密度和含水率对重组竹顺纹抗拉强度的影响

【目的】探究不同密度和含水率下重组竹顺纹抗拉强度的变化规律,提出重组竹顺纹抗拉强度与密度、含水率的相关模型,为推进重组竹在工程中的应用提供依据。【方法】参考ASTM D143—14《木材无疵小试样的标准试验方法》,选取不同密度(1.1、1.2、1.3 g·cm^(-3))和含水率(4%、8%、12%、16%、20%)的重组竹试件进行正交抗拉试验,分析重组竹顺纹抗拉的主要破坏形态;采用线性模型和抛物线模型拟合重组竹顺纹抗拉强度随密度的变化规律,采用线性模型和ASTM模型拟合重组竹顺纹抗拉强度随含水率的变化规律,提出重组竹顺纹抗拉强度在密度和含水率双因素影响下的耦合模型。【结果】重组竹顺纹抗拉的主要破坏形态为平口破坏和斜口破坏,重组竹密度越大,平口破坏概率越大;重组竹含水率越大,斜口破坏概率越大。基于试验研究和数据拟合提出重组竹顺纹抗拉强度的单因素影响模型和双因素耦合模型,理论结果与试验结果吻合良好。【结论】在本研究密度范围内,重组竹顺纹抗拉强度随密度增加而增大、随含水率升高而减小。线性组合模型和ASTM组合模型均能较好预测重组竹顺纹抗拉强度在密度和含水率双因素影响下的理论值,线性组合模型计算更为简便,在实际预测中建议直接使用线性组合模型。

机械应力分级杉木锯材的顺纹抗拉强度

以杉木锯材为研究对象,对比了不同强度等级机械应力分级杉木锯材的动态弹性模量范围和试样数,探究了机械应力分级杉木锯材的顺纹抗拉强度概率分布规律,并开展了机械应力分级杉木锯材顺纹抗拉的可靠度分析.结果表明:可基于动态弹性模量对杉木锯材进行机械应力分级,机械应力分级杉木锯材位于主要强度等级材质区域Q_(2)、Q_(3)、Q_(4)的试样数占比超90.0%,其顺纹抗拉强度的最优概率分布为对数正态分布;杉木锯材顺纹抗拉强度设计值明显高于未分级和目测分级杉木锯材.

兴安落叶松目测等级锯材抗拉强度的宽度尺寸效应

以兴安落叶松锯材作为研究对象,研究了不同目测等级下锯材试材宽度与其顺纹抗拉强度之间的依存性。选取3种宽度尺寸的目测等级锯材,分成高、低目测等级组,按照相同的测试跨度测试锯材顺纹抗拉强度,并利用斜率法和形状参数法估计高、低目测等级试材顺纹抗拉强度5%分位值的宽度尺寸效应。结果表明:1)落叶松锯材宽度增加,其顺纹抗拉强度下降。2)落叶松高、低目测等级锯材顺纹抗拉强度5%分位值的宽度尺寸效应系数分别为0.29和0.33。3)可以通过形状参数法确定落叶松目测等级锯材的顺纹抗拉强度的宽度尺寸效应系数。

热挤压态FGH96粉末冶金高温合金的显微组织与力学性能

以热挤压态镍基粉末冶金高温合金FGH96为研究对象,研究该合金横向(垂直于挤压方向)和纵向(沿挤压方向)试样的显微组织及力学性能,分析断裂机制和变形后的显微组织。结果表明:FGH96合金横向及纵向试样均为无明显织构的等轴晶组织,且平均晶粒尺寸及γ'相体积分数基本一致。在应变速率1×10^(-4)s^(-1)时,横向和纵向拉伸试样抗拉强度在25~650℃温度区间内随温度升高缓慢降低,当温度高于650℃时,抗拉温度下降速率显著增加;且横向试样的抗拉强度低于相同实验条件下纵向试样的抗拉强度,差值为150~200 MPa;失效机制为从室温条件下的穿晶断裂转变为混合断裂模式,横向试样的转变温度为400℃左右,纵向试样的转变温度约为650℃;横向试样变形后,显微组织有高密度的位错缠结及层错;纵向试样拉伸断裂后,显微组织则主要为孪晶及位错与γ'相的交互作用。

竹楠木顺纹力学性能试验研究

目的分析比较几种胶合木材料,研究竹楠木拉、抗压基本力学性能,给出基于木材强度设计值的计算方法为基础的竹楠木拉压强度设计值建议值.方法按照《木材物理力学性能试验方法》和《木材无疵小试样的试验方法》对竹楠木材顺纹抗拉和抗压进行试验研究,测得竹楠木顺纹抗拉、抗压强度.结果试验结果表明竹楠木抗压经历了弹性、弹塑性和破坏3个阶段,发生塑性破坏;抗拉经历了较长的弹性阶段后发生脆性破坏.试验得到竹楠木顺纹抗拉强度可达98.1 MPa,顺纹抗压强度可达73.3 MPa.结论竹楠木顺纹强度具有离散性,抗拉强度的离散性要高于其抗压强度.竹楠木胶合竹材能够满足建筑结构对材料抗拉压力学性能的要求,试验结果对竹楠木的合理利用和深入研究提供理论依据.

外加磁场电流对镁合金焊接接头力学性能的影响

在对5 mm厚的AZ31镁板进行TIG焊过程中,需要外加横向交流磁场.针对外加横向磁场电流对镁合金焊接接头力学性能的影响进行抗拉强度和布氏硬度试验,并采用扫描电子显微镜对试样的焊缝进行组织分析.研究了磁场参数(磁场电流Im)对AZ31镁合金接头组织和性能的影响规律以及磁场作用的机理.研究发现,外加横向磁场可以促使电弧摆动对熔池进行作用,改变晶粒结晶过程,使焊缝中晶粒组织得到细化,进而使焊接接头的抗拉强度和硬度等性能得到改善.在适当的磁场参数作用下电磁搅拌达到最佳效果,此时焊接接头的综合力学性能最好.

市售木结构用胶黏剂抗剪性能比较

目前,市面上出现了几种室温固化木结构用胶黏剂,为了验证其性能,选用4种具有代表性的胶黏剂,根据国家标准GB/T 50708-2012《胶合木结构技术规范》之附录A进行胶缝顺纹拉伸剪切试验,测试胶缝的剪切强度,并与热固性酚醛树脂胶黏剂进行对比。结果表明:单组份聚氨酯、间苯二酚-甲醛树脂和聚醋酸乙烯酯-异氰酸酯3种市售木结构用胶黏剂的胶缝常态剪切强度和湿态剪切强度的平均值均达到国家标准要求,与热固性酚醛树脂胶黏剂基本相当,其中间苯二酚-甲醛树脂胶黏剂的剪切强度值最高;市售木结构用双组份聚氨酯胶黏剂,其胶缝常态剪切强度达到国家标准要求,但其湿态剪切强度达不到国家标准要求;胶缝剪切强度与胶缝剪切木破率具有较为明显的正相关性,即木破率越高其胶缝剪切强度值越高。

竹笋壳表面处理及竹笋壳复合材的制备

为将竹笋壳这一生物质资源利用起来,减小环境污染,以碱处理后的竹笋壳为原料,酚醛树脂为胶黏剂,采用热压成型方法制备了竹笋壳复合材,研究了碱处理的质量分数和时间对竹笋壳表面接触角及顺纹抗拉强度的影响,分析了施胶量对竹笋壳复合材弯曲性能和24 h吸水性能的影响。结果表明:碱处理能够在一定程度上去除竹笋壳表面的硅质和蜡质,提高竹笋壳的表面润湿性,并且改变竹笋壳的力学性能。竹笋壳复合材具有较好的弯曲性能,随着施胶量的增大,竹笋壳复合材的静曲强度和弹性模量呈增大趋势,而24 h吸水率及吸水厚度膨胀率呈减小趋势。

T4处理后AZ91镁合金焊接接头组织演变规律

为了明确固溶(T4)处理工艺参数对AZ91镁合金焊接接头组织演变规律的影响,需要进行T4处理优化设计,确定最佳热处理工艺.热处理后分别采用光学显微镜、扫描电子显微镜和拉伸试验机对焊接接头的显微组织和力学性能进行分析.结果表明,T4处理可以改变接头的组织形态,影响第二相β-Mg17Al12的位置,增大晶粒尺寸,特别是粗晶区;较为合理的T4参数可以提高抗拉强度,提高塑性,降低硬度;AZ91镁合金固溶处理的最佳工艺条件为420℃×15 h,抗拉强度为274.28 MPa.

添加球磨粉末对铁基高温合金锻态显微组织与力学性能的影响

采用SEM、能谱分析、XRD、密度和室温拉伸性能测定相结合的方法,研究添加球磨粉末对铁基高温合金锻态组织和力学性能的影响。结果表明:添加球磨粉末的混合粉末锻造合金的显微组织由几百纳米的细晶粒和几十微米的粗晶粒组成,具有明显晶粒尺寸双峰分布特征,其中细晶粒的形成提高了合金的界面能,有利于元素的扩散、成分均匀化和孔隙的消除。混合粉末锻造合金的抗拉强度与塑性均高于雾化粉末锻造合金,这是由于混合粉末锻造合金中少量纳米级第二相粒子钉扎晶界,可阻碍晶粒长大,使合金的强度与塑性分别达到888.9 MPa和18.32%。同时,混合粉末锻造合金中少量具有纳米尺寸的细晶粒有助于提高材料的强度和塑性。

激光测距方法测量结构材的顺纹抗拉弹性模量

该文以经过120 d、温度90℃条件下窑干干燥处理的56根日本柳杉人工林结构材(110 mm×55 mm×2 500 mm)作为测试试件,介绍了一种利用激光测距系统测量顺纹抗拉弹性模量的方法.首先将试件含水率调至15%,在抗拉试验开始前采用纵向基频振动方法(FFT)得到试件的动态弹性模量(Efr),再利用由激光测距仪、数据采集器和计算机处理系统组成的激光测距系统,测定了顺纹抗拉弹性模量(Et),最后破坏试件完成顺纹抗拉强度(σt)的测定.对Efr、Et和tσ相互关系的比较分析表明,Et的平均值比FFT方法得到的Efr的平均值小7.8%(0.63GPa);Et与Efr具有很好的相关性,相关系数R为0.971,在0.001水平上呈显著相关;Et和σt的相关系数R为0.727,也在0.001水平上呈显著相关.足尺试件的顺纹抗拉测试结果表明,激光测距方法可以准确地测量结构材在顺纹受拉时发生的拉伸变形,从而得到可靠的抗拉弹性模量试验结果.

竹材顺纹抗拉强度试件数控加工工艺及技术

竹材顺纹抗拉强度是竹材重要的力学性能指标之一。手工加工竹材顺纹抗拉试件不能保证其尺寸精度,严重影响测试数据的科学性和准确性。本研究探索了该试件关键尺寸一次定位数控加工工艺及技术,提出了一个高效、快速、精准加工竹材顺纹抗拉试件的数控加工方法。

胶合竹顺纹受拉力学性能试验研究

胶合竹广泛用于家具制造和建筑模板,但作为结构用材,应用还比较少,以楠竹为原材料加工的胶合竹材的受力性能研究尚不充分。文中加工了有竹节和无竹节的胶合竹试件各15个,通过弹性和弹塑性阶段的拉伸试验,研究胶合竹材的破坏形态、弹性模量、抗拉强度,并与相同尺寸的落叶松木进行对比。试验结果表明有竹节比无竹节的胶合竹抗拉强度低31.17%、弹性模量低9.06%,与落叶松对比有竹节的胶合竹抗拉强度低28.69%、弹性模量高27.7%,无竹节的胶合竹抗拉强度高3.6%、弹性模量高40.43%。竹节处横纹抗拉强度提高,顺纹抗拉强度降低。

关于氢气无缝容器抗拉强度上限880 MPa的探讨

国内的压力容器规程和标准规定氢气无缝容器的抗拉强度上限不得超过880 MPa,而欧美标准及ISO标准中通常以945~950 MPa为界限,抗拉强度超过此界限的氢气容器须满足附加的要求。通过对中外氢气容器相关标准和气瓶的对比,分析了中外标准的差异及对气瓶充装量的影响,通过对19世纪70年代高强钢氢脆早期研究的介绍及其最新研究进展的简短回顾,分析了抗拉强度上限880 MPa的由来和历史局限性,为今后国内高强钢氢脆研究和相关标准的制修订提出了建议。

Effect of Transverse Grain Boundary on Microstructure,Texture and Mechanical Properties of Drawn Copper Wires

In the present study, microstructure and texture of drawn copper wires with a large number of transverse grain boundaries have been characterized and their mechanical properties have been analyzed. The results show that the texture evolution is accelerated by transverse grain boundary and the saturation value 60% of volume fraction of 〈111〉 fiber texture component is reached rapidly with increasing strain. For the microstructure of drawn wires with a large number of transverse grain boundaries, the critical strain, where lamellar boundaries form, is less than that for wires with equiaxed grains or columnar grains （all grain boundaries parallel to axis direction）. Since transverse grain boundary accelerates grain subdivision and dislocation density increases rapidly in drawn wires with a large number of transverse grain boundaries, there are a higher flow stress and a higher work hardening rate.

循环交叉轧制对ZK60镁合金组织和性能的影响

通过采用循环交叉轧制（每轧一次旋转90°，4次叫一个循环）的方式，研究其对ZK60镁合金棒材组织和性能的影响。采用金相显微镜（OM），X射线衍射（XRD），电子扫描电镜（SEM），透射电镜（TEM），显微硬度仪，MTS801立式实验机研究了循环轧制后的组织、析出相、断口、织构、硬度和拉伸性能。结果表明：未变形的ZK60镁合金在温度降低的同时经过循环交叉轧制后晶粒从132Ixm细化到1．42μm，硬度提高了50％，屈服强度提高了135％，抗拉强度提高了45％，延伸率经过3道次轧制后从9％降到5．3％，4道次回升到7．5％，5到7次略微下降，8次上升到8．98％，9道次又下降了0．28％；在轧制过程中，析出相的数量随轧制道次的增加而增加，且弥散分布于晶粒内部和晶界，大幅提高了材料的力学性能；通过对轧制过程中织构的分析可得，4和8道次的织构强度相对较弱，与4和8道次延伸率的上升相协调，所以很好地证明了通过采用循环交叉轧制的方式能够显著提高了ZK60镁合金的力学性能，增加材料的组织均匀性和等轴性。