岩石直接拉伸与压缩变形的试验研究

采用自行研制的可对同一岩石试样进行单轴压缩和直接拉伸的试验装置,对3种岩石进行了压缩和直接拉伸试验。结果表明,这3种岩石的压缩弹性模量均大于拉伸弹性模量,压缩与拉伸弹性模量之比分别为1.1,1.4,2.5。压缩泊松比也大于拉伸泊松比。研究表明:直接拉伸下切线泊松比随荷载的增加而减小,与压缩下泊松比的变化相反。

双轴向载荷下苎麻织物经纬向的交互作用

针对植物纤维织物在实际使用条件下经纬向载荷交互影响的问题,对苎麻纤维织物在(0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°)7个面内方向和经向设置不同载荷阈值时的力学性能进行双向拉伸试验,并用数字散斑相关方法对其应变场进行表征。结果表明:纬向载荷对经向载荷的影响较大,随着纬向载荷的线性增加,经向载荷非线性增大,经纬向载荷比、应变绝对值减小;泊松比基本不变,其均值、变异系数分别为0.338、0.484%;随着经向与X轴夹持角度的变化,X、Y方向载荷均值有正弦曲线特征;在15°和75°、30°和60°的载荷箱形统计图有与45°的箱型图呈轴对称分布的趋势。双轴向拉伸载荷下,当经向载荷是单向或双轴向破坏强力的62.2%、65.3%时,纬向载荷对经向的影响程度最大,最大载荷、应变率分别为2.593 N/s、0.092 s-1。

ETFE膜材泊松比对膜结构变形的影响分析

研究了ETFE膜材波松比对经纬向张力比处于1-0.5之间的三种膜结构变形的影响。首先根据正交异性弹性薄膜理论推导出ETFE膜材泊松比计算公式,利用自制双向张拉设备对ETFE膜材泊松比进行了测试。通过数值模拟对比分析了泊松比与弹性常数对经纬向张力比处于1-0.5之间膜结构充气变形的影响。分析表明经纬向张力比为1膜结构波松比的变化对结构变形影响较小,而弹性模量变化对结构变形影响明显。对于经纬向张力比处于1-0.5之间的充气管与飞艇外形的膜结构波松比变化对变形的影响大于弹性模量。针对张力比不同膜结构的泊松比合理取值给出建议。提出的膜材泊松比取值方法对膜结构工程设计有参考价值。

拉扭耦合振子特性研究

讨论了拉扭耦合振子的运动特性及其解析解,分析在系统振动能与扭转能完全交换条件下解的形式和系统应该满足的条件,从而得到可以出现这种情况的各项实验参数的关系,这对设计和制作完全换能拉扭耦合振子有重要的指导意义.

离体软组织弹性的常用测试方法和应用

弹性是软组织一个很重要的力学参数,可用于生物力学系统的建模、分析和病灶的诊断及治疗手段有效性的评估。根据弹性力学和材料力学基本知识,可用标准测试例如压缩、拉伸、扭转和弯曲等来测量组织的弹性特征。这些测试的优点是边界条件简单,很容易直接获得组织的本征弹性参数例如杨氏模量、剪切模量或者泊松比。但是因为测试需要准备形状规则的样本,所以这些方法仅适用于离体组织的测量。结合适当的粘弹性模型,这些标准测试还可以用于测试组织的非线性粘弹性参数。因为可以方便测得组织很重要的基本弹性特征,这些离体组织样本测试方法还是被大量用于实际测量当中。这期我们将对离体组织样本的常用弹性测量方法作一些介绍,并分析这些测量方法及相关力学模型的优点和缺点,最后以软骨的离体样本测试为例说明这些弹性测试方法在生物医学相关领域的应用。

双向不等轴拉应变对有纺织物开孔面积率的影响

土工织物应用于防水、反滤、保温、隔离等方面,土工织物的开孔面积率是反映土工织物性能的重要参数,前人对此已有研究,主要集中在单轴拉伸和等双轴拉伸试验。通过双向不等轴拉伸试验,运用白彬推导的公式,采用图像法测试土工织物在双向拉应变下的开孔面积率POA(Percent Open Area)的变化,分析理论值与试验值之间的偏差并加以修正,提出"投影泊松比"的概念,同时探究投影泊松比对开孔面积率的影响。

钢筋混凝土的泊松系数

文章基于接近实物尺寸的钢筋混凝土构件复合受力试验和回归分析，提出钢筋混凝土组合材料泊松系数的新概念和回归方程。钢筋混凝土组合材料泊松系数与匀质弹性材料泊松系数不同，它不是一个常数。钢筋混凝土组合材料泊松系数分为受拉泊松系数和受压泊松系数，且受拉泊松系数常为负值。受拉泊松系数回归曲线存在上升段和下降段；受压泊松系数回归曲线分为混凝土开裂前、达到峰值应力前和峰值应力后３ 个阶段。

复合材料负泊松比结构力学性能数值研究——拉压力学性能

复合材料负泊松比结构实现了材料特性和结构特性的叠加,其力学特性值得关注.建立碳纤维复合材料的各向异性本构模型,并推导层合板弹性力学计算方法.针对内凹六边形负泊松比单层结构,通过有限元软件开展拉压力学的数值研究.结果表明:横向和垂向的拉压加载情况都体现出交叉承载的特性,且应力在棱边集中,然后发生破坏;拉压条件下都实现了负泊松比效应.

位移计测量哑铃形陶瓷样品拉伸μ值和E值误差分析和校正系数推导

本文分析和推导了陶瓷板材拉伸试样用位移计法测量泊桑比μ和拉伸弹性模量 E 的误差和校正系数。陶瓷的拉伸形变测试是一项既重要,难度又较大的工作,特别是在高温下。本分析工作不仅适用于常温拉伸试验,也适用于高温拉伸试验。

基于间接拉伸动态模量试验的沥青混合料泊松比研究

泊松比是粘弹性材料力学本构模型的基本输入参数,同时也是有限元分析必须输入的参数。对于粘弹性材料而言,沥青混合料在荷载作用下的变形包含弹性的储能模式部分,还包括由于材料的内粘滞作用造成的耗能模式部分,因此,假设沥青混合料的泊松比为常量显然是不合理的。基于间接拉伸动态模量试验表明:沥青混合料的泊松比在不同的温度与加载频率下是不同的。运用Gauss-Newton迭代法对AASHTO泊松比预估模型进行了修正,并运用最小二乘法构建一个新的泊松比预估模型,验证试验表明新预估模型较修正的AASHTO模型预估效果更好。

核电站用钢板混凝土组合结构单元的等效刚度研究

钢板混凝土组合结构(SCS组合结构)是核电用屏蔽厂房的壳体结构的主要形式,具有良好的力学性能和快速施工的特点。对承受平面内双向荷载作用的钢板混凝土组合结构的单元等效刚度进行研究,根据钢板和混凝土的本构关系,将钢板与混凝土组成的复合材料等效为各向同性线弹性材料,利用SCS单元的平面内双向试验标定材料的刚度系数,建立钢板混凝土单元的等效刚度模型。该模型以单元在单轴受拉、面内纯剪和单轴受压的等效弹性参数为基准,对单元主内力空间的不同区域分别赋予不同的等效刚度,以体现加载路径和内力状态对单元刚度的影响。通过与2片钢板混凝土组合墙的试验结果进行计算对比,提出的等效刚度模型能够比较准确地计算钢板混凝土组合墙的荷载-位移响应。

混凝土拉压强度比的探讨

采用现象学方法分析混凝土拉压比的机理。结果表明,在一定的条件下,混凝土拉压比仅由泊桑比确定,混凝土拉压比间接反映了受压时功能转化变形能的分配比例关系。由进一步分析知,混凝土受拉时纵向与受压时横向产生拉应变的原因有区别,受拉时外力克服范德华引力而变形,受压时因电子云重叠产生斥力而膨胀变形。

460 MPa耐火钢高温泊松比试验研究

为测量460 MPa耐火钢的高温泊松比,在MTS809材料试验机上,完成460 MPa耐火钢室温、高温100~600℃拉伸与扭转试验,利用高温拉扭引伸计测定材料在不同温度下的弹性模量与剪切模量,根据泊松比、弹性模量与剪切模量的关系式,计算得到材料的高温泊松比。利用室温径向与轴向引伸计,通过拉伸试验测量得到460 MPa耐火钢室温泊松比为0.322,而拉扭试验测量计算材料室温的泊松比为0.335,误差仅为4%,验证了通过高温拉扭试验测量高温泊松比的可行性。

筋腱连接器球形橡胶轴承竖直压缩刚度分析

为了使张力腿平台筋腱连接器在承受巨大压力的同时降低转矩,连接器内部设计有橡胶轴承.对于球形橡胶轴承,针对橡胶的泊松比对球形橡胶钢板层叠结构性能的影响展开研究,提出了一种橡胶轴承初始压缩刚度的计算方法,通过仿真与试验的方法进行验证,结果表明理论计算与仿真和试验结果拟合程度较高.通过对比分析得到了橡胶泊松比和橡胶层的形状系数对橡胶轴承竖直刚度的影响规律.当橡胶材料泊松比由0.49增加到0.499 95时,橡胶轴承竖直压缩刚度上升了9.93倍.当泊松比趋于0.5时,压缩刚度趋于收敛.提高形状系数可以提高橡胶层的压缩刚度,形状系数越大,泊松比对橡胶层压缩刚度的影响越明显.