飞艇用层压织物膜材料在双向应力作用下的弹性参数分析

为揭示双向应力作用下飞艇用层压织物膜材料弹性参数的响应特征,针对高性能蒙皮材料Uretek3216LV~进行了一系列双轴拉伸试验,获得了9种应力比例条件下的应力-应变关系数据,并分析了其非线性及正交异性特征;采用膜材料试验标准计算了膜材料的弹性参数,分析了应力比及应力比组合对弹性参数的影响规律;运用Matlab软件进行数值分析,得出应力空间的弹性参数响应曲面特征,并提出应力空间弹性参数加权平均值的计算方法,研究了在不同应力水平及应力比下弹性参数的变化规律.结果表明:层压膜材料的弹性参数之间无耦合关系,正交互补性质在其本构关系上的适用性不足;膜材料的变形特征及弹性参数受应力比及应力比组合的影响显著,且均呈现出明显的非线性及正交异性特征;在飞艇结构设计中,宜根据膜材料所属结构部件的应力比分布特征,选取包含相应应力比的组合项来求取弹性参数,以提高弹性参数计算的稳定性和可靠性.

双向应力下传动轴材料的低载强化特性研究

以某汽车传动轴为对象,试验研究双向应力状态和给定的热处理工艺条件下材料试样的低载强化特性与规律。研究结果表明,双向应力下该材料试样仍然具有明显强化效果;经过最佳强化载荷和强化次数强化后,材料的疲劳寿命可以提高120%,疲劳强度提高大约14%;与单向应力状态下的低载强化特性相比,虽然双向应力状态下具有强化作用的强化次数和强化载荷、最佳强化次数和强化载荷有明显下降,但强化效果没有明显下降;最后就应力状态对低载强化特性影响的原因进行分析。

脆性材料的亚临界裂纹扩展和双向应力的影响

分析了陶瓷，玻璃等脆性材料的断裂机理和表征。指出了脆性材料的失效过程的三种不同的裂纹发展模式。实验研究了玻璃在静载下的亚临界裂纹扩展特征及其受双向应力的影响。从而为脆性材料的可靠性和寿命评价提供理论基础和手段。

双向应力场对HDPE1158分子取向结晶效果的影响

利用自行设计制造的剪切拉伸双向复合应力场挤管装置生产出了双向自增强的高密度聚乙烯(HDPE)管材。采用差示扫描量热法(DSC)和大角X射线衍射法(WAXD)研究分析了该双向应力场对HDPE1158分子的结晶效果和取向行为的影响。结果表明,剪切拉伸双向复合应力场能改善管材的结晶度、耐热性和分子的取向效果。结晶度从68.37%提高到81.86%,比常规管材提高了13.51%;结晶熔融潜热从200.3J/g提高到239.9J/g,比常规管材提高了39.6J/g;熔融峰向高温漂移了约1.5℃;熔程变窄了1.36℃;自增强管材轴周向上的分子取向效果都更好。

SGF/HDPE/PP体系在双向应力场中的取向研究

利用自行设计制造的剪切拉伸双向复合应力场挤管装置生产出了短玻璃纤维/高密度聚乙烯/聚丙烯(SGF/HDPE/PP)双向增强管材。采用大角X射线衍射法(WAXRD)和扫描电镜(SEM)研究分析了SGF/HDPE/PP双向增强管材内的玻璃纤维和聚合物分子的取向分布。结果表明,在剪切拉伸双向复合应力场的诱导下,SGF/HDPE/PP双向增强管材内的玻璃纤维已形成了同时沿管材的轴向和周向的双向取向分布;增强管材内部的聚合物分子已被明显地拉长变形,并在沿135°角的方向上获得了较好的取向分布,因而可同时改善管材的轴周向性能。

脆性材料在双向应力下的断裂和失效研究

采用热力学方法对脆性薄片试样成功地进行了双向和单向平面拉伸试验，通过观察和记录试片中心的直通裂纹的扩展和断裂过程，测试出玻璃和陶瓷薄片的断裂韧性在双向和单向拉伸载荷时的差别．结果表明双向拉伸使裂纹阻力增强，平行于裂纹的应力对裂纹扩展有影响．该研究表明，对线弹性材料在双向载荷作用下，传统的应力强度因子准则不适用．裂纹张开的应变依赖性被证实在双向应力的断裂评价中．

脆性材料在双向应力下的断裂实验与理论分析

研究了脆性材料在双向应力下的断裂特性和失效机理，特别是在平行于裂纹的应力对临界断裂参数的影响方面进行了实验上和理论上的研究．采用玻璃、陶瓷等脆性材料进行了平面双向拉伸和单向拉伸试验，并对实验结果进行比较．观测直通裂纹的启裂和扩展过程，证明了双向应力对裂纹驱动力有明显影响，讨论了裂纹扩展的应变准则．

双向应力下碾压混凝土动态力学性能

对含层面碾压混凝土试块进行了不同加载速率下的双轴压和双轴拉压试验,系统研究了加载速率对碾压混凝土强度及变形特性的影响.结果表明:在层面处理良好的情形下,碾压混凝土的拉压强度随加载速率以及侧向压力的变化规律,与常态混凝土动态拉压试验及双轴试验的变化规律有一定的相似性.根据试验结果建立了针对不同应力状态下碾压混凝土的动态强度准则,为评价爆炸及地震等动荷载作用下碾压混凝土工程结构的响应提供了参考.

对双向应力椭圆理论的质疑

目前在套管柱强度设计中广泛应用的双向应力椭圆 (塑性椭圆 )理论 ,在其推导过程中忽略了与周向应力σt 具有同等地位、同等重要性的径向应力σr,这在理论上是不正确的 ,并由此导致了椭圆的 4个象限出现违背第四强度理论的自相矛盾现象。双向应力椭圆理论曲线与实验数据符合程度不高。所以 ,应当重新评价双向应力椭圆的正确性 ,研究套管柱组合强度设计的新理论。

双向应力场下挤出SGF/PE/PP管材强度的研究

利用自行研制的剪切拉伸双向应力场挤管机头装置生产出了含量仅为 3 %短玻纤增强的高密度聚乙烯 /聚丙烯管材 ,研究了周向剪切应力场的剪切套转速及剪切应力场段温度等工艺条件对管材周向和轴向强度的影响。结果表明 :周向剪切应力场可明显改善管材的周向强度 ,轴向拉伸可实现管材轴向增强。

混凝土在双向应力状态下的力学特性研究

采用大吨位等刚度双向加载系统,对混凝土试块进行了双向加载试验研究。试验表明:在双向加载条件下,混凝土的破坏强度相对单轴强度有所提高;中间主应力对岩石的破坏强度有显著影响。文中对混凝土试块在双向荷载作用下的破坏现象进行了分析。

双向应力对缺口失效评定图的影响

文中通过弹塑性有限元方法探索了双向应力对缺口失效评定曲线的影响，并比较了缺口与裂纹失效评定曲线。研究表明在双向应力作用下，缺口在Ｊ积分守恒性、Ｊ积分数值以及失效评定曲线的变化上都有着与裂纹在这几方面上相似的规律。进一步说明失效评定图方法也是缺口弹塑性断裂评定的极好方法。

混凝土在双向应力作用下新的破坏准则和弹塑性本构关系

讨论了混凝土在双向应力作用下的破坏准则和弹塑性本构关系。根据混凝土的破坏特性 ,提出一个包含二个物理参数的破坏准则。在此基础上 ,通过构造塑性位势导出了混凝土在双向应力作用下弹塑性本构关系。最后 ,该破坏准则和本构关系与混凝土实验进行了比较 。

脆性材料在双向应力下阻力特性数值模拟

应用一个材料失效分析模拟软件MFPA2D模拟了玻璃在平面双向应力下不同破坏失稳过程,重点研究了平行于裂纹面的应力对脆性材料临界断裂参数的影响,运用数值模拟和试验及理论分析相结合的方法,阐明脆性材料在双向和单向应力下断裂参数的区别等问题.研究结果证明,双向应力对断裂韧性有明显影响,平行于裂纹面的拉应力对裂纹扩展有抑制作用,压应力对裂纹扩展有促进作用.因此,线弹性材料在双向荷载作用下,传统的应力强度因子准则不适用,裂纹扩展由裂纹尖端应变决定,即双向应力下裂纹扩展具有应变依赖性.

双向应力场下对接接头裂尖应力强度因子研究

裂纹尖端的应力强度因子K是判断裂纹扩展和结构断裂的重要参数,准确描述对接接头焊趾附近裂纹尖端的应力强度因子,在研究焊接接头裂纹扩展速率中显得尤为重要.以对接接头为研究对象,考虑焊接残余应力、压弯双向应力等对应力强度因子的影响,提出了适用于双向应力场下裂纹尖端的应力强度因子计算公式,并对该公式进行验证.结果表明,修正的应力强度因子计算公式更能准确预测疲劳裂纹扩展速率.

应力应变关系对双向应力J积分守恒性的影响

分析了双向应力下应力应变关系对J积分守恒性的影响 ,结果表明 :增量理论弹塑性有限元的应力应变关系曲线是影响J积分守恒性的重要原因 .

双向应力椭圆计算的理论精度

作为第四强度理论的近似计算 ,目前在套管柱强度设计中广泛应用双向应力椭圆理论。对双向应力椭圆理论的适用性和计算误差进行了分析。双向应力椭圆理论用于套管柱设计能满足工程需要。

双向应力椭圆方程在连续油管作业中的应用

连续油管作为简单、快捷的不压井修井设备 ,越来越受到油气田的重视。由于连续油管在起下过程中将受到拉伸力、压缩力、内外流体压力及其它井下各种复杂力的作用 ,以及与钻具、常规油管相比的轻、柔特性 ,所以连续油管的性能和质量对连续油管作业成功与否十分重要。为避免连续油管发生屈服形变 ,影响作业的安全和质量 ,充分认识连续油管受力形变具有重要的意义。

双向应力场中斜表面裂纹的简化解析模型

在对线弹簧模型作了合理简化的基础上,提出了双向应力场中斜表面裂纹的简化分析模型,导出了在表面裂纹的最深点Ⅰ型和Ⅲ型应力强度因子的解析表达式。定义了只与双向应力比和裂纹倾斜角的大小有关的Ⅰ型和Ⅲ归一化应力强度因子,定量地阐明了在不同双向应力比和裂纹倾斜角情况下Ⅰ型和Ⅲ型归一化应力强度因子的变化规律.

双向应力场对HDPE1158管材力学性能的影响

利用自行设计制造的剪切拉伸双向复合应力场挤管装置制备了高密度聚乙烯管材;研究了剪切拉伸双向复合应力场对管材力学性能的影响,并对管材的微观结构进行了观察分析。结果表明:剪切拉伸双向复合应力场能同时改善管材轴向和周向的力学性能,其轴向拉伸强度最大提高36.6%,轴向拉伸模量最大提高47.4%;周向拉伸强度最大提高54.6%,周向拉伸模量最大提高140.7%;且周向性能的增强效果更明显。扫描电子显微镜照片显示,自增强管材内部由高度取向的微纤结构及二次取向结晶且串晶互锁结构组成。