩过程中的受力在设计许可范围内.结论试验台可以满足硬岩掘进机设计时所需的岩石滚压试验要求.     

基于MSV方法削弱端部摩擦效应的三轴力学试验研究

为了研究三轴力学试验中MSV方法对于削弱端部摩擦效应的作用,选取粉砂岩作为研究对象,利用岩石全自动多场耦合三轴试验系统,开展不同围压等级下基于MSV方法的三轴力学试验研究,同时对照开展不同围压等级下不同高径比(2.0,2.5)的三轴力学试验研究.对比分析了三轴力学试验中不同围压等级下MSV方法对于岩石强度特性、变形特性以及破坏形式的影响.研究结果表明:MSV方法通过减小压头与试样端面的摩擦系数一定程度上削弱了端部摩擦效应对强度的影响;与对照组相比,采用MSV方法进行试验得到的强度较低,弹性模量偏小、泊松比偏大,且两者随围压的变化幅度均小于对照组的测量值,说明试样变形对端部效应的敏感度降低;MSV方法在各围压等级下均可得到较理想的剪切破坏裂纹.研究结果可为室内岩石力学试验端部摩擦效应研究以及三轴力学试验的改进提供参考意见.     

岩石热-弹塑性-损伤耦合力学模型及其数值实施

深入研究温度影响下的岩石力学模型及破坏机制,对于保证岩石工程稳定性具有十分重要的意义。文章以岩石损伤为主线,建立基于修正Mohr-Coulomb准则的岩石热-力-损伤耦合模型及其参数演化方程,并以ABAQUS软件为平台,编制了本构计算子程序;对泥岩三轴压缩试验进行了一系列数值模拟,模拟结果与实验的规律性基本一致,所建立的模型能够较好地反映岩石由于温度和应力影响所表现的脆-塑性过渡,证明了该模型的有效性。     

孔隙玄武岩力学性质试验研究

以孔隙玄武岩为研究对象,采用RMT—150岩石力学试验系统,对不同孔隙率的玄武岩在干燥和饱和两种状态下进行了单轴和三轴压缩试验;并分析和探讨了孔隙率对岩石强度力学指标的影响。研究结果表明,玄武岩孔隙率与其抗压强度、弹性模量、内摩擦角符合指数关系,有较好的相关性,黏聚力和泊松比与孔隙率之间无直接关联。在干燥状态下的岩石内摩擦角值小于饱和状态;而其余力学指标正好相反,说明水对孔隙玄武岩强度影响较大。     

一种确定岩石抗压强度的新技术：刻划测试

岩石抗压强度是重要的岩石力学特性参数,常采用在压力机上直接压坏标准试样的方式测得.虽然该测量方法得到了广泛的应用,但是这些方法具有显而易见的缺点:耗费时间长、所需岩样多、试样加工困难、岩石非均质性对实验结果影响严重等.介绍了利用刻划测试岩石抗压强度的原理、方法以及测试技术,对均质砂岩和非均质泥页岩开展了刻划测试实验,可靠性分析研究表明,刻划测试技术准确、可靠,具有很大的推广价值.     

不同受力模式下沥青混合料强度的速度特性试验研究

为了了解不同加载速率对沥青混合料强度参数的影响以及不同受力模式下沥青混合料的破坏原因,对不同加载速率下单轴压缩、弯曲、直接拉伸和劈裂强度进行试验研究,并从沥青混合料结构组成对不同受力模式下强度差异进行解释.研究结果表明:加载速率对沥青混合料强度有显著影响,强度与加载速率呈近似幂函数关系；沥青混合料黏聚力c随加载速率增大先急剧增大而后趋于平稳,内摩擦角(φ)随加载速率变化规律正好与黏聚力规律相反,先急剧减小而后趋于平稳；在相同应变率条件下,沥青混合料的强度受加载方式的影响,不同受力模式下的强度由大至小依次为抗压强度、弯拉强度、直接拉伸强度和劈裂强度,试验结果为建立沥青混合料强度理论与破坏准则奠定了基础.     

岩石巴西圆盘的SHPB试验分析

为了研究花岗岩、千枚岩、磁铁石英岩不同应变率下三种岩石的拉伸敏感系数、弹性模量、能量耗散特征和破坏方式的变化规律,利用霍普金森试验装置对三种岩石进行动态平台巴西圆盘劈裂拉伸试验,试验结果表明:三种岩石的拉伸敏感系数随应变率的提高而增大,且应变率对拉伸敏感系数存在突变阈值;千枚岩和磁铁石英岩的弹性模量随应变率的增加而增大,花岗岩的弹性模量在应变率达到247.1 s-1以后基本不变;入射能、反射能、吸收能随着应变率的提高而增加,但试件吸收的能量相对于入射能是减小的,而透射能基本保持不变;三种岩石均沿加载直径方向劈裂,由中心起裂,满足了巴西圆盘试验的有效性,当应变率较大时,会在试样的加载端部的三角区出现粉碎区.     

基于试验非拟合混凝土本构方程

目的建立混凝土单轴拉伸和压缩应力-应变方程.方法基于混凝土单轴拉伸和压缩的试验数据,研究应力-应变变化规律,抛弃传统的拟合方法,直接由混凝土基本性能(初始弹性模量、峰值应力、峰值应变和应变软化性态)导出应力-应变方程.结果全程应力-应变方程由强化方程和软化方程给出,在峰值应力之前,强化方程为单调增且二阶导数为负的曲线,与试验结果曲线相符.在峰值应力之后,用不同的软化方程表示试验软化曲线.结论笔者提出的混凝土本构方程与很多实验数据相符,方程中的参数具有明显的力学意义,形式简单,便于理解,能很好的应用于混凝土本构关系的研究中.     

三轴SHPB岩石材料动力学特性试验研究的现状和发展趋势

岩石材料的三维动力特性试验研究是岩石冲击动力学中很重要的一个领域,也是目前研究的一个热点.本文论述了三轴SHPB岩石力学试验机的研制情况,对各类试验机的特点进行了比较.综合分析了三轴SHPB试验相关研究文献,总结了一些共有规律:①在围压一定的情况下,岩石的动态抗压强度会随着应变率的增加而增加,呈现出线性函数或者指数函数增加形式,并且脆性减弱,塑性显著增加;②在应变率一定的情况下,岩石抗压强度会随着围压的增大而增大,线性关系比较显著:③岩石动静组合加载时,在轴压一定时,岩石的动静组合抗压强度会随着围压的增大而增大,呈现出近似线性增加趋势;在围压固定时,抗压强度随着轴向静压的增大呈现出先增大后减小的趋势.由于SHPB试验装置和岩石材料本身的特点.目前在一些基本问题上.如加载应力波形、试样尺寸要求等方面.还没有统一的试验规范要求,很多试验结果只能进行定性比较.无法在统一尺度上进行定量分析.最后,针对该领域的发展趋势进行了论述,指出尽快建立一套国际性的建议试验方法是将来的一个关键问题.