一种适用于Ⅱ型裂纹扩展试验的十字型试样

为了研究裂纹在纯Ⅱ型加载下的疲劳扩展特性,本文对十字型试样进行了改进。有限元分析表明这种试样具有较均匀的剪应力场,通过实验应力测试并得到了验证。用曲线拟合法得到了Ⅱ型应力强度因子的表达式。

双轴载荷下复合材料十字型试样几何形状对中心测试区系数的影响

基于双轴拉伸载荷下复合材料十字型试样的设计特点,对比分析了不同几何形状的十字型试样在不同厚度比和载荷比条件下中心测试区应力集中系数和承力系数的变化规律,并开展了不同载荷比的双轴拉伸实验进行验证。研究表明:十字型试样中心测试区系数与载荷大小无关,与试样几何形状、厚度比及载荷比有关;等宽加载臂宽度越小、厚度比越大,应力集中系数越小,载荷比不同,应力集中系数也不同;一般而言,中心测试区承力系数随厚度比增加而增大,x向承力系数βx随载荷比增加呈非线性增大,y向承力系数βy随载荷比增加呈线性减小;在双轴拉伸载荷条件下,形状D十字型试样在载荷比f=4/1时中心测试区y向应力分量为负值,表现为压应力状态。

双轴拉伸下高聚物的时间-应力等效原理试验研究

时间-应力等效原理(TSSP)能有效简化高聚物的黏弹性本构模型和力学性能测试。以往研究主要集中在单向应力状态,但工程构件通常处于双向或三向复杂应力状态。为此,首先利用有限元方法对双轴十字型试样进行合理设计与优化,使试样中心测试区的应力和应变基本满足均匀分布,并依此加工出硅橡胶试样。然后,对硅橡胶试样进行不同应力水平及应力比的双轴蠕变试验,获得一系列短期蠕变试验曲线。基于柯西应力和左柯西-格林变形张量定义合适的应力度量和变形度量以探讨双轴拉伸下的TSSP。按照主曲线移位方法,将不同应力水平下的短期性能曲线沿对数时间轴移位构建出宽广时域的主曲线。利用应力移位因子方程对移位结果进行非线性回归分析,获得相应的方程参数。研究结果可为复杂应力状态下黏弹性高聚物的长期力学性能加速表征和长期寿命预估提供理论基础和重要参考。