马氏体含量对1Cr17Ni1双相不锈钢动态和准静态力学性能的影响

利用OM、SEM、EDS、拉伸试验机、冲击试验机和Matlab软件研究了马氏体含量对高电阻率高导磁1Cr17Ni1双相不锈钢准静态和动态力学性能的影响。结果表明,固溶温度在1050℃以下时,1Cr17Ni1双相不锈钢的动态力学性能指标AKU低而准静态力学性能指标A(%)和Z(%)高;随着固溶温度的升高,1Cr17Ni1双相不锈钢组织中的马氏体含量增加,材料的准静态力学指标与动态力学指标的差异性逐渐降低;当固溶温度>1100℃时,马氏体含量降低,动态力学性能变差。动态冲击和准静态拉伸受力方式不同,组织表现出相应不同的力学性能。

准静态及动态载荷加载下聚脲材料的力学性能

为分析聚脲材料在准静态及动态载荷加载下的力学性能变化规律,开展了霍普金森压杆冲击试验研究。利用万能材料试验机和霍普金森杆对聚脲材料进行力学性能测试,获得各应变率下材料应力-应变曲线,结果表明:准静态载荷加载下的聚脲材料切线模量随着应变的增大而呈现类似指数函数增长趋势,动态载荷加载下呈现类似线性降低趋势;随着应变率的增加,聚脲材料强度(拉伸强度和屈服强度)、断裂能逐渐增加。由此可见:聚脲材料具有显著的应变率效应;聚脲材料高应变率载荷加载下的“递减硬化”特性与聚脲抗爆、抗冲击特性密切相关;从低应变率到高应变率加载,聚脲材料存在有橡胶态到玻璃态的转变,强度显著增强。

共晶Si形貌对A356铝合金动态、准静态压缩力学性能及氢脆的影响

共晶Si形貌与A356铝合金的动态、准静态压缩变形下的力学性能及抗氢脆性能的影响密切相关。因此文章通过Material Test System(MTS)及霍普金森压杆(SHPB)测试变质前后A356铝合金的动态/准静态压缩力学行为,并采用电化学充氢方法研究合金的抗氢脆性能。结果表明,准静态压缩变形后,合金中板状共晶Si垂直于压缩方向破裂成颗粒状。细化后的共晶Si提高了合金的塑性,延缓了合金的失效。而动态压缩变形后,板状共晶Si变形不均匀,并且碎成块状的共晶Si的尖端在压缩过程中会切割基体,导致其附近出现裂纹等缺陷。随着应变速率增大,铸态A356合金的屈服强度及抗压强度逐渐增大,合金具有一定的应变速率敏感性。变质后,共晶Si得到细化,增大了Al/Si接触面积,共晶Si捕获原子氢后降低了其与基体的连结,导致合金在拉伸变形过程中裂纹更易沿其扩展,并且细化后的共晶Si会进一步降低合金的抗氢脆性能力。其中细化后残存的块状共晶Si在捕获原子氢后会出现脱粘现象,易成为裂纹萌发点。

镀铜碳纤维增强铝基泡沫材料准静态压缩力学性能及吸能特性

采用熔体发泡法制备镀铜碳纤维增强铝基泡沫材料,研究泡沫铝试样准静态压缩力学性能及吸能特性。结果表明,铝/碳纤维复合泡沫材料的平台应力随相对密度的增加而增大,碳纤维含量越高,平台应力增大的速度越快,试样最大的屈服强度可达9.51 MPa。密度对试样吸能效率和平台段吸能量同样有影响,对于相同碳纤维含量的试样,密度越大,能量效率峰值对应的应变值越小,单位体积泡沫铝在平台段的吸能量越高,增加碳纤维含量,会使吸能量随密度增加而升高的趋势变得更加明显。

室温下TC11钛合金准静态拉伸力学性能实验研究

针对典型航空材料TC11钛合金的拉伸性能,采用准静态拉伸实验对不同应变率条件下的TC11钛合金的应力-应变关系进行了研究,利用扫描电镜分析了其拉伸断口形貌。实验结果表明:TC11钛合金具有一定的应变率敏感性,抗拉强度和屈服强度均会受到应变率的影响;准静态拉伸时TC11钛合金试样出现了颈缩现象,试样截面形状为杯锥状,试样断口存在光滑的剪切唇区和灰色的纤维区,其断裂属于韧性断裂,但是其韧性较差;TC11钛合金拉伸断口形貌主要为大小不一的韧窝,随着应变率的增大,试样拉伸断口韧窝的大小和深度均变小,同时出现了少量的撕裂棱和准解理面,试样的断裂机制为以韧性断裂为主和伴有准解理断裂。因此,在准静态拉伸条件下,TC11钛合金的力学行为与应变率有关。

碳化硼对超高性能混凝土准静态力学性能的影响分析

碳化硼是一种高强集料,其掺量对超高性能混凝土(UHPC)的准静态力学性能有着很大影响。为了探究碳化硼掺量对UHPC准静态力学性能的影响规律。通过抗压强度、抗弯曲强度、弹性模量以及弯曲韧性等试验,以高钛重矿渣砂为基准砂,研究了不同碳化硼掺量UHPC的准静态力学性能。结果表明:碳化硼的加入有利于抗压强度和弹性模量的发展,但不利于弯曲韧性的发展,适量碳化硼和高钛重矿渣砂混掺可同时提升UHPC强度与韧性。

mPE的品级对PP/mPE共混物的静态和动态力学性能影响(英文)

采用5种不同品级的mPE对PP进行增韧改性,分别考察了共混物在静态和动态下的力学行为。研究结果表明,共混物的模量和屈服应力随着mPE中辛烯的含量增加而降低,而低温冲击韧性随辛烯质量分数的增加而提高。DMA动态力学实验结果证实,mPE的辛烯质量分数越高,其Tg越低,对应的tanδ越大。

HTPE/AP/Al/RDX推进剂的准静态拉伸力学性能

为研究HTPE/AP/Al/RDX推进剂在宽温域下的准静态力学性能,通过单轴拉伸试验获取了HTPE/AP/Al/RDX推进剂在温度-50~70℃及5种应变率下的应力—应变曲线,通过推进剂的断面形貌法分析了其损伤失效形式,分析了温度和拉伸速率对推进剂力学性能的影响规律,并拟合了相关力学性能主曲线。研究表明,随温度升高,HTPE/AP/Al/RDX推进剂的最大拉伸强度从-50℃的5.44MPa下降至70℃下的0.75MPa,断裂延伸率先升高后降低,常温最高可达75.9%,-50℃下最低仅有25.9%;随应变率增加,最大拉伸强度提高,如-50℃下从1.99MPa提高到5.44MPa,断裂延伸率变化较为复杂;HTPE/AP/Al/RDX推进剂的断裂发生了脆-韧转变,推进剂在常温和高温下的损伤主要以脱湿为主;在低温下的损伤主要为黏合剂基体撕裂和填料的穿晶断裂,且随应变率增加,填料的穿晶断裂更显著。建立的力学性能主曲线可对HTPE推进剂在-50℃至70℃的宽温域内不同应变速率下的最大拉伸强度进行预测,为装药结构完整性分析提供数据帮助,为HTPE推进剂的实际应用奠定基础。

基于准动态校准的Φ3.5×8.75mm柱形铜柱力学性能仿真分析

为了改善铜柱测压中静标体系的缺陷,我国曾设计了采用准动态校准的Φ3.5×8.75mm铜柱测压器材,而在实际使用过程中该型铜柱测压系统在高压测试中出现了一些问题,其结构设计需要进行优化,这必然涉及到对该型铜柱测压范围的界定与预压值的选择.应用非线性动力学软件LS-DYNA对铜柱测压系统在不同预压与温度下的力学性能行了仿真分析,得到了预压与温度对铜柱变形量的影响,研究成果为Φ3.5×8.75mm柱形铜柱测压器的优化提供了依据以及参考.

典型航空用合金准静态拉压力学性能研究

针对典型航空用钛合金和铝合金,通过准静态拉伸和压缩试验研究不同加载速率下TC4钛合金和7075铝合金的力学性能,并分析了材料拉伸微观断口形貌。研究表明:相同加载速率下钛合金的抗拉强度比铝合金高约300 MPa、抗压强度高约800 MPa;拉伸速率对钛合金和铝合金的弹性模量和断面收缩率均有较为显著的影响。压缩速率对两种合金的力学性能影响均不显著。但同种材料的拉、压弹性模量相差较大;拉伸断裂后钛合金颈缩较为明显,铝合金放射区较为明显,表明钛合金塑性较好,铝合金硬度较大。压缩破坏后钛合金与铝合金断面角度约为45°~55°;拉伸条件下钛合金断口微观组织形貌中出现大量大小不一的韧窝,断口伴有少量的撕裂棱。铝合金断口出现了较大的韧窝,部分韧窝内还包含空洞。

含能单晶不同初始温度和准静态压缩下的损伤力学性能

为研究含能单晶在173~348 K初始温度范围内的变形行为,对含能单晶黑索今和奥克托今进行不同初始温度下的准静态单轴压缩实验。用丙酮溶剂重结晶培养大单晶,使用抛光机以50 r/min的转速将其抛光至圆柱体,进行单轴压缩实验。结果表明:应力-应变曲线呈现明显的温度软化效应,晶体的断裂应力随温度升高而减小,断裂应变随温度升高而增大,晶体随温度升高呈现更好的延展性;室温下可以观察到含能单晶的断裂模式为剪切断裂,变形过程中形成模糊的微裂纹,最终导致透明的单晶破碎;奥克托今的力学行为表现出明显的各向异性。

晶粒尺寸对低层错能Fe-Mn-Si-Al奥氏体合金钢准静态力学性能的影响

在不同温度(700,730,800,900,1000,1100,1200℃)下对低层错能Fe-29.8Mn-5.0Si-1.7Al合金钢冷轧板进行退火处理,研究了原始奥氏体晶粒尺寸对其准静态力学性能和变形过程中相变行为的影响规律。结果表明:随退火温度(高于730℃)升高,合金钢发生明显静态再结晶,晶粒尺寸增加,组织均为单一奥氏体;再结晶退火合金钢在拉伸变形过程中均发生ε马氏体相变,细晶(奥氏体晶粒尺寸小于21μm)有助于合金钢获得高屈服强度和高抗拉强度,粗晶(奥氏体晶粒尺寸大于90μm)内部形成了均匀分布且相互交截的多变体ε马氏体,有利于提高其塑性。

Fe-11Mn-4Al-0.2C中锰钢准静态和动态变形行为

本文对比了Fe−11Mn−4Al−0.2C中锰钢变形过程中增塑机制和力学性能的演变规律.随应变速率增加(0.002~200 s^(-1)),中锰钢屈服强度和抗拉强度的变化趋势截然相反,屈服强度从507 MPa增加到649 MPa,但抗拉强度却从1089 MPa降低到876 MPa.准静态加载时增塑机制以强相变诱导塑性(transformation-induced plasticity,TRIP)效应为主;动态加载初期增塑机制以弱TRIP效应为主,加载后期TRIP效应消失,转变为温升软化效应和孪晶诱导塑性(twinning-induced plasticity,TWIP)效应.动态加载初期的位错运动速率远高于准静态的,这导致动态的屈服强度高于准静态的.随着应变的增加,动态加载逐渐累积的绝热温升抑制了马氏体相变,降低了加工硬化能力,而准静态加载则不断产生高硬度马氏体,导致准静态的抗拉强度高于动态的.

TiH_2含量对Al/PTFE准静态压缩力学性能和反应特性的影响

为了研究铝/氢化钛/聚四氟乙烯(Al/TiH_2/PTFE)反应材料的力学性能和反应特性,采用冷等静压和真空烧结工艺制备了四种不同TiH_2含量(0%,5%,10%,20%)的试件,同时制备了不含活性Al颗粒的TiH_2/PTFE试件作为对比组,对所有试件开展了准静态压缩实验。得到了不同TiH_2含量下试件的应力应变曲线及反应率数据,并记录下了试件的反应现象。对反应残渣进行了X射线衍射(XRD)物相分析,讨论了材料的反应机理。结果表明,TiH_2含量对材料性能和反应率影响显著,当TiH_2含量为5%时,反应率达到90%,材料强度达到最大值108MPa,比Al/PTFE类材料强度高15.1%;在TiH_2和Al含量相同时,TiH_2颗粒对PTFE基体增强作用大于Al颗粒;与Al/PTFE相比,含TiH_2的试件反应时出现了特殊的燃烧火苗现象,且该现象随TiH_2含量增加逐渐明显;材料断裂尖端高温引发Al与PTFE反应,使TiH_2活化,释放出氢,生成Ti C,能量释放充分,达到其作为高能添加剂的目的。

Al_(0.1)CoCrFeNi高熵合金在准静态扭转下的微观组织和力学性能

将Al_(0.1)CoCrFeNi高熵合金进行准静态扭转加载,利用X射线衍射分析仪、扫描电镜、电子背散射衍射、纳米压痕以及准静态拉伸实验,研究了扭转后试样的梯度微结构和力学性能。除了晶粒细化,高熵合金的梯度微结构还包括位错及孪晶亚结构的梯度分布,即含量从中心到边缘不断增加。准静态拉伸实验表明,由于梯度微结构和较高的加工硬化能力,扭转后的拉伸板可显著提高拉伸强度,同时保持良好的塑性。因此,梯度应变、额外的加工硬化能力和背应力效应实现了强度和塑性的协调变形。此外,纳米压痕硬度沿径向不断增加,同样呈现明显的梯度分布,其强化机制主要归因于细晶强化和加工硬化。

基于三维Hopkinson杆的混凝土动态力学性能研究

混凝土、岩石类材料在复杂应力状态下的动态力学性能研究一直备受关注,但鉴于动态实验的复杂性,对真三轴应力状态下材料的动态加载一直未曾实现。本文中研制了一套真三轴静载作用下混凝土、岩石类材料的"三维Hopkinson杆"动态力学实验系统,为冲击载荷作用下材料动态各向异性特性的研究提供了一种有效的实验测试技术。该系统采用液压伺服控制对立方体试件施加三向独立的0~100 MPa真三轴静载,再利用分离式Hopkinson压杆对试件施加冲击动载,具体研究了C30混凝土材料在不同真三轴静载条件下的动态压缩性能,得到了不同条件下X、Y、Z方向上的动态应力应变关系。

通孔泡沫铝合金的动态压缩力学性能研究

采用MTS810 2 3型万能材料试验机和分离式Hopkinson压杆 (SHPB)设备对加压渗流法制备的通孔泡沫铝合金进行了不同应变率下的准静态和动态压缩试验 ,以研究通孔泡沫铝的动态力学性能。得出了通孔泡沫铝合金的压缩应力 应变曲线。结果表明 ,不同应变率下的压缩σ ε曲线均分为线弹性、塑性变形和密实 3个阶段。通孔泡沫铝合金表现出明显的应变率效应 ,其屈服应力和流动应力随应变率的提高而上升。动态压缩下 ,通孔泡沫铝的屈服应力随相对密度的增大而升高 ,且其比强度与相对密度的 1 5次幂呈线性关系。

高温后混凝土静动态力学性能试验研究

用高温加热系统对C30、C50两种强度等级混凝土在不同温度条件下进行均匀加热,经自然冷却后用Φ75mm SHPB(Split-Hopkinson Press Bar)实验装置、超声波测量技术及试验压力机对高温前后混凝土试件进行动态冲击与静态抗压试验。结果表明,随温度升高纵波波速、弹性模量及静态抗压强度均出现不同程度减小,总体趋势一致;损伤随温度升高不断增大,在温度400℃、700℃处为明显变化转折点;经不同高温冷却后,混凝土动态破坏强度不断降低、峰值应变不断增大、应力-应变曲线趋平缓,出现塑性流动现象且随温度升高愈加明显。

不同胞元结构多孔钛合金支架的力学性能

目的研究不同胞元结构对多孔钛合金支架静态力学性能和动态力学性能的影响,为临床下颌骨缺损修复支架的应用提供力学理论基础。方法采用3D打印技术制造钻石胞元、立方体胞元和截面立方体胞元结构的多孔钛合金支架,开展支架单轴压缩试验和压缩棘轮疲劳试验,分析不同胞元结构支架的静态和动态力学性能。结果钻石胞元、截面立方体胞元、立方体胞元支架的弹性模量分别为1.17、0.566、0.322 GPa,屈服强度分别为71.8、65.1、31.8 MPa。棘轮应变达到稳定阶段后,截面立方体胞元结构、钻石胞元结构、立方体胞元结构支架的棘轮应变分别为3.3%、4.0%、4.5%。棘轮应变随平均应力、应力幅值和峰值保持时间的增加而增加,随加载速率的增加而减小。结论静态力学性能的评估结果为钻石胞元支架最优,截面立方体胞元支架次之,立方体胞元支架最差;动态力学性能评估结果为截面立方体胞元支架最优,钻石胞元支架次之,立方体胞元支架最差。研究结果为临床下颌骨缺损修复支架的构建提供新思路,也为该支架技术的进一步临床应用提供实验依据。

轮胎用骨架材料的性能及其与轮胎性能的关系 Ⅰ.轮胎帘子线的动态力学性能

全面介绍了轮胎用纤维骨架材料静态、动态力学性能 。