恒应变速率拉伸试验机的控制系统

根据试样初始标距长度、试验机横梁移动速度、试样真实恒应变速率和时间的理论关系式，设计了改进的控制系统。在不破坏原机功能的前提下，只要将其以适当方式插入原控制系统，就能实现恒应变速率的拉伸试验。比较了国内外电子万能试验机的恒应变速率拉伸试验功能，论证了恒应变速率对研究超塑性的重要性，并指出所设计的改进控制系统完全能满足超塑性变形的精度要求。

MP159合金热加工工艺参数研究

通过对Ｔｈｅｒｍｅｃｍａｓｔｅｒ－Ｚ型热加工模拟试验机上等温恒应变速率压缩试验结果分析，首次提出了钴基高温合金ＭＰ１５９的热加工工艺参数范围。

岩土类材料率相关性及硬化-软化特性模型研究

岩土类材料具有显著的率相关性,其应力-应变关系全过程一般表现为硬化-软化特征,研究如何描述这两类特征具有重要的意义。基于岩土类材料的物理变形机制分析,考虑到其结构性特征,采用弹黏塑性本构模型,引入反映材料结构变化的可变结构黏滞系数及其演化方程,并将其嵌入到弹黏塑性本构模型中去,建立能够反映材料结构变化的弹黏塑性本构模型。利用玄武岩常规三轴常应变率试验结果对所建立的模型进行试验验证,结果表明:所建立的弹黏塑本构模型能够完整、合理地描述岩土类材料应力-应变关系全过程以及材料本构关系的率相关性,同时还能够反映材料的峰值强度、残余强度特征。

固体推进剂宽温-气体围压试验系统设计与试验

针对固体推进剂常压条件下力学性能满足要求,而发动机药柱结构完整性破坏频发的难题,研制了固体推进剂宽温气体围压试验系统,对某 HTPB 推进剂进行了不同环境压力、温度和拉伸速率下的定速拉伸试验,获得了环境压力、温度和拉伸速率对推进剂应力应变曲线的影响规律。研究表明,围压环境下推进剂应力应变曲线没有明显的“脱湿”点,推进剂的抗拉强度明显提高;快速拉伸条件下,围压环境极大地降低了推进剂的延伸率,23 ℃常温 8 MPa 围压环境 1000mm/min拉伸速率条件下推进剂最大延伸率相对常压条件降低45%;低温围压快速拉伸条件下推进剂的力学性能最为恶劣,-50℃低温8MPa围压环境500mm/min拉伸速率条件下推进剂最大延伸率降至11%。相关方法和结论可为固体发动机精细结构完整性分析和贮存寿命预估提供参考。

316Ti不锈钢环境敏感断裂起裂时间研究

采用慢应变速率（ＳＳＲＴ）和恒载荷（ＣＬＴ）试验方法，研究在压水堆（ＰＷＲ）一次侧工况下氯离子浓度、氧浓度、加载应力和应变速率对ＰＷＲ压力边界材料３１６Ｔｉ不锈钢环境促进起裂时间的影响。试验结果表明：起裂时间τ的对数ｌｇτ与载荷σ的对数ｌｇσ和Ｃｌ－浓度的对数ｌｇω（Ｃｌ－）皆呈良好的线性关系；产生应力腐蚀破裂（ＳＣＣ）的阈值应力与Ｃｌ－浓度和应变速率有关，随着Ｃｌ－浓度和应变速率的提高，阈值应力降低。

疲劳荷载下大理岩累积损伤过程的应变速率响应

通过不同围压下4种应力比进行应力控制的大理岩等幅循环加卸载三轴压缩试验,探索疲劳荷载作用下岩石累积损伤过程中的应变速率响应特征。结果表明:①在低围压或高应力比条件下岩样易发生疲劳破坏。随循环次数增加,发生疲劳破坏岩样的弹性模量呈急速下降趋势,未发生疲劳破坏岩样的弹性模量小幅波动后趋稳。②加载过程中岩样轴向应变速率随应变发展呈"U"型演化趋势,体变速率随体变发展呈反"L"型演化趋势,临近破坏时轴向应变速率和体变速率均大幅增加。卸载过程中轴向应变速率呈倒"S"型演化规律,体变速率呈"U"型演化趋势。③每次加载的初始和终了应变速率各自均与其对应的残余应变呈线性正相关关系,当次加载的初始应变速率可反映岩样在之前疲劳作用下的累积损伤程度。④新建立的归一化初始应变速率和损伤因子有明显的线性关系,系数K随围压增大或应力比值减小而减小。未破坏岩样在后期循环加载时的归一化初始应变速率和损伤因子曲线出现"弯钩"型回缩现象。

钛合金的固态Cu致脆行为研究

分别采用慢应变速率拉伸、恒载荷拉伸加载方法研究了TC11钛合金在不同温度下的Cu脆行为,Cu与钛合金试样表面的接触分别采用离子束增强沉积和机械压合法实现。研究结果表明:在500℃慢速率拉伸条件下,钛合金呈现出较高的铜脆敏感性,而在300℃,400℃时,Cu脆敏感性不明显。在恒载荷试验条件下,500℃时,Cu对钛合金的力学性能影响较低;550℃时,Cu使TC11合金的断裂寿命和塑性指标显著降低。Cu脆的发生必须满足:Cu与钛合金紧密接触;合适的温度;试样应保持一定大小的形变速率。

残余状态下粉砂流变性的三轴试验研究

采用现场采集的土样,实施恒定位移速率的三轴试验,分析了风干条件下粉砂的流变性。主要研究成果包括:(1)采用速率敏感系数量化分析了速率效应,即位移速率加大强度增加的现象。(2)着重研究了残余状态下的特殊流变性,即位移速率效应引起的应力跳跃随着位移的增加而部分消失的现象,并通过速率敏感系数进行了量化分析。(3)通过讨论速率效应和应力松弛现象,分析了流变性对该土样残余强度的影响。

蠕变内应力的测试与工程应用

对蠕变内应力的测试方法进行研究。采用ＣＳＲ法在材料试验机上实现了蠕变内应力测试，并将试验结果用于工程应用。在正常工况下，Ｆ－３０１加热炉炉管不会发生蠕变破坏。

沥青混合料等应变率压缩试验的时间依赖性模型

为描述沥青混合料在受力状态下的时间依赖性行为,以等应变率压缩试验曲线特点为依据,建立沥青混合料的可变量本构模型,并推导出不同加载条件下本构方程表达式.通过有效的数值拟合方法获取沥青混合料的本构模型参数,将该模型与三轴等应变率压缩试验曲线进行对比,两者吻合较好,表明可变量本构模型能较好地描述沥青混合料与时间依赖行为,对破坏失效后材料的力学行为曲线有较好地表述.利用拟合参数计算蠕变曲线,其计算蠕变曲线能成功地描述蠕变的第二、三阶段,曲线特点与应力、温度等条件相关,在高温度和高应力条件时达到一定应变条件时所需时间较短,同时稳定期随温度和应力的增加所经历的时间逐渐减少.

整形器对SHPB入射波形影响规律的定量研究

波形整形器是实现分离式霍普金森压杆(SHPB)实验恒应变率加载的重要手段之一,为研究整形器对入射波形的影响规律,本文以紫铜、黄铜、铝等软材料为研究对象,在37 mm霍普金森压杆(SHPB)设备上开展了整形器直径和厚度、撞击杆速度、长度等因素对入射波形状影响规律的实验研究,并结合数值模拟仿真研究与量纲分析,给出了入射波T1和T2拐点的量纲一应力、量纲一时间的定量表达式,T1拐点的量纲一应力σ/σ*与量纲一参数Y/σ*,(d/Db)2和h/Lb分别呈线性关系;T2拐点的量纲一时间t/t与量纲一参数h/Lb、Y/σ都是呈线性关系的.

用蠕变内应力预测高温管道残余寿命

用恒应变速率法测定高温管道蠕变内应力并预测其残余寿命,不管是以蠕变极限为失效准则,还是以持久强度为失效准则,都可获得令人满意的结果;而以蠕变极限为失效准则的蠕变内应力法与常规的以蠕变试验为基础的等温外推法相比,还具有试验时间短的优点。

恒应变速率压缩试验机液压控制系统设计

针对恒应变速率压缩试验机对速度的特殊要求，应用最优控制理论，设计了最优电液速度控制系统，仿真和实验结果均表明，最优电液速度控制系统具有理想的综合性能。