等规聚丙烯单丝的多级拉伸及其力学性能的研究

本文通过不同的拉伸方法研究了等规聚丙烯单丝的拉伸性能。着重讨论了多级拉伸的特点,并和常规的一级或二级拉伸作了比较。试验发现,在相同的纺丝条件下,多级拉伸大大提高了 IPP 单丝的拉伸性能,拉伸倍数可达25倍。多级拉伸中,拉伸倍数的分配徊拉伸温度的选择是影响拉伸倍数的关键因素。拉伸倍数应逐渐降低,而拉伸温度则应逐级增高。多级拉伸所得 IPP 单丝的力学性能与常规拉伸纤维相比有明显的提高。采用普通单丝级切片即能得到强度为6.62 cN/dtex(7.5g/d)、模量大于100 cN/dtex 的高强度单丝。     

大直径聚乳酸单丝初生丝的形态分析

研究目的:分析在大直径单丝喷丝口纺丝时初生丝的微观形态。研究方法:通过扫描电镜进行微观形态分析及热行为分析。研究结果:大直径聚乳酸单丝初生丝的形态具有明显的皮芯形结构,同时由于没有经过拉伸,对应的晶区部分没有充分结晶,在初生丝表面可以看出片状结构所占比例较多。结论与讨论:聚乳酸初生丝的形态结构符合液体冷却大直径单丝的结构特点。     

涤纶长丝单丝拉伸性能与复丝拉伸性能的比较

本文比较了涤纶长丝的单丝拉伸与复丝拉伸的断裂强度、断裂伸长及分布和初始模量。复丝的峰值断裂强度总是小于单丝断裂强度,但本文提出一种方法,可以通过复丝拉伸试验推得单丝断裂强度。复丝拉伸时,其中单丝的断裂伸长平均值与单丝拉伸时的断裂伸长平均值十分接近。但两者的分布相差很大。复丝的初始模量与单丝的相同。     

PBO单丝断裂微观结构分析

对PBO-AS单丝实施拉伸，通过观察拉伸断裂后的单丝形态，分析单丝断裂强力同单丝微观结构的关系．通过显微镜观察发现，PBO断裂后的单丝微观结构发生变化．提出单丝本身结构和原纤化可能是导致这些结果的主要原因．     

网状结构PDO血管内支架的抗弯刚度及体外降解性能

以4种直径的聚对二氧杂环己酮(PDO)单丝为原料,采用手工编织法制备网状结构血管内支架.采用悬臂梁法对PDO血管内支架的抗弯刚度进行测试及分析,研究单丝直径及编织头数与支架抗弯刚度的关系.对PDO单丝及支架进行体外降解试验,研究单丝的力学性能及支架抗弯刚度在降解过程中的变化情况.试验结果表明:采用悬臂梁法可以有效测量支架的抗弯刚度;PDO支架的抗弯刚度随单丝直径及编织头数的增大而增大;PDO单丝降解10星期后基本丧失力学性能;PDO支架的抗弯刚度能保持10星期左右,随后发生断裂及解体,失去抗弯能力.     

PDO血管内支架的制备及其径向压缩性能

以4种不同直径的聚对二氧环己酮(PDO)单丝为原料,采用手工编织的方法制备16种不同编织密度的血管内支架.对PDO单丝的力学性能、血管内支架的结构参数、径向压缩性能的测试方法和径向压缩性能进行试验研究.试验结果表明:采用PDO单丝手工编织的血管内支架的孔隙率符合选用要求;血管内支架的径向支撑力和弹性回复率随着单丝直径与编织密度的增加而增加,且单丝直径对血管内支架的径向压缩性能影响更显著.     

镁合金板材温热成形性能

通过热模拟单拉试验,获得了AZ31镁合金板材在不同工艺条件下的真实应力应变曲线,分析了温度和应变速率对流变应力的影响.通过极限拉伸比试验,研究了轧制、退火、拉伸温度、拉伸速度、拉延间隙以及压边力等工艺因素对镁合金板材成形性能的影响.结果表明:交叉轧制和退火工艺能够显著提高镁合金板材的力学性能;在极限拉伸温度150℃、极限拉伸速度15 mm/s的工艺条件下,极限拉伸比能够达到3.0;AZ31镁合金板材适宜的拉延间隙为板厚的1.2倍.     

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...     

热定型对PGA单丝、编织线及其肌腱支架力学性能的影响

利用正交试验,研究了热定型工艺(温度、时间、热定型方式)对聚乙交酯(PGA)单丝及编织线力学性能的影响,并将经过热定型(55℃、拉伸定型5min)和未经热定型的PGA肌腱支架增强体置于温度为37℃、pH值为7.4的磷酸盐缓冲液中进行4星期的体外降解试验.研究结果表明:热定型温度和时间对PGA单丝及编织线力学性能影响较大.对于PGA单丝及编织线,当热定型温度为40~60℃、时间为3~5 min、采用拉伸定型方式时,其力学性能较好;体外降解试验表明,经过热定型的PGA肌腱支架增强体的力学性能优于未经热定型的肌腱支架增强体.     

纤维特征参数对HES-HDC单轴拉伸性能的影响及拉伸韧性评价方法

为探究高早强高延性混凝土（HES-HDC）在不同PE纤维直径与体积率下的单轴拉伸力学性能,设计了17组薄板试件进行单轴拉伸试验,研究PE纤维直径（22?μm和25?μm）及体积率（1.00%、1.25%和1.50%）对不同龄期（2?h、24?h、7?d、28?d和56?d）HES-HDC应力-应变曲线、拉伸强度和应变的影响;根据试验结果提出了HDC拉伸韧性评价方法. 结果表明：在拉伸荷载作用下,HES-HDC应力-应变曲线展示出应变强化特性,破坏过程呈多裂缝开展;2? h龄期时,HES-HDC拉伸强度与应变达到3.29 MPa和0.88%以上;28?d时,HES-HDC拉伸应变可保持在1.28%以上;当纤维体积率为1.00%时,小直径纤维对试件拉伸应变有利,而大直径纤维对试件拉伸强度有利;综合大直径纤维试件拉伸强度与应变,纤维最佳体积率为1.25%. 提出的拉伸韧性评价方法可评价HDC薄板受拉全过程的韧性. 随龄期的增长,HES-HDC拉伸韧性指数降低,而拉伸强度系数提高;小直径纤维试件的拉伸韧性高于大直径纤维试件;纤维体积率为1.25%时试件拉伸韧性最大.     

石墨烯拉伸力学性能温度相关性的数值模拟

采用Tersoff势对扶手椅型(Armchair)和锯齿型(Zigzag)单层石墨烯薄膜在不同热力学温度下(0～3 000 K)的单向拉伸力学性能进行了分子动力学模拟,预测了石墨烯薄膜拉伸力学性能对温度的依赖性,并比较了不同温度条件下相同几何尺寸的扶手椅型和锯齿型单层石墨烯薄膜拉伸力学性能的差异.结果表明:石墨烯薄膜的拉伸力学性能和变形机制对温度有强烈的依赖性,2种不同手性的单层石墨烯薄膜的杨氏模量、抗拉强度、拉伸极限应变均随温度的升高而显著减小.石墨烯薄膜力学性能的各向异性也受温度的影响,当温度低于600 K时,扶手椅型石墨烯薄膜的力学性能优于锯齿型的;但当温度超过600 K时,特别是高温时,扶手椅型薄膜的力学性能的优势逐渐减弱,甚至低于锯齿型的.     

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.     

PDO胆管覆膜支架的制备及其压缩性能

采用3种不同直径的聚对二氧环己酮(PDO)单丝为原料,利用手工编织方法制备12种不同编织密度的胆管支架,通过静电纺覆膜方法分别对PDO胆管支架和临床用MTN-DA型镍钛合金胆管支架进行覆膜,获得PDO胆管覆膜支架以及MTN-DA型镍钛合金胆管覆膜支架,并通过试验探讨了其压缩性能.试验结果表明:PDO胆管覆膜支架的压缩力随着单丝直径和编织头数的增大而增大;弹性回复率随支架编织头数的增大而增大,PDO单丝直径显著影响PDO胆管覆膜支架的弹性回复率;单丝直径为0.29mm的12头PDO胆管覆膜支架,单丝直径为0.36mm的8、10和12头的PDO胆管覆膜支架的最大压缩力均大于MTN-DA型镍钛合金胆管覆膜支架.     

气体协流水雾作用下层流预混火焰拉伸规律

在气体协流管式燃烧器研究的基础上,利用高速纹影系统对细水雾作用下层流预混火焰拉伸、熄火规律进行了实验研究,并分析了细水雾抑制气体预混火焰的条件.实验结果表明：火焰面拉伸规律与燃料浓度、气体流量以及水雾雾滴直径有关;对于大滴径协流水雾,水雾载荷比越小,火焰面拉伸现象越明显.     

喷气变形纱单丝轨迹及转移机理

喷气变形是一项新型成纱技术。碍于喷嘴精小而复杂,喷嘴中紊流及单丝的运动还不甚清楚,这给喷气变形纱成纱机理的分析研究带来一定困难。作者采用有色单丝立体示踪和显微测试等手段,对喷气变形纱中单丝的运动和转移进行探讨,大量观察了单丝在喷气变形纱中的各种形态,并找到了单丝轨迹的一般规律。这对于喷气变形纱成纱机理的分析推测,对于喷气变形纱拉伸断裂机理的研究等,提供具有一定价值的参考和依据。     

聚丙烯单丝增强石膏基复合材料力学性能的研究

采用较粗的聚丙烯(PP)单丝作为石膏材料的增强材料,通过抗折和抗压实验研究了单丝长度、掺量对PP单丝/石膏复合材料抗折和抗压强度的影响.抗折实验结果表明:PP单丝的掺入有利于提高复合材料的抗折强度,当掺量小于1%时,复合材料抗折强度随掺量增加而变大,当掺量为2%时复合材料抗折强度呈下降趋势;掺量相同的情况下,单丝长度越长增强效果越好,15 mm的PP单丝掺量为1%的试样抗折强度最高较空白样提高了26%;折断后试样断口中PP单丝呈拔出状,表明PP单丝与石膏材料的结合较弱.抗压实验结果表明:PP单丝的掺入降低了复合材料的抗压强度,抗压强度随掺入量增加而减小,15 mm的PP单丝掺量为2%的试样抗压强度最小较空白样减少了9.6%.     

计入丝间接触的钢丝绳股轴向力学性能半解析法研究

为研究计入丝间接触的钢丝绳股轴向力学性能,在计入泊松比效应和接触变形等影响下,建立轴向拉伸和扭转载荷下钢丝绳股数学模型,并使用半解析法(SAM)对该模型进行求解。在使用SAM时,利用共轭梯度法求解出丝间接触压力,利用快速傅里叶变换加快接触变形计算。对上述模型和方法的有效性进行证实。研究结果表明:采用SAM可实现考虑丝间接触的钢丝绳股轴向力学性能快速而准确的求解,且计算效率远比有限元仿真的高;在轴向拉伸过程中,芯丝比侧丝承受的拉伸载荷大;增大轴向扭转载荷会导致侧丝轴向应变,以及芯丝和侧丝间的接触压力、接触变形与接触半宽的增加;芯丝和侧丝间的接触以及侧丝的缩径,会导致侧丝轴线的螺旋半径略有减小。     

胞元材料拓扑构型与力学性能的相关性

为了进一步探索胞元材料力学性能与材料拓扑构型的相关性,分析了不同二维和三维胞元材料的拓扑构型特征以及材料的模量与强度,得到了拉伸主导型和弯曲主导型胞元材料的力学性能与材料相对密度之间的关系,并对各种构型的力学性能进行了对比分析。在Deshpande拓扑规则的基础上,由等效连续介质刚度矩阵的非奇异性特征得到了拉伸主导型胞元材料的基本拓扑构型特征。研究表明:平面条件下拉伸主导型胞元材料必须具有3组或3组以上不同方向的连续杆件,而空间状态下拉伸主导型胞元材料必须具有6组或6组以上不同方向的连续杆件。     

手性石墨烯薄膜拉伸力学性能分子动力学研究

基于分子动力学方法,用Tersoff势函数描述碳原子性质,研究了手性取向对石墨烯薄膜拉伸力学性能的影响。通过构建不同手性的石墨烯薄膜模型,在周期性边界条件下采用NVT系综,以变形方式分别对不同手性的石墨烯薄膜施加均匀应变,模拟了拉伸变形条件下手性石墨烯薄膜的破坏过程,得到了相应的应力-应变关系以及拉伸破坏形态。结果表明,不同的手性取向对石墨烯薄膜的杨氏模量影响不明显,拉伸强度随着手性角度的增大先迅速减小再逐渐增大,其拉伸极限应变随着手性角度的增大整体呈减小趋势。     

蜘蛛丝拉伸变形行为的力学模型

根据大腹园蛛牵引丝力学性能的结构机理及其聚集态结构和形态结构特征，初步建立了以皮芯层结构为基础的蜘蛛丝拉伸力学模型，分析了皮芯层比例及结构对蜘蛛丝纤维力学性能的影响。以层状复合材料的拉伸变形为依据，分析了蜘蛛丝纤维的拉伸断裂过程与皮芯层性能间的关系。