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。     

应变硬化水泥基复合材料-SHCC韧性性能试验研究

水泥基材料抗拉强度低、韧性差是其易开裂的主要原因之一。高模量PVA纤维可增强基材韧性,使其呈现准应变硬化和多缝开裂特征,改善结构耐久性。通过四点弯曲试验得出了不同加载速率和配比SHCC的力-变形曲线并用CON-SOFT软件计算断裂能。结果表明,硅灰使材料抗压强度有所提高,但最大抗弯承载力和变形下降,断裂能降低。甲基纤维素使SHCC脆性增大。加载速率降低,材料表现出更好的应变硬化性能,微裂缝条数增多。SHCC砂子最大粒径高于ECC,虽达不到后者的最大拉应变,但可降低成本并满足工程需要。韧性性能研究给出了基于耐久性能优化设计和评定SHCC的实用方法。     

聚乙烯醇(PVA)纤维增强水泥基复合材料单纤维拔出细观机理研究

目的 探索聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)高韧性、应变硬化宏观力学行为的细观机理,为其材料特性设计奠定理论基础。方法 基于黏聚力单元和非线性弹簧连接器,建立单PVA纤维/水泥基体的ABAQUS有限元模型,对单PVA纤维拔出水泥基体的全过程进行数值模拟分析。结果 PVA-ECC单纤维拉拔力-拉拔位移曲线可细分为线弹性阶段、连续脱黏阶段、整体滑移阶段、机械咬合硬化阶段和纤维磨损断裂阶段;纤维与水泥基体之间的传力机制包括剪滞切应力和机械咬合力;随着拉拔力的增加,机械咬合力逐渐成为主要传力机制。结论 水泥基体与纤维之间的机械咬合作用以及纤维表面的磨损是导致纤维断裂的根本原因,通过对纤维表面进行适当处理,可以降低水泥基体在机械咬合硬化阶段对纤维表面的磨损,使纤维断裂模式转变为纤维拔出模式,以更好地控制水泥基体的微裂纹失稳扩展,从而进一步提高PVA-ECC的韧性。     

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。     

聚丙烯拉伸性能测试及再屈服行为

为明确热塑性塑料塑性变形阶段加载-卸载-再加载的力学行为,采用注塑成型方法制备了哑铃型聚丙烯试样,进行了单轴拉伸实验。实验结果表明：所制备的试样具有良好的性能稳定性,试验结果重现性好,应力-应变曲线符合部分结晶热塑性塑料的一般行为。通过不同应变速率测试结合断口形貌扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)观察,表明应变速率超过50 mm/min时,试样由韧性断裂转变为脆性断裂,断口形貌由穿晶断裂形貌转变为河流花样形貌。聚丙烯的加载-卸载-再加载测试表明,在低应变速率情况下,塑料在再加载之后的应力-应变曲线存在明显的再屈服行为,与金属的包辛格效应存在明显不同。加载-卸载-再加载的应力-应变曲线会出现第二个屈服点,其屈服应力低于第一屈服应力,并且其数值与卸载点应变无关。研究结果为热塑性塑料塑性阶段的加工和使用提供理论支持。     

沥青混合料间接拉伸试验的数值化测试

为对混合料的数值化试样进行间接拉伸数值化测试,采用X-CT(X-ray Computerized Tomography)扫描混合料试件,分别计算出集料、沥青、空隙的体积组成,建立了试样的三维可视化模型;采用自行编写的程序,实现了由三维可视化模型向三维数值化模型的转化,建立了基于实际试样真实内部微细观分布的数值化试样,并对其进行间接拉伸测试模拟。引入应力集中因子指标对各种应力状态进行评价,实际应力分布结果与弹性理论解结果进行对比。结果表明:该模型能有效反映试样的三维分布状态,由于集料和空隙分布的随机性和不均匀性,实际试样的最大应力分布不再服从弹性理论解的分布状态,空隙的存在同样对混合料的力学性能起着非常重要影响。     

三轴压缩与干湿循环作用下灰岩的力学试验研究

南京地铁6号线万寿村站至燕尧路站区间深部主要为灰岩,盾构隧洞贯通后,深部岩体对隧洞维护起至关重要的作用,为了对该地铁深部稳定性提供理论指导,利用MTS815试验机对灰岩在经历干湿循环后进行了常规三轴压缩试验,研究了灰岩在不同次数干湿循环作用下和不同围压下的力学特性,结果表明:(1)受干湿循环作用前后试件的应力—应变曲线...     

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。     

新近系软岩模拟材料的单轴抗压实验特性

采用相似材料模拟的方法对新近系(原上第三系)软岩的力学特性进行研究.选择了4种模拟材料方案,制作成重塑样,研究其力学特点是否符合软岩的特征.对制作好的模拟材料式件进行单轴抗压实验,采集实验曲线,分析其力学特征.得到材料了的弹性模量,泊松比,密度等力学参数.得出影响材料强度及变形特征的主要因素是水胶比和胶结材料.从这些方案中选出符合软岩特征的方案及配比.运用多项式拟合方法分析出所选材料单轴本构关系,并与已有关系方程进行对比,验证实验及拟合方程的准确性.得出了所选材料应力-应变关系的经验公式.     

片状电介质εr的计算机辅助测量

基于矩行波导理论，导出了部分填充电介质的本征方程及εr的表达式，利用微波计算机辅助测量系统实现了片状电介质εr的计算机辅助测量．测量结果与标称值吻合较好．     

不同环境下混凝土动态直接拉伸特性研究

在MTS810电液伺服万能试验机上对47个哑铃形混凝土试件进行了不同应变速率(10-5～10-0.3s-1)下的直接拉伸试验,系统研究了两种湿度、两种温度混凝土在不同加载速率下抗拉强度、初始弹性模量、泊松比、临界应变,以及吸能能力与应变速率之间的关系.试验结果表明,混凝土速率敏感性是由混凝土中自由水产生的粘滞性以及破裂形式的改变引起的;随着含水量的增加,混凝土的拟静态强度有降低的趋势,对应变速率的敏感性有所提高;在低温条件下混凝土的拟静态强度较室温条件下有所提高,对应变速率的敏感性却有所降低.     

Analysis on the deformation and fracture behavior of carbon steel by in situ tensile test

The deformation and fracture behaviors of low-carbon steel, medium-carbon steel, and high-carbon steel were studied on internal microstructure using the scanning electron microscopy in situ tensile test. The microstructure mechanism of their deformation and fracture behavior was analyzed. The results show that the deformation and fracture behavior of low-carbon steel depends on the grain size of ferrite, the deformation and fracture behavior of medium-carbon steel depends on the size of ferrite grain and pearlite lump,and the deformation and fracture behavior of high-carbon steel depends on the size of pearlite lump and the pearlitic interlamellar spacing.     

轧制工艺对TA15钛合金板微观组织及拉伸力学性能的影响

对比研究了采用包套轧制工艺及普通冷轧工艺制备的TA15 钛合金薄板的纵、横向微观组织及室温和高温拉伸力学性能。研究表明：两种工艺获得的钛合金板纵、横向微观组织的物相、尺寸、体积占比相似,纵向维氏硬度较横向的高。热轧工艺与冷轧工艺制备的钛合金板相比,力学性能更加优异、力学性能纵横向差异小、综合性能更好、室温屈服强度更高,呈现出“横向大于纵向、热轧大于冷轧”的对比特征。热轧工艺可弱化织构的方向,使成品钛合金板呈现出“强度高、屈强比大、纵横差小”的拉伸力学性能特性。