不同温度下有机玻璃厚板的平面应变断裂韧性试验

为研究有机玻璃平面应变断裂韧性(KIC)与温度的关系,设计了母材和带拼接缝试件,在-40~40℃范围内进行三点弯试验.采用疲劳试验机预制疲劳裂纹,利用酒精和液氮对试件降温,用纯水进行升温,观察试件宏观断口形貌,结合有限元和断裂力学进行算例分析.结果表明:在低温下,试件达到极限荷载后迅速断裂,失稳扩展的裂纹临界长度较小,裂纹扩展速率快;高温下,临界长度较大,裂纹扩展速率慢.母材试件在20℃时KIC最小,-20℃时最大,而带拼接缝试件在40℃时KIC最小,-40℃时最大.断面上沿裂纹扩展方向的弧状条纹数增多会导致KIC降低,当出现垂直于疲劳裂纹边缘线的放射状条纹时,KIC进一步降低.对于所提算例,裂纹尖端各点的应力强度因子随裂纹深度的增加而增加.     

室温下TC11钛合金准静态拉伸力学性能实验研究

针对典型航空材料TC11钛合金的拉伸性能,采用准静态拉伸实验对不同应变率条件下的TC11钛合金的应力-应变关系进行了研究,利用扫描电镜分析了其拉伸断口形貌。实验结果表明:TC11钛合金具有一定的应变率敏感性,抗拉强度和屈服强度均会受到应变率的影响;准静态拉伸时TC11钛合金试样出现了颈缩现象,试样截面形状为杯锥状,试样断口存在光滑的剪切唇区和灰色的纤维区,其断裂属于韧性断裂,但是其韧性较差;TC11钛合金拉伸断口形貌主要为大小不一的韧窝,随着应变率的增大,试样拉伸断口韧窝的大小和深度均变小,同时出现了少量的撕裂棱和准解理面,试样的断裂机制为以韧性断裂为主和伴有准解理断裂。因此,在准静态拉伸条件下,TC11钛合金的力学行为与应变率有关。     

有机玻璃在不同温度下应力松弛的非线性本构关系研究

将表述有机玻璃中低变率下应力－应变行为的非线性本构理论,扩展扩用到应力松弛状态,给出了应力松弛状态的本构方程。对－２０￣＋６０℃五个不同温度和应变量为３％￣２０％范围内的实验结果进行理论验证,吻合情况良好。     

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...     

不同温度和应变率下PMMA拉伸性能

为了研究PMMA与金属的力学相似性,在100 ℃、115 ℃、125 ℃和加载速率为10 mm/min、20 mm/min条件下对PMMA进行了单向拉伸试验,主要研究了温度和应变率对材料拉伸性能的影响.结果表明:随着温度的升高,PMMA中液相逐渐由固态变为液态,材料的弹性模量和流动应力逐渐减小,弹性变形能力降低,塑性增加,均表现出明显的高温软化现象;材料在100℃时,PMMA中液相主要处于固态,材料对应变率敏感,并且应变率增大材料软化明显.随着温度的升高,材料对应变率的敏感性降低,大于125 ℃时应变率影响不再敏感.     

再生混凝土准静态压缩力学性能试验

将废弃混凝土经破碎、清洗、筛分、分级,按一定比例相互配合后制成再生混凝土粗骨料,用其部分或全部代替天然粗骨料配制的新混凝土称为再生混凝土。通过制作5组再生粗骨料不同取代率(0,25%,50%,75%,100%)的标准立方体和非标准圆柱体再生混凝土试样,开展一系列的准静态单轴压缩力学性能试验,分析再生混凝土抗压强度、应力应变曲线、峰值应变以及杨氏模量等与再生粗骨料取代率之间的关系。试验发现再生粗骨料取代率与抗压强度、峰值应变和杨氏模量之间呈非线性变化规律,再生混凝土的应力应变曲线与普通混凝土类似。试验结果可为再生混凝土的工程应用提供参考。     

轧制差厚板单向拉伸性能研究

分别采用解析、仿真以及试验方法对轧制差厚板(tailor rolled blank,TRB)的单向拉伸性能进行研究.基于金属塑性变形理论,推导了轧制差厚板单向拉伸的力学解析模型,对未退火和已退火的1.2、2.0mm等厚板及1.2/2.0mm轧制差厚板进行单向拉伸试验,并从金相组织上解释了退火前后轧制差厚板的性能差异.最后在拉伸试验的基础上,对未退火和已退火的1.2/2.0mm轧制差厚板进行单向拉伸仿真.结果表明:解析模型能够准确地描述轧制差厚板单向拉伸过程中的应力应变状态,未退火和已退火轧制差厚板单向拉伸试样的缩颈均发生在试样薄侧,并且退火后的轧制差厚板表现出更好的成形性能,解析、仿真以及试验结果能够较好地吻合.     

玻璃/纤维环氧复合材料静态拉伸试验

在描述纤维增强复合材料试件的拉伸实验中,根据试件中纤维的展布方向与拉伸荷载方向的夹角,把试件做成0°~90°每15°一个试件,并分为3种方案测出复合材料试件各个角度下的弹性模量、泊松比和应力应变曲线等参量。实验结果表明:当纤维展布方向与外载荷方向一致时,纤维对材料的增强效果最为明显;不同主纤维角度试件的弹性模量、弹性强度、极限强度和能量释放率等参量随主纤维角度的变化趋势一致,先急剧下降然后缓慢的升高。     

不同强度混凝土静态破碎试验研究

将静态破碎剂在相同用量及相同拌合水温条件下,倒入强度等级分别为C20、C30、C40的混凝土预留孔中进行静态破碎试验,观察混凝土表面裂缝的扩展情况并记录反应过程中混凝土外表面应变变化规律。结果表明:随着混凝土强度等级的提高,混凝土外表面开始出现裂缝的时间逐渐推迟,裂缝扩展的宽度以及混凝土外表面出现裂缝的条数都随着混凝土强度等级的提高而逐渐缩小和减少。在反应过程中,随着混凝土强度等级的提高,混凝土外表面的应变出现明显波动的时间逐渐滞后,不同强度等级的混凝土的四个侧面中,始终有一个侧面产生拉应变,其余三个侧面产生压应变。     

板材不同取向的单向拉伸试验研究

一、前言 众所周知,金属材料中的各向异性可能来自两个方面:一是由于加工过程中金属中的杂质沿加工方向形成机械纤维而引起的,一是由于晶体的择优取向而引起的。后者常发生在如钛这样的密排六方形晶体结构的金属中。 本文对工程设备中采用较多的TA_2钛板进行了不同取向的单向拉伸试验,目的是研究TA_2板机械性能各向异性的程度。试验数据证明,TA_2板具有明显的各向异性,在设备的设计和制中应予以考虑。     

有机玻璃直线连续箱梁试验研究

对有机玻璃2跨直线连续箱梁进行了弹性阶段试验,对连续箱梁在均布荷载与集中荷载下的应变变化规律以及剪力滞效应进行了初步研究.研究结果表明:均布荷载与集中荷载下剪力滞效应较显著,不同的荷载形式产生不同的剪力滞效应.     

不同低温温度下砂土物理力学特性试验研究

以白垩系富水砂层砂土为研究对象,对其在不同低温温度下的物理力学特性进行了分析。结果表明:砂土比热容随冻结温度降低呈现出先减小后增大再减小最终趋于稳定的变化规律,砂土导热系数随冻结温度降低而逐渐增大最终趋于稳定,其变化过程主要分为3个阶段,即:缓慢增大阶段、迅速增大阶段和基本稳定阶段;随冻结温度降低人工冻结砂土粘聚力、内摩擦角、弹性模量和单轴抗压强度会逐渐增大,但增大的幅度会随着冻结温度的降低而逐渐减小;在同一加载速率下,不同冻结温度下人工冻结砂土变形均表现为应变软化,人工冻结砂土试样破坏时应变较小,一般介于6%～10%之间。     

理想气体任意准静态过程研究

给出理想气体任意准静态过程的微分方程，并对任意准静态过程的一般特性，包括功、内能的增量、吸收或放出的热量、摩尔热容量、温度转变点、热量转变点、热机效率、熵等，进行了讨论     

不同应变率和温度下AFRP力学性能试验研究

利用MTS液压伺服高速试验机测试芳纶纤维(Kevlar 29)增强复合材料(AFRP)在不同应变率(25,50,100和200s-1)和温度(-25,0,25,50和100℃)条件下的力学性能.结果表明,在相同温度(25℃)下,随着应变率的增大,杨氏模量和拉伸强度先增大(25~50s-1)后减小(50~200s-1),而韧性则表现为相反的趋势.在相同应变率(25s-1)下,温度的升高会造成杨氏模量出现波动,拉伸强度上升,而韧性则没有明显的改变.不同试验条件下AFRP破坏形态没有明显区别,均为较平整断裂面.最后,通过Weibull分析,量化了破坏强度在不同应变率和温度下的离散程度.     

钢厚板母材及其焊接影响区的Z向拉伸试验

为研究钢结构厚板的Z向性能,针对Q345B结构用钢,在不同板厚,不同尺寸十字形对接焊缝下,进行不同取样位置、方向的取样,在常温和低温下进行简单拉伸试验.分析了不同板厚、焊缝尺寸、取样位置、方向及温度下的屈服强度、极限强度及断面收缩率的变化规律.试验结果表明:随钢板厚度增大,屈服强度fy,极限强度fu和断面收缩率ψ皆降低;Z向取样的fy,fu和ψ皆低于X向取样,焊缝热影响的母材Z向数值比未受焊缝影响的母材Z向的更低;随着温度的降低,fy和fu升高,但是ψ皆降低,结构表现出明显的低温冷脆现象.试验积累了大量Z向拉伸性能的数据,为今后更精确的Z向指标衡量及设计提供了实验依据.     

闭孔泡沫铝准静态压缩试验的有限元仿真

根据泡沫铝孔洞的结构特点,建立了单一孔十八面体力学框架模型,进而组建泡沫铝力学矩阵模型。通过有限元分析软件对其进行纵向加载准静态模拟仿真试验,得到了力学矩阵模型的应力分布图、位移与变形分布图以及应力-应变曲线。将仿真试验得到的应力-应变曲线分为4个阶段,分析了各阶段的产生过程和力学原理,得到泡沫铝纵向准静态压缩时的力学相关性能,为进一步实体试验和工程应用提供了技术参考。     

不同饱水度下红砂岩动静态力学试验

基于φ100 mm SHPB试验平台和液压伺服试验机,对4种饱水度下红砂岩进行动、静态压缩试验,探究了饱水度对岩石强度、峰值应变、峰值模量及应变率效应的影响规律,并从细观角度对实验结论进行分析,得出:饱水度对岩石强度的影响存在临界值S_l,饱水度小于临界值S_l时,强度随饱水度的增加而线性降低,当饱水度达到S_l后,随着饱水度的增大,岩石强度的变化幅度非常小;峰值应变在饱水度为0.42时出现极小值,动态试验条件下的峰值应变对饱水度更为敏感;峰值模量随饱水度的增大而线性减小;从细观角度探究饱水度对峰值模量的影响,应主要把握3个关键参数:矿物颗粒和粒间胶结物的受力能力、协调变形能力以及孔隙发育程度;随着饱水度的增大,岩石力学性质的应变率效应越来越明显。其中,饱水度对岩石强度应变率效应因子影响最大,对峰值应变应变率效应因子影响次之,对峰值模量应变率效应因子影响最小。     

闭孔泡沫铝准静态压缩试验及吸能特性研究

为研究闭孔泡沫铝厚度及密度变化对其静态力学性能和吸能特性影响,采用液压式WE-1000万能试验机对其进行静态压缩试验.结果表明:泡沫铝厚度由50 mm增加到100 mm,致密化应变和能量吸收分别增长10％～28％、30％～50％,而弹性模量和平台应力基本保持不变;闭孔泡沫铝的密度从0.35 g/cm3增加到0.65 g...     

土壤准静态压缩力学性能实验研究

为研究土壤准静态的压缩力学性能,利用电子万能试验机对土壤进行了准静态压缩实验,分析了其密度、质地、水的体积分数等参数对静态抗压强度的影响. 结果表明:土壤的密度、质地和水的体积分数等因素均会对其静态力学性能造成影响,影响着静载情况下的应力-应变关系. 在应变一定的情况下,一般应力随着土壤密度的增大而增大,对于黏性土壤其水的体积分数对内部应力影响很大,但对于砂土则影响不明显.