膜材经向拉伸性能数值模拟

膜材的强度主要由基布提供,基布由纱线编织而成,基于这样的膜材生产过程提出通过纱线拉伸性能建模模拟基布经向拉伸曲线和膜材经向拉伸曲线.以 MC 13122-1100/902膜材为例应用通用有限元程序Abaqus模拟,得到的模拟曲线与试验曲线在拉伸曲线的前两个阶段吻合很好,第三阶段稍有差异,对工程应用来讲模拟曲线是可靠的.     

浮空器膜材循环拉伸力学性能及弹性常数研究

对全新飞艇蒙皮膜材Uretek3216L进行了单轴循环拉伸试验,采用自主研发的多功能薄膜双轴拉伸试验机进行5种应力比例下的拉伸试验.探讨了单双轴循环试验的应力应变关系及弹性模量随循环次数的变化规律,对双轴耦合弹性模量的理论公式进行了推导,分析了纬经向应力比对耦合弹性模量的影响规律.结果表明,单轴循环的第15次和第1次循环相比,经纬向弹性模量分别增大了20.7%和39.1%,其中第2次循环增大幅度最大,经纬向均占总增量的60%以上.对于双轴试验,随纬经向应力比R的增大,经向耦合弹性模量增大而纬向减小.确定了膜材的单、双轴应力下的弹性模量和3D应力应变响应曲面.     

建筑PVC膜材双轴正交拉伸循环试验

通过对PVC膜材进行7种应力比下的双轴正交拉伸循环试验,经纬向应力比值分别为0∶1,1∶5,1∶2,1∶1,2∶1,5∶1和1∶0,对膜材在双轴拉伸作用下的拉伸特性进行了研究.试验表明,经过3次循环作用后,膜材的力学试验性能更接近工程实际情况,且材料具有非线性和正交各向异性.在循环荷载作用下,初次循环后残余应变较大.随着循环次数的增加（一般3次后）,残余应变趋于常数,滞回曲线形状趋于稳定.采用双轴拉伸试验方法测定了PVC膜材的广义泊松比,验证了广义泊松比的非线性特征.试验证明,当经纬向应力比C≥1时,经向应变为正值;当C≥0.5时,广义泊松比变为负值;当应力比C为1∶0或0∶1时,双轴变成单轴试验,广义泊松比测定变成常规泊松比试验.理论和试验均证明当C1时,膜材的经向和纬向同时具有最大的弹性模量.     

基于多元统计分析的P类膜材强度回归分析

统计了工程中常用的55种P类膜材的规格参数,包括经纬向纱线密度、纤度、克重、厚度等,整理研究了团队累积的膜材力学性能检测数据,得到了涂层织物类膜材的基本力学性能数据库。在此基础上,利用多元统计方法中的经典方法对涂层织物类膜材组织结构参数及其相关试验结果进行分析,包括力学性能指标的相关性分析和力学性能指标的影响因素分析,确定各项参数对膜材强度指标的影响,采用二元线性回归分析方法,分别建立了P类膜材抗拉强度和撕裂强度的回归模型,可用于膜材生产和膜结构设计分析。     

芯材拼接对天线罩夹芯板力学性能的影响

为考查芯材拼接对舰船复合材料天线罩夹芯板力学性能的影响,设计系列试验对比研究芯材拼接对夹芯板的极限承载能力、复杂稳定性和破坏模型的影响.结果发现:芯材拼接主要影响结构的破坏模式和破坏载荷;极限承载试验中芯材拼接易诱发分层破坏,进而导致蒙皮拉伸断裂,且使承载极限降低11.5%;复杂稳定性试验的主要破坏模式为贯穿型和局部型蒙皮压缩破坏,芯材拼接对破坏模式的影响表现为破坏位置的差异,且复杂屈曲载荷降低28.6%;工艺的复杂化使夹芯板力学性能的离散性升高.     

纬向弓曲率对蒙皮膜材力学性能影响的试验分析

用纬向弓曲率描述全新飞艇蒙皮膜材OP11-1000的编织情况,并将样本分成两个研究区域.通过单轴拉伸试验,得到各区域经、纬向试件强力以及3个应力阶段的弹性模量,讨论了纬向弓曲率对经、纬向试件不同力学参数的影响.通过低周单轴循环拉伸试验,得到不同周期下各区域经、纬向试件的弹性模量、棘轮应变和滞回环面积.分析结果表明,各循环力学参数均在第2次循环的变化最大,在3次循环加载后趋于稳定.两个区域经向试件的各参数一致,纬向试件的各参数因纬向弓曲率不同而差异明显.研究结果对飞艇结构设计分析、蒙皮裁切和制作工艺具有重要参考价值.     

考虑温度和加载影响的离子型中间膜拉伸力学性能

为研究温度和加载影响的离子型中间膜的拉伸力学性能,在低应变率范围内对其进行了--40 ℃～80℃的单调拉伸试验以及室温下的循环加卸载拉伸试验.基于试验结果,确定了离子型中间膜的力学性能特征指标.结果 表明,随着应变率的升高和温度的降低,其强度普遍提高,但极限应变有所降低;断后试件有约80％的不可恢复变形;循环加卸载拉伸...     

格宾网筋材的绞边强度特性试验研究

为研究不同绞边方式及不同网孔尺寸下格宾网的绞边拉伸特性,参考欧洲标准(EN10223-3:1997),采用自行设计的绞边试验装置,对网孔型号为60 mm×80 mm和80mm×100mm的A与B两类绞边方式的格宾网片进行绞边拉伸试验,分析比较各自的力学特性,并讨论绞边拉伸破坏的典型破坏模式.研究结果表明:与B类绞边方式相比,A类绞边方式的格宾网片绞边拉伸强度较大;根据格宾网的破坏形态,绞边拉伸破坏可分为3种典型破坏模式,即绞边钢丝被拉出破坏、网丝的拉断破坏以及绞边钢丝部分被拉出后网丝被拉断破坏;绞边质量与绞合在端丝上的钢丝缠绕圈数、紧密程度有关;网孔尺寸、钢丝直径及绞边质量均是影响格宾网的绞边拉伸力学特性的重要因素.研究结果可为加筋格宾结构物的设计、施工提供参考.     

Al元素对一种增材制造镍基高温合金显微组织和拉伸行为的影响

为了明晰Al元素在增材制造镍基高温合金过程中对组织和性能的影响,通过激光金属沉积方法制备了不同Al含量的样品,分析了其显微组织以及拉伸行为的影响.结果表明：随着w(Al)增大(3%～5%),γ/γ′共晶、碳化物等析出相以及组织中裂纹等缺陷逐渐增加并在w(Al)=7%时达到最大,由高熔点碳化物钉扎在晶界和低熔点共晶重熔分别导致的凝固裂纹和液化裂纹大量形成.合金强度随着Al元素的增加先增后降,w(Al)=4%时达到最高,归因于γ′相的尺寸和立方度不断增加,阻碍位错的运动.而w(Al)=5%时性能下降归因于已有热裂纹、碳化物以及共晶含量的增加.     

退火温度对TC4ELI钛合金大规格环材组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、万能材料试验机和金属摆锤式冲击试验机研究了退火温度对TC4ELI钛合金大规格环材（Φ3 384 mm/Φ3 300 mm×1 950 mm）的显微组织和力学性能的影响。显微组织分析结果表明：退火温度在850 ℃以下时,TC4ELI钛合金大规格环材退火后的显微组织与热加工态的显微组织基本相同;900 ℃退火后,TC4ELI钛合金大规格环材中部分片层状或针状α相的尺寸增大,同时出现了尺寸微小的等轴α相。力学性能测试结果表明：随着退火温度的升高,TC4ELI钛合金大规格环材的强度和伸长率有所提高;850 ℃以下退火,TC4ELI钛合金大规格环材断面收缩率变化不大,850 ℃以上退火,其断面收缩率显著升高。冲击试验结果表明：随着退火温度的升高,TC4ELI钛合金大规格环材的冲击功逐渐增加。经800～900 ℃保温2 h空冷后,TC4ELI钛合金大规格环材抗拉强度、屈服强度、塑性与冲击功达到较好匹配。     

EPS-棉秆纤维灌孔轻质复合砌块砌体的基本力学性能研究

为推广利用基于地方煤基固废资源和棉杆纤维资源的三低型复合砌块墙体结构在新疆地区村镇低层建筑中的工程应用,以砂浆强度和芯柱材料强度为变量,对57件(27件受压、30件受剪)复合砌体试件进行抗压和抗剪力学性能试验,并对试件的破坏过程、破坏形态特征、抗压及抗剪强度进行了分析。结果表明:当砂浆与砌块的强度比低于1.6时,砂浆强度的提升对三低型复合砌体的抗压强度影响较大;芯材部分对复合砌体抗压和抗剪强度贡献最大,且随着芯柱材料强度的提升,贡献持续增大。基于砌体实际强度测定方法,建立并拟合得出了适用于三低型砌块砌体的抗压强度、抗剪强度的平均值计算公式。这对了解EPS-棉秆纤维灌孔复合混凝土砌块砌体基本力学性能具有一定的参考价值,为其在实际工程中的应用提供科学的理论依据。     

钢筋轴线偏心半套筒灌浆连接高温后的单向拉伸试验研究

为研究火灾后带钢筋轴线偏心的半套筒灌浆连接（half grouted sleeve connection,HGSC）的单向受拉性能,对 48个 HGSC 进行了单向静力拉伸试验,研究了钢筋轴线偏心和高温对不同钢筋直径的高温后 HGSC 力学性能的影响,并结合已有研究给出工程意见 . 结果表明：高温后带钢筋轴线偏心的HGSC主要发生钢筋拉断破坏与钢筋拔出破坏,且随着钢筋轴线偏心率的增大和温度的升高,试件更可能发生钢筋拉断到拔出破坏的转变;钢筋轴线偏心会在高温基础上进一步影响连接性能,钢筋偏心试件的荷载最大下降至无缺陷试件的 94%,滑移量最大增加至173%;建议对HGSC和含该连接的装配式混凝土结构进行设计、施工、火灾后性能评估与修复时,考虑火灾温度和钢筋轴线偏心率的影响,要求不出现钢筋拔出破坏,且破坏时钢筋与灌浆料之间没有明显滑移;焊接能有效地解决连接螺纹端加工质量不佳的问题.     

复合材料非线性效应对层合板承载能力的影响

本文给出了一种数值方法来分析和讨论复合材料非线性效应对层合板承载能力 的影响，在此方法中所采用的非线性本构关系是考虑横向和剪切方向非线性修正的 Ｈａｈｎ－Ｔｓａｉ表达式，后继破坏刚度退化准则是修正的Ｔｓａｉ Ｈｉｌｌ刚度退化准则．在 非线性迭代中采用了变步长载荷增量法和修正Ｎｅｗｔｏｎ Ｒａｐｈｓｏｎ迭代法以本文方 法预测的各种铺设次序层合板的承载能力值（极限载荷）与实验值比较．两者附合 得很好，从而说明了本文提出的方法的有效性。     

压剪作用下地聚物珊瑚混凝土的力学性能研究

为了研究不同压应力比和混凝土强度对地聚物珊瑚混凝土(geopolymer coral concrete, GCC)在压-剪复合作用下力学性能和损伤演变的影响,进行了54个GCC试件的压剪试验,分析了试件的破坏模式、剪切荷载-位移曲线和初始抗弯刚度,并着重分析了剪切承载力的组成及试件的损伤演化规律。结果表明：随着压应力比和混凝土强度增加,剪切强度及位移、初始剪切刚度均有所提高。剪切承载力包括黏聚力、界面摩擦力和骨料咬合力,黏聚力约占剪切承载力的11%～37%,界面摩擦力占比40%～67%,骨料咬合力占比16%～34%;界面摩擦力占比与压应力比呈正相关关系,黏聚力占比则相反。基于分段本构模型,对比试验数据和模型曲线发现两者拟合较好,验证了GCC的损伤本构模型与破坏模式有较高的预测精度。     

电场极化下GeS2-Ga2S3-PbI2硫卤玻璃的二阶非线性光学效应

采用Maker条纹测试方法,首次在电场-温度场极化GeS2-Ga2S3-PbI2准三元体系硫卤玻璃中观察到了明显的二次谐波发生(SHG). 对于70GeS2·15Ga2S3·15PbI2组分玻璃,详细研究不同极化电压、极化温度和极化时间对二次谐波(SH)强度的影响,发现当极化温度高于190 ℃,电压高于4.0 kV时,可以观察到SHG并且SH强度随极化电压与时间的升高而增大直至饱和. 在6 kV极化40 min的条件下,SH强度随极化温度的升高先增大后减小. 在6 kV、250 ℃、40 min的最佳极化条件下,70GeS2·15Ga2S3·15PbI2玻璃的二阶非线性极化率χ(2)达到最大值4 pm·V-1. 根据偶极子取向模型,讨论了二次谐波效应的机理是该硫卤玻璃中偶极子在高温条件下摆脱网络束缚沿外加电场方向取向调整,从而破坏了玻璃的宏观各向同性所致,并定性解释了极化条件对玻璃二阶光学非线性效应的影响.