深水表层连续钻进送入工具转动块及相关联部件分析

深水表层连续钻进送入工具是深水喷射下表层导管作业中必不可少的专用工具。心轴衬套转动块作为送入工具的关键构成部件之一,在工具锁紧以及井口解脱过程中起着重要作用。在送入工具的作业过程中,其不仅受到拉伸载荷的影响,而且要承受较大的扭矩,为此运用ABAQUS有限元分析软件对送入工具模型进行处理,包括各零部件材料的赋予、有限元网格的划分、约束边界条件和载荷的施加,最终求解得出转动块及相关部件强度满足作业要求,保证了现场施工作业的安全。     

混凝土单轴拉伸损伤试验研究

在几组混凝土试件中,采用掺入不同量的引气剂的试验方法,人为地制造随机的细微空隙,以模拟不同程度的损伤,通过测定几组不同损伤程度混凝土试件的弹性模量和绘制试件受力变形曲线,计算了单轴拉伸情形下的初始损伤和峰值应力所对应的损伤。与前人所做的压缩损伤试验比较,探讨了混凝土材料拉伸与压缩时损伤的区别及相同应变水平下拉伸损伤与压缩损伤的关系,并利用指数函数损伤模型推算了混凝土临界损伤。     

高密度聚乙烯单轴拉伸力学性能试验研究

随着高密度聚乙烯(HDPE)被广泛应用于化工,建筑,军工等各个领域,高密度聚乙烯的型号,使用环境也越来越多样化。因此,对在不同拉伸速率和拉伸方向下的光面HDPE片材和花纹面HDPE片材进行单轴条带拉伸试验。试验表明:光面横向受拉片材随着拉伸速率的提升,其屈服平台强度也随着提升,在拉伸速率为150 mm/min时,光面横向受拉片材的第二屈服点不明显,材料抗拉性能较好。花纹面片材的最大拉伸强度的率相关性较好,在已有的3组拉伸速率下平均增长5.02%,但花纹面所受最大荷载较光面片材小。花纹面片材较光面片材更易断裂,纵向受拉片材较横向受拉片材更易断裂。结果表明,光面横向受拉片材的抗拉性能较好。     

氟化乙丙烯薄膜单轴拉伸力学性能试验

对150μm厚氟化乙丙烯(FEP)薄膜沿MD和TD方向裁取的试样进行4种拉伸速度的单轴拉伸试验,得到相应的屈服强度、抗拉强度和断裂伸长率,并给出以应变速率为变量的线性拟合公式;进行3种拉伸应力的循环拉伸试验,得到每循环割线模量及残余应变;进行3种应力水平下的徐变试验,分析徐变发展趋势.结果表明:FEP薄膜的屈服强度、抗拉强度和断裂伸长率都随着应变速率的增大而增大;随着循环次数的增加,循环割线模量及残余应变趋于稳定;拉伸应力9MPa时材料产生明显徐变.试验结果对FEP薄膜工程设计应用具有参考价值.     

多尺度聚丙烯纤维混凝土单轴拉伸试验

采用环氧粘贴法对21个100 mm×100 mm×250 mm混凝土和聚丙烯纤维混凝土试块进行单轴抗拉试验,研究不同尺度聚丙烯纤维及其混杂对混凝土单轴抗拉性能的影响,分析不同尺度聚丙烯纤维混凝土的单轴拉伸应力应变全曲线。试验结果表明：单掺及混掺粗细聚丙烯纤维对混凝土抗拉强提高幅度为11%～27%;单掺粗聚丙烯纤维混凝土及粗细混掺聚丙烯纤维混凝土在单轴拉伸过程中出现了低应力应变硬化现象,单掺及混掺粗细聚丙烯纤维混凝土应力应变曲线下降段所包围面积大于素混凝土应力应变曲线下包面积。不同尺度聚丙烯纤维混凝土抗拉韧性增强效果排序：混掺粗细纤维混凝土＞单掺粗纤维混凝土＞单掺细纤维混凝土＞素混凝土。     

压实黏土单轴拉伸变形特性试验研究

为了研究土体的拉伸变形特性,进而更好地分析与解决土体由于拉伸破坏而引起的裂缝与地表塌陷等工程问题,本文以压实黏土为研究对象,基于自主研发的新型土工单轴拉伸试验装置开展了系统的试验研究,探讨了压实黏土的破坏形式与影响因素,以及峰值位移随试验变量的变化规律与拟合公式。研究结果表明:压实黏土单轴拉伸破坏形式不固定,包括拉伸断裂面形状不固定;断裂面为试样薄弱面,断裂面唯一,但薄弱面不一定唯一;断裂面的位置受试样尺寸与拉伸速率影响;拉伸破坏不是纯脆性破坏,而是存在软化阶段。另外,压实黏土的峰值位移受试验条件的影响明显,具体表现在:峰值位移随拉伸段长度的增加而增大,二者呈现出较好的对数关系;峰值位移随拉伸速率的增加而增大,二者呈现出较好的线性关系;峰值位移随压实度的增加而增大,二者表现出较好的线性关系;峰值位移随含水率的增加而增大,二者表现出较好的线性关系。     

压实粘土单轴拉伸变形特性试验研究

为了研究土体的拉伸变形特性,进而更好地去分析与解决土体由于拉伸破坏而引起的裂缝与地表塌陷等工程问题,本文以压实粘土为研究对象,基于自主研发的新型土工单轴拉伸试验装置开展了系统的试验研究,探讨了压实粘土的破坏形式与影响因素,以及峰值位移随试验变量的变化规律与拟合公式。研究结果表明：压实粘土单轴拉伸破坏形式不固定,包括拉伸断裂面形状不固定;断裂面为试样薄弱面,断裂面唯一,但薄弱面不一定唯一;断裂面的位置受试样尺寸与拉伸速率影响;拉伸破坏不是纯脆性破坏,而是存在软化阶段。另外,压实粘土的峰值位移受试验条件的影响明显,具体表现在：峰值位移随拉伸段长度的增加而增大,二者呈现出较好的对数关系;峰值位移随拉伸速率的增加而增大,二者呈现出较好的线性关系;峰值位移随压实度的增加而增大,二者表现出较好的线性关系;峰值位移随含水率的增加而增大,二者表现出较好的线性关系。     

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。     

PVA-FRCCs粘贴式薄板单轴直接拉伸试验研究

为了研究切口大小、水泥标号、粉煤灰掺量对聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(简称PVA-FRCCs)拉伸力学特性的影响,采用矩形薄板试件,在试件端部用环氧树脂贴一层碳纤维布或者玻璃纤维布,然后粘贴上楔形钢板进行端部加固避免应力集中破坏;采用MTS疲劳试验机控制系统,利用等速位移控制,得到了稳定的拉伸应力-应变全曲线.通过比较切口和无切口直接拉伸试件在起裂荷载、峰值荷载及其对应的应变差异发现:切口较小时,差异不大,但切口较大时,起裂荷载和峰值荷载都降低,起裂荷载对应的应变变化不大,但峰值荷载对应的拉应变和抗拉韧性值A都增加.说明两边有较小切口时反而有利于多条裂缝开展,小切口并不影响裂缝的开裂形态,起始裂缝发生的位置和无切口试件相同,一般不出现在切口处,但当切口长度较大时,裂缝开裂形态受开口影响较大,起始裂缝一般出现在切口处.     

ETFE薄膜单轴和双轴拉伸试验与分析

采用乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)薄膜哑铃形试件,进行单轴拉伸试验,得到了工程中常用的ETFE薄膜的力学参数(屈服强度、屈服应变、切线模量和割线模量);在考虑ETFE薄膜粘弹塑性效应特征的前提下,应用应变能等效的方法计算ETFE薄膜等效弹性模量,结果表明计算得到的等效弹性模量介于切线模量和割线弹性模量之间.研制了一种专用于ETFE薄膜双轴拉伸试验的装置,并进行了系列试验;基于正交异性薄膜理论推导出薄膜双向解耦的独立弹性常数计算列式.根据ETFE薄膜双轴拉伸应力-应变曲线,求得厚度为250μm的ETFE薄膜在双边应力比为1:1的工况下的耦合模量为1163 MPa;由正交异性理论计算得该薄膜的解耦模量为814.2 MPa,与单轴拉伸试验得到的等效弹性模量相近.     

EICP联合纤维加固边坡表层抗侵蚀试验研究

为了提升路基边坡的抗侵蚀能力和整体性,首先分别利用EICP技术以及EICP与不同纤维相结合的技术对浅表层砂土边坡进行加固处理,然后通过短时强降雨边坡模拟冲刷试验对比分析了不同处理方式下浅表层砂土边坡的抗侵蚀能力和整体性.结果表明：与未处理的试样相比,经EICP技术处理的试样的力学强度和抗侵蚀性都得到明显提升,其峰值贯入强度是未处理试样的3倍左右.经EICP联合不同纤维技术处理的试样的力学强度、抗侵蚀性、整体性和抗渗性都比仅用EICP技术处理的试样有了进一步的提升,其中,经EICP联合钢纤维处理的试样的表面强度最好;经EICP联合玻璃纤维和EICP联合钢纤维处理的试样都表现出优异的整体性和抗侵蚀性;经EICP联合聚丙烯纤维和EICP联合玻璃纤维处理的试样的抗渗性都较好.综合考虑这3种纤维的性能认为,用EICP联合钢纤维或EICP联合玻璃纤维技术对浅表层砂土边坡进行加固处理,能更好地提升路基边坡的抗侵蚀能力和整体性.     

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...     

单向热塑性复合材料层压板偏轴拉伸试验及其数值模拟

AS4/PEEK作为一种高性能的热塑性复合材料在航空航天、军事和汽车等领域应用广泛.对不同角度的单向AS4/PEEK层压板进行偏轴拉伸试验,获得了相应的应力-应变曲线、拉伸强度和断裂面角度.在数值模拟中,采用单参数三维塑性模型描述AS4/PEEK的非线性力学行为,模型中的塑性参数使用信任域反射算法得到.结合LaRC05准则和裂纹带理论开发了基于Abaqus的用户材料子程序VUMAT,并将其应用于偏轴拉伸的数值模拟.结果显示该三维弹塑性损伤本构模型能够较准确地模拟AS4/PEEK的塑性效应,且预测的拉伸强度与试验结果吻合良好.本文提出的三维弹塑性损伤模型为热塑性复合材料塑性变形和损伤的综合分析提供了一种准确且有效的方法.     

填芯混凝土轴拔试验及桩端应力分析

文章以规格PTC65-400b型的预应力薄壁管桩为例,开展了预应力管桩填芯混凝土轴拔试验。通过试验分析,得出填芯混凝土与桩壁的粘结性能良好以及填芯混凝土有横向膨胀效应的结论,为管桩设计提供试验依据和理论基础。     

不同温度下的乙烯-三氟氯乙烯共聚物薄膜单轴拉伸试验

对厚度为250 μm的乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)薄膜进行了单轴拉伸试验,考虑了不同的低-高温度(分别为-50、-40、-30、-20、-10、0、10、20、30、40、50、60、70及80℃)效应,试件截取方向为机器方向.得到了ECTFE薄膜在不同温度下的拉伸应力-应变曲线,通过分析得到了弹性模量、屈服强...     

基于钢材单轴拉伸试验的微观断裂模型预测规律分析

基于钢材单轴拉伸试验,提出了关于拉伸试验数据和真实应力-应变曲线的修正方法.开发了VGM模型和SMCS模型的USDFLD用户子程序,用于微观断裂模型的有限元模拟,分析了应力三轴度对等截面和非等截面构件微观断裂模型预测结果的影响.结果 表明,进行等截面构件的本构曲线拟合时应同时考虑颈缩点真实应力和断裂点真实应力的修正.受应力三轴度的影响,在等截面拉伸条件下SMCS模型预测的断裂位移普遍小于VGM模型.非等截面拉伸条件下应力三轴度的变化趋势多样,SMCS模型预测两板相交构件的断裂变形量远大于VGM模型,前者为后者的3.10倍.当拉伸构件存在多个断裂危险点时,VGM模型与SMCS模型的启裂点出现于不同位置处,建议以VGM模型预测位置为准.     

轻量砂抗剪强度特性三轴试验研究

为了开发利用轻量砂,在对国内外具有明确物理含义的土的破坏取值标准进行系统研究的基础上,通过三轴试验对轻量砂的抗剪强度特性进行研究.研究结果表明:土的破坏取值标准有变形标准和强度标准,二者统一于有效应力原理,都与孔压发展路径有密切关系.应力-应变曲线的软化、硬化是轻量砂剪胀和剪缩的外在表现,软化型宜采用最大有效主应力比或最大主应力差标准,二者不会导致轻量砂抗剪强度指标的显著差别,硬化型宜采用轴向应变15％标准.轻量砂的Mohr破坏包线形态是由其原生结构强度与围压共同决定的,当围压大于试样的结构屈服应力,破坏包线可以用直线表示.黏聚力和有效黏聚力随着EPS球粒掺入比的增大而减小,随着水泥掺入比和龄期增大而增大;内摩擦角和有效内摩擦角随着EPS球粒掺入比的增大而减小,随着水泥掺入比和龄期增大而增大.EPS球粒的空间置换效应与水泥的结点固化效应共同决定轻量砂的抗剪强度特性.     

TiAl6V4合金单轴拉伸表面形态微观变化的AFM连续观察

用原子力显微镜对TuAl6V4合金拉伸塑性变形中表面褶皱的形成及滑移变形进行了连续观察和测量.结果表明,表面褶皱随着应变量ε的增加而增大,而凹凸的相对位置关系不随变形的进行而变化;表面平均粗糙度和表面最大高低差随ε的增加近似成S曲线增大;滑移主要发生在密排六方α相中,ε＜0.07时变形主要以1次滑移为主,ε＞0.07时2次滑移参与变形;一次滑移台阶随ε的增大而增大,但ε≤0.07几乎呈直线增加,而ε＞0.07增加速率逐渐减慢.     

三级配混凝土及湿筛混凝土单轴动态拉伸性能试验研究

考虑大骨料特性的混凝土动态拉伸性能研究是混凝土坝抗震特性研究的一个突出问题.进行了大坝迎水面常用的三级配混凝土及湿筛混凝土在10-5、10-4、10-3、10-2 s-1四种应变速率下的单轴动态直接拉伸强度试验.试验采用尺寸为250mm×250mm×400mm和150mm×150mm×300mm的棱柱体试件.试验测得不同应变速率下试件的单轴动态拉伸应力和应变.基于试验数据探讨了三级配混凝土及湿筛混凝土的破坏形态、单轴抗拉强度、峰值应力点的应变随应变速率的变化规律.此外,还建立了三级配混凝土与相应湿筛二级配混凝土的动态强度关系.试验结果可为混凝土大坝、海洋平台等的抗震设计提供理论依据.