考虑颗粒团聚影响的聚合物基复合材料温度相关性拉伸断裂强度理论表征模型

聚合物基复合材料在不同温度下的拉伸断裂强度一直是人们关注的焦点,颗粒作为一种常见增强相可以显著提高聚合物基复合材料的拉伸断裂强度。然而,随着颗粒体积分数的增加,颗粒将会发生团聚现象,从而影响增强效果。针对颗粒增强聚合物基复合材料,通过计及颗粒团聚的影响,以及材料热物理性能随温度的演化,建立了一个考虑团聚影响的温度相关性拉伸断裂强度理论表征模型。模型得到了实验数据的良好验证。研究成果为定量表征不同颗粒含量、不同温度下复合材料的拉伸断裂强度提供了一种有效途径,加深了对不同温度下团聚现象对复合材料力学性能影响的认识。

工业纯铝L2应变率相关的拉伸力学性能研究

对工业纯铝L2进行了不同应变率下(O.001、0.02、200、500和1300 s-1)拉伸力学性能的试验,得到各应变率下完整的应力-应变曲线.试验结果表明:在应变率很低时,其屈服应力(σs)、拉伸强度(σb)和失稳应变(εb)随着应变率的增加变化不大;当应变率很高时,σe和σh随着应变率对数的增加而增大,而εb随着应变率的增加而减小;弹性模量则对应变率不敏感.采用修正的幂次强化模型及其简化模型来描述L2的应变率敏感行为,并采用Ramberg-Osgood模型拟合各个应变率下的应力应变曲线,结果表明,此两种模型能够很好地描述L2应变率相关的力学行为.

HTPB推进剂拉伸力学行为的应变速率相关超弹本构模型

为研究HTPB推进剂拉伸力学行为的应变速率相关性,采用万能试验机和液压试验机,在室温下开展了不同应变速率(1.2×10^(-4)~80s^(-1))的拉伸实验。结果表明:给定应变对应的应力随应变率对数双线性增加,1s^(-1)为双线性关系的转折点;随应变的减小,HTPB推进剂的应变率敏感性线性增强。在Mohotti建立的模型基础上,结合拉伸力学行为的双线性率相关特性及应变率敏感性的应变依赖性,提出改进的应变速率相关超弹本构模型。该模型以超弹性元件作为基础描述参考应变率下的力学行为,率相关元件乘入超弹性元件描述率相关特性。模型预测与实验曲线对比表明:所提出的率相关超弹本构模型能够描述HTPB推进剂在1.2×10^(-4)~80s^(-1)应变率、30%应变范围内的拉伸力学行为。

数字图像相关方法在膜材拉伸试验中的应用

利用数字图像相关方法(DICM),测定了双轴拉伸试验条件下Précontraint 1202 Fluotop T2膜材的力学性能,并分析了该膜材的徐变特性。采用CCD及其计算机处理系统,实时获取变形前后膜材表面图像,对变形前后的图像进行相关运算获得应变;确定了膜材的弹性模量和泊松比及徐变时的应变-时间关系。测试及分析结果表明该方法为膜材力学性能的检测研究提供了新的途径。

弹性针织物拉伸性能与服装压力的相关性

对弹性针织物拉伸性能与服装压力相关性进行了研究.选择了运动服装常用的23种弹性针织物,分别对其拉伸性能,如定力伸长率,初始模量、弹性伸长率、定伸长力及伸长率为10%、20%、30%、40%及50%对的服装压力进行了测试与分析,对弹性针织物拉伸性能与服装压力之间的相关性进行了分析,结果表明,初始模量、拉伸伸长率、定伸长力与服装压力均显著高度相关,均为显著线性回归;通过测试弹性针织物的拉伸性能,根据弹性针织物与服装压力的回归方程,可预测服装压力.本研究结果可为弹性运动服装的设计与开发提供理论依据和实际参考.

石墨烯拉伸力学性能温度相关性的数值模拟

采用Tersoff势对扶手椅型（Armchair）和锯齿型（Zigzag）单层石墨烯薄膜在不同热力学温度下（0～3000K）的单向拉伸力学性能进行了分子动力学模拟，预测了石墨烯薄膜拉伸力学性能对温度的依赖性，并比较了不同温度条件下相同几何尺寸的扶手椅型和锯齿型单层石墨烯薄膜拉伸力学性能的差异．结果表明：石墨烯薄膜的拉伸力学性能和变形机制对温度有强烈的依赖性，2种不同手性的单层石墨烯薄膜的杨氏模量、抗拉强度、拉伸极限应变均随温度的升高而显著减小．石墨烯薄膜力学性能的各向异性也受温度的影响，当温度低于600K时，扶手椅型石墨烯薄膜的力学性能优于锯齿型的；但当温度超过600K时，特别是高温时，扶手椅型薄膜的力学性能的优势逐渐减弱，甚至低于锯齿型的．

双相钢板料的单向拉伸断裂失效研究(Ⅰ)——数字图像相关技术试验

通过数字图像相关技术试验研究了双相钢平板单向拉伸试件的拉伸变形和断裂失效过程,与理论结果对比分析了集中性失稳带的分布和方向。试验研究结果表明,试件的变形过程包括均匀变形、分散性失稳、集中性失稳和拉断4个阶段;集中性失稳的区域呈"×"形分布,与加载方向约成57o;起裂点位于局部颈缩截面的中心点处;双相钢的延伸率为18%。

多相机数字图像相关在变形灌浆套筒单向拉伸试验中的应用

为研究钢筋套筒灌浆连接的受力性能,建立了适用于大曲率复杂曲面变形测量的多相机数字图像相关系统,并利用此系统对一种变形灌浆套筒进行了单向拉伸试验,跟踪测量了套筒表面的全场变形信息.结果表明:多相机数字图像相关系统能够完整重建灌浆套筒的三维形貌,并获得套筒表面任意位置的变形状态,包括传统应变片方法难以测量的套筒变形段凹槽处变形;将套筒表面应变分布规律与应变片测试结果和有限元分析结果进行对比,证实了多相机数字图像相关系统的可靠性.多相机数字图像相关为研究灌浆套筒的连接性能提供了直观且全面的新试验手段,也为大曲率复杂曲面的三维形貌与变形测量提供了有效的测试方法.

单壁碳纳米管的拉伸变形和结构相关性

利用分子动力学方法研究了单壁碳纳米管拉伸变形行为,发现(8,8)～(22,22)单臂型碳纳米管和(9,0)～(29,0)锯齿型碳纳米管能在拉伸应变分别达到35%～38%和20%～27%的情况下仍处于弹性变形阶段,并从能量的角度解释了这一现象.分析了单壁碳纳米管管径和结构螺旋性对碳纳米管力学性质的影响.结果表明,碳纳米管的微观结构特征对其基本力学性质有着重要的影响.碳纳米管的杨氏模量在750～960GPa之间,并随着其半径的增加而减少;微观结构的影响使得锯齿形碳纳米管的模量高于单臂型碳纳米管.模拟结果显示,碳纳米管在拉伸过程中的结构变化特征不同于连续介质力学所描述的弹塑性断裂或脆性断裂.

土工格室HDPE片材拉伸应变率相关特性

通过条带拉伸试验,分析了高密度聚乙烯(HDPE)片材的拉伸应力-应变关系,指出了该关系的应变率相关特性,并对HDPE片材的拉伸模量、最大拉伸应力、最大拉伸应力对应的拉伸应变、泊松比等物理力学参数与拉伸应变率的关系进行了详细分析,给出了HDPE片材应变率相关的应力-应变数学模型及其参数的物理意义.

高温后混凝土单轴拉伸和压缩破坏规律及力学性能研究

本文对常温及高温作用后的混凝土进行单轴拉伸和压缩试验,同时使用数字图像相关方法(DIC)观测混凝土试件表面的变形演化过程,探究高温后混凝土拉伸和压缩过程中裂缝的变形演化及力学性能衰减规律。结果表明,随着温度升高,混凝土表面裂缝的萌生和扩展时间逐渐提前,破坏时表面应变集中区的宽度及相应的应变数值逐渐增大,裂缝扩展程度更加显著,当温度达到800℃时,甚至呈多裂缝扩展形态。裂缝的显著扩展增加了混凝土的耗能,使高温损伤后混凝土的延性增加。比较高温后混凝土拉伸和压缩应变云图可知,裂缝开裂引起的应变集中区宽度相近,但压缩试件的应变数值略高于拉伸试件。裂缝的萌生和扩展影响混凝土的力学性能,随着温度升高,混凝土抗拉强度、抗压强度及弹性模量不断下降,峰值应力处的应变逐渐增加;拉伸应力应变曲线由双阶段逐渐转变为三阶段,破坏特征由脆性转变为延性;而压缩应力应变曲线始终为三阶段,与单轴拉伸相比,压缩破坏的延性特征更加明显。

红松小拉伸强度与其各项指标的相关性 生长轮材质分析之四

以林木的单一生长轮,制成小薄片试件经过小拉伸试验,测定出每年不同的生长季中林木材质的变异。在进行拉伸试验的同时,又作了管胞分子长、纤丝倾角、木材密度以及生长轮宽的测定,结果是它们之间存在着相关性。

数字图像相关法在材料拉伸试验中的应用

数字图像相关法是基于计算机视觉技术的一种非接触全场应变测量技术,为了研究该方法在材料拉伸试验中的应用,设计完成了板型试样的拉伸试验,分别采用数字图像相关法和传统引伸计方法对钛合金拉伸试样的应变进行测量,同时考查了加载速率对材料弹性模量测量结果的影响。结果表明,不同加载速率对材料弹性模量的测量结果影响较小,本文的测量结果与材料手册中数据的误差在3%以内,数字图像相关法与引伸计的测量结果具有可比性,测量结果十分接近,且数字图像相关法具有全场、非接触、显示直观的优点,表明该方法在工程中具有较好的应用前景。

利用图像相关法测量骨拉伸弹性模量随试件厚度的变化规律

本文采用在拉伸试件上选取双视场的方法 ,提高图像相关方法的应变测量精度。利用此方法测试牛骨拉伸弹性模量随试件厚度的变化 ,测试发现拉伸弹性模量随试件厚度的减小而减小 ,但非单调减小。分析认为这种尺度依赖性决定于骨的微观结构和成份。

LY12CZ 薄板拉伸过程中宏、细观损伤变量间的相关性分析

分别从宏观与细观的角度定义了Ｄ（Ｅ）、Ｄ（Ａ）和Ｄ（Ｒａ）３个损伤变量，对ＬＹ１２ＣＺ铝合金薄板同一损伤过程的Ｄ－ε曲线进行了分析与对比。结果表明：其Ｄ－ε曲线多呈幂函数变化；宏、细观损伤变量之间线性相关性良好，且表征损伤变量Ｄ（Ａ）和Ｄ（Ｒａ）较整征损伤变量Ｄ（Ｅ）的变化稍有滞后。

无缝内衣服装压与面料拉伸率相关性研究

以无缝内衣面料横向弹性伸长率和服装压作为主要研究对象,探讨两者的相关性。用气囊式压力测试仪测试了无缝内衣在不同拉伸率时胸部、腰部、臀部的服装压力,运用回归分析的方法对实验数据进行分析,得到了服装压与面料拉伸率之间呈线性相关,并验证了方程的可行性。

基于数字散斑相关法的蜂窝板拉伸力学性能测试

作为金属热防护系统的重要组成部分,金属蜂窝夹芯板的性能和结构可靠性关系到使用寿命。本研究采用数字散斑相关技术和时间序列散斑检测技术,对蜂窝夹芯板共面拉伸性能进行试验研究,测得共面拉伸弹性模量,与利用等刚度法计算得到的蜂窝夹芯板的等效弹性模量进行对比,结果吻合较好,验证了数字散斑相关技术的有效性和实用性。

用于VCM钢板单向拉伸实验的数字散斑相关法应变检测

针对板料传统拉伸实验中应变获取仅限于拉伸断裂之后的数值等问题,应用数字散斑测量技术计算了应变,分别以深冲VCM钢板、非深冲VCM钢板及其组分材料为研究对象进行了单向拉伸实验,应用XJTUDIC散斑测量设备进行了同步检测,获得了材料沿x向、y向2个方向的应变数据,并以5种材料的轧制45°方向试样为例,分析了5种材料沿x向、y向2个方向的应变关系.结果表明:2种VCM钢板的应变能力明显优于2种钢板基板,非深冲VCM钢板和深冲VCM钢板x向的最大应变为68.743%和48.632%,y向的最大应变为-2.657%和-15.381%,其力学性能介于钢板与VCM薄膜之间,其中深冲VCM钢板的力学性能要优于非深冲VCM钢板.

玻璃陶瓷(MACOR)拉伸强度率相关性的研究

掌握玻璃陶瓷MACOR的拉伸性能,对于其在航空航天、国防和其它工程中的应用,以及材料科学本身而言具有重要价值。巴西圆盘实验方法被用于研究加载速率对MACOR拉伸强度的影响。静态实验是在MTS试验机上完成的,动态实验是在6.35 mm SHPB实验装置中完成的。脉冲整形技术被用于实现试件两端力的动态平衡,以消除惯性效应的影响,从而实现准静态应力分析。实验结果表明,MACOR的拉伸强度与加载率相关,拉伸强度作为加载率的函数,当加载速率从0增加到5 780 GPa/s时,MACOR的拉伸强度从26 MPa增大到50 MPa。

基于数字图像相关方法的L450管线钢单轴拉伸变形研究

单轴拉伸试验是获得材料力学性能最常用的方式,在试验过程中应变测量极为重要。数字图像相关(DIC)方法是一种非接触式光学测量方法,其使用高速摄像机记录试验过程,并基于计算机视觉技术对试验过程进行分析和数值计算,从而得到待测试件在试验过程中完整的应变变化情况。对比了使用应变片与DIC测试系统测量L450管线钢拉伸试验过程中的应变变化情况,并将DIC方法测得的数据作为有限元模拟中使用的材料力学参数,对单轴拉伸试验过程进行了数值模拟。结果表明,在应变片的量程范围内,DIC方法与应变片的测量结果基本一致,且使用DIC方法可以获得待测试件更大范围的应变参数。