TA15钛合金低温力学性能及J-C本构模型的研究

超低温加工技术可以有效改善钛合金加工过程中存在的切削温度高、加工质量差等问题,然而,钛合金低温本构模型的缺失制约了钛合金超低温加工技术的进一步发展。以TA15钛合金为研究对象进行低温静态拉伸试验,分析了TA15合金的低温力学性能,构建了钛合金低温本构模型,并基于不等分剪切区理论验证了本构模型的准确性。试验结果表明,在低温条件下,TA15钛合金的强度提高,延伸率和塑性降低,在-196℃时材料强化阶段明显缩短;将本构模型计算获得的切削力与试验获得的切削力对比研究发现,主切削力最大误差为22.34%,最小误差为0.48%,进给力最大误差为26.32%,最小误差为1.43%。修正后的Johnson-Cook本构模型具有较高的准确性,可以为钛合金超低温加工机理的研究提供参考和指导。

深冷高压储氢气瓶复合材料层低温力学性能分析与优化

为提高深冷、高压双重极端工况作用下复合材料层的低温力学性能,根据层合板理论构建了深冷高压储氢气瓶复合材料层力学分析模型.通过计算热力耦合作用下多层缠绕结构的各向应力,研究横向弹性模量和纤维缠绕角度对复合材料层低温力学性能的影响.以容积140 L、压力35 MPa的气瓶为研究对象,结果表明,当横向弹性模量由14 GPa降低到5 GPa,复合材料横向应力减小68.37%,降低了基体受力失效风险;在0~50°范围内,复合材料横向应力随着螺旋缠绕角度的增加而减小,螺旋缠绕层可承载环向应力由68.18 MPa提高到424.13 MPa.横向弹性模量的降低和螺旋缠绕角度的增加使得各缠绕层的Tsai-Wu失效准则系数下降,有利于提高复合材料层的低温力学性能,减少碳纤维缠绕层数.

不同煤矸石粗骨料替代率下混凝土的低温力学性能研究

为研究煤矸石粗骨料对C40混凝土低温力学性能的影响,制作4种替代率下煤矸石粗骨料试件,以全替代率为基础,对比设计强度为C30,C50煤矸石粗骨料混凝土,在低温下恒温4 h,分别测试在20,-10,-20,-30℃下的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度和相对动弹性模量.结果表明,在低温条件下,煤矸石骨料混凝土的强度和动弹性模量均提高,且温度越低,其抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度以及动弹性模量提升幅度越大.

格鲁斑胶合竹低温力学性能试验与有限元分析

为明确在严寒地区胶合竹的低温力学性能,文中通过静曲试验研究了薄篾格鲁斑胶合竹(绝干状态与气干状态)在低温状态下(-80~20℃)与冻融循环后的低温力学性能,并通过ABAQUS有限元分析,模拟了薄篾格鲁斑胶合竹气干材在低温状态下的破坏过程。结果表明薄篾格鲁斑胶合竹在北方寒冷地区气温范围内能保持良好的力学性能。随着温度下降,薄篾格鲁斑胶合竹气干材抗弯强度逐渐增大,直到-80℃发生大幅降低,而绝干材的抗弯性能基本保持不变。冻融循环对格鲁斑胶合竹的力学性能影响较小,格鲁斑胶合竹力学性能降低与低温状态下胶黏剂的强度降低有密切关系。为格鲁斑胶合竹在严寒地区推广提供有利的技术支撑。

航天结构材料低温力学性能测试技术

概述了航天结构材料在深低温条件下的力学、物理特性及深低温力学性能研究的内容和特点。强调了液氢温度介质条件下，结构材料力学行为的特殊性。

沥青路面裂缝密封胶的低温力学行为分析

为了研究沥青路面裂缝密封胶的低温力学行为,进行了3种加热型密封胶和1种有机硅密封胶的低温拉伸试验,根据劲度模量-温度行为特征理论分析试验过程的荷载-位移曲线.结果表明,3种加热型密封胶分别处于玻璃体、玻璃化转换区和橡胶体状态,有机硅密封胶表现为虎克弹性体.为保证良好的低温路用性能,加热型密封胶的最低使用温度应大于玻璃化转换温度,有机硅密封胶应具有较大的位移变形能力.

提高IPDI丁羟推进剂低温力学性能研究

实验研究了IPDI丁羟推进剂低温力学性能不稳定且偏低的问题。结果表明 ,导致IPDI丁羟推进剂低温力学性能不稳定且偏低的原因是助剂TB与粘合剂系统不相容 ,从而使较多的TB向固体填料表面聚集 ;同时 ,因IPDI的反应活性低 ,导致能进入粘合剂网络的TB量较少 ,而使助剂H更多地进入粘合剂网络。这就使推进剂力学性能对助剂TB进入网络的量变化敏感 ,导致推进剂低温力学性能不稳定 ;另一方面 ,由于助剂TB与H没有产生如同TDI丁羟推进剂中的协同效应 ,也使其低温力学性能偏低。在此基础上 ,提出了解决该问题的技术途径。

GAP/PET嵌段型热塑性聚氨酯弹性体的低温力学性能

为改善聚叠氮缩水甘油醚(GAP)基黏合剂的低温力学性能,以GAP和环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚(PET)为软段,甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)偶联的丁二醇为硬段,通过扩链聚合反应合成GAP/PET嵌段型热塑性聚氨酯弹性体;分别采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)、差示扫描量热分析(DSC)、动态热机械分析(DMA)、热重分析(TGA)和万能材料试验机对其化学结构、玻璃化转变温度、热稳定性和低温拉伸性能进行表征。结果表明,随着PET含量的提高,GAP/PET嵌段型热塑性聚氨酯的T_(g)明显降低,当PET与GAP摩尔比为1∶1时,GAP/PET嵌段型热塑性聚氨酯的T_(g)为-37.7℃,在-40℃低温环境发生韧性断裂,断裂强度为25.78MPa,断裂伸长率为379.4%,具有优异的低温力学性能;同时TGA试验表明GAP/PET嵌段型热塑性聚氨酯T_(d)>220℃,热稳定性好。

AP-CMDB推进剂微观结构及药形尺寸对低温力学性能的影响

为研究溶剂压伸法制备的AP-CMDB推进剂低温发动机试验易产生碎药的原因,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察了AP-CMDB推进剂样品的微观结构;通过测试样品的线膨胀系数,研究了AP颗粒与黏合剂体系的线膨胀匹配性;讨论了药形尺寸对推进剂低温抗冲强度的影响。结果表明,溶剂压伸法制备的APCMDB推进剂药柱中存在大量微孔和少量微裂纹,AP颗粒团聚明显,Al颗粒与黏合剂体系间出现严重的界面脱粘;AP颗粒与黏合剂体系间的线膨胀匹配性较差;壁厚1.5mm的单孔管状药柱的低温(-40℃)抗冲强度低于壁厚4.5mm的,套管结构药柱的低温(-40℃)抗冲强度低于单孔管状药柱的。AP-CMDB推进剂低温碎药的形成与其微观结构、力学性能及药形尺寸有关。

蜂窝夹层结构的低温力学性能

以选定的一种蜂窝夹层结构为例，对其低温力学性能即拉伸、压缩、剪切等进行了各种外界环境包括温度、粒子辐照、紫外辐照、冷热循环等影响前后的性能测试和研究。在大量试验的基础上，通过理论分析，找出了影响其低温力学性能的主要因素和变化规律，建立了用已知参数或常温参数推算蜂窝夹层结构低温力学性能的数学模型和计算公式。该模型的建立对于蜂窝夹层结构低温力学性能的设计具有较重要的指导意义。

NEPE推进剂低温力学性能研究

为分析硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂低温力学性能,通过低温和低温恢复常温单轴拉伸试验,考察了低温条件下NEPE推进剂力学性能的变化情况。采用原位拉伸扫描电镜和环境扫描电镜分别观察了推进剂拉伸过程中和拉断后的微观表面形貌,对比分析了推进剂的动态力学性能。结果表明:在低温拉伸条件下,NEPE推进剂主要表现为基体撕裂;而在低温恢复常温拉伸条件下,主要以颗粒与基体的"脱湿"破坏为主。在低温和低温恢复常温条件下的推进剂力学性能变化不大,结合定应变实验结果,表明NEPE推进剂低温下具有较强的抵抗损伤能力。

超导托卡马克HT-7U磁体线圈模拟长样VPI及低温力学性能

主要通过与低温超导托卡马克HT 7U中磁体线圈同截面的长样的真空压力浸渍 (VPI)实验 ,探索线圈进行一次成形真空压力浸渍工艺的可行性 ,掌握真空度和压力对浸渍的影响 ,为真实线圈的真空压力浸渍工艺提供经验 。

EAST托卡马克绝缘子低温力学性能理论及实验分析

复合材料绝缘子是EAST托卡马克磁体系统的关键部件,担负着整个磁体系统低温冷却回路与高压部件的对地绝缘作用。运行中,绝缘子在低温下要承受较高的内压及电压,保持绝缘子在低温状态下的机械整体性是运行安全的必要保证。从整个装置的使用安全考虑,有必要对绝缘子低温力学性能作全面分析。本工作首先对绝缘子的机械低温力学性能进行理论分析,然后通过设计的低温力学实验验证理论分析结果。以此为基础,对装置中的损坏绝缘子进行分析,确定损坏原因。

铝合金高低温力学性能研究及应用前景

论文研究了3012铝合金H19、H26和O三种状态在-175℃～300℃区间力学性能随温度的变化规律。结果表明：三种状态的力学性能对温度特别敏感，强度都随温度的升高而增加。因此，不同季节不同地区引起的铝舍金强度测试差异远超出标准要求的波动范围，常常造成众多商业纠纷；不同状态的伸长率在25℃以下的低温变化有较大区别，H19和O状态没有低温塑性现象，H19在-130℃～25℃还出现了一定的低温脆性现象，而H26的伸长率在室温最低，在-175℃达到室温的两倍以上，出现了低温异常优良塑性。研究结果对开发用于极端环境（低于一10℃和高于50℃）的铝合金具有重要的科学意义和工程价值。

高燃速HTPB/IPDI推进剂低温力学性能(Ⅱ)界面助剂的设计与应用

为了改善高燃速丁羟推进剂的低温力学性能 ,设计合成了AO系列界面助剂 ,并在丁羟高燃速实验配方中验证了它们的使用效能。结果表明AO助剂大幅度提高了高燃速实验配方的低温力学性能 ,在常温强度相当的条件下 ,- 4 0℃下最大伸长率由 4 0 %左右提高到 5 5 %以上。实验结果也显示助剂与粘合剂的表面张力值越接近 ,工艺性能越好。文中还通过漫反射红外光谱 (DRIR)和动态热机械分析 (DMA)对界面助剂的作用机理作了简要探讨。

超导托卡马克HT-7U磁体线圈模拟长样真空压力浸渍及低温力学性能

主要通过与低温超导托卡马克HT-7U中磁体线圈同截面的长样的真空压力浸渍(VPI)实验,探索线圈进行一次成形VPI工艺的可行性,掌握压力对浸渍的影响,为真实线圈的VPI工艺提供经验,并对固化后的绝缘层取样进行低温力学性能测试。

低温力学性能试验用带换热器的低温恒温器及其试验

描述了用于低温力学性能试验的带换热器的低温恒温器的结构。

SMA490BW耐候钢接头组织及低温力学性能研究

主要研究了SMA490BW耐候钢MAG焊接接头组织,在0~40℃温度范围内对接头进行拉伸、冲击试验,在-40℃进行弯曲试验,检测接头低温力学性能,并对冲击断口进行了分析。结果表明,接头宏观形貌成型良好,未见裂纹和明显的夹渣等焊接缺陷;焊缝组织主要为先共析铁素体、针状铁素体和粒状贝氏体,焊缝层间区组织为细小等轴晶,层间过热区呈魏氏组织形貌,热影响区的过热区晶粒粗大,正火区为细小等轴晶,不完全重结晶区组织不均匀;在0^-40℃范围内,接头拉伸试样都断裂于母材,抗拉强度和屈服强度均随温度降低而提高,焊缝和母材冲击韧性随温度降低呈下降趋势,热影响区冲击韧性对温度敏感性较小且冲击韧性最好,焊缝冲击韧性最差;在-40℃时,母材断裂模式由韧窝转变为准解理断裂,焊缝为解理断裂,热影响区为韧窝断裂;接头在-40℃条件下弯曲性能良好,未出现裂纹等表面缺陷。

聚醚砜改性环氧树脂低温力学性能研究

采用自制聚醚砜与环氧树脂反应,合成了改性环氧树脂,结合DSC,SEM及FT-IR等手段,研究了不同聚醚砜含量的改性环氧树脂在低温下(-50℃)的力学性能。研究表明:聚醚砜对环氧树脂固化温度影响不明显;低温下,聚醚砜含量升高,环氧树脂拉伸强度及弯曲强度先增加后降低,当聚醚砜含量为40%时,改性环氧树脂在低温下的拉伸强度及弯曲强度最高,分别为114.42 MPa及193.76 MPa。

铝—锂合金低温力学行为

铝-锂合金不仅是一新型航空用超轻结构材料,而且还是一性能优异的低温结构材料,不断地研究表明它日益显示出具有广阔的应用前景。本文以总结铝-锂合金低温力学性能结果为基础,评述了该系列合金低温力学性能变化的机理,以期能对其有更深刻地理解。