柔度法测算三点弯曲试样疲劳裂纹长度的影响因素

使用柔度法对不同厚度三点弯曲试样的疲劳裂纹长度进行测算,结合有限元仿真分析方法,研究了试样厚度、柔度函数关系式的适用条件、材料的弹性模量、裂纹前缘弯曲程度、引伸计标距等因素对柔度法测算裂纹长度准确性的影响。结果表明:归一化实际裂纹长度不小于0.3是保证柔度法测算结果准确性的必要条件;用有限元方法模拟平直的贯穿型裂纹,归一化模拟裂纹长度不小于0.3时,柔度函数关系式与模拟结果的吻合程度较高;当试样厚度不大于40 mm时,在柔度函数关系式中使用材料的弹性模量可以获得较为准确的测算结果;随着试样厚度的增加,裂纹前缘圆弧角度增大,裂纹平直度降低,导致测算裂纹长度比实际裂纹长度偏小。

沥青混合料自愈合特性四点弯曲疲劳试验研究

通过应变控制四点弯曲疲劳试验,变化加载频率分析沥青混合料的即时自愈合,变化愈合温度、时间、荷载和损伤程度分析沥青混合料的后期自愈合.结果表明:沥青混合料的即时自愈合伴随加载产生,愈合效果为SBS-AC13>TB-AC13>基质-AC13;愈合温度、时间、荷载对沥青混合料的后期愈合具有正面作用,而损伤程度具有负面作用;橡胶沥青混合料疲劳寿命对自愈合条件的依赖性小于SBS沥青混合料,对沥青用量变化敏感性低于SBS沥青混合料;橡胶沥青混合料的劲度模量恢复率大于疲劳寿命恢复率,且疲劳寿命恢复率的离散性较大,劲度模量恢复率的离散性较小.

基于C#Winform上位机的玻璃四点弯曲试验机电控设计

以ARMCortex-M3处理器STM32F103ZET6为核心的下位机,结合伺服电机和Winform上位机控制软件,设计并实现四点弯曲试验机电控系统。该四点弯曲试验机为高精度设备,测试过程中设备弯曲强度以2 MPa/s对试样进行恒加压测试,专用于光伏玻璃的弯曲强度的测试,在光伏玻璃的测量领域有着广泛的应用。

热拌沥青混合料四点弯曲梁疲劳试验结果的不一致性及修正

设计了室内试验,对相同频率、相同应变、相同温度条件下的HMA试件在ASTM D7460和AASHTO T321两种规范下的四点弯曲梁疲劳试验结果进行了对比,发现存在较大的不一致性;从HMA的粘弹特性以及两种规范下的输入应变和输入荷载在试验中的实际响应出发,分析了实验结果出现不一致性的原因,即输入应变和实际应变的不一致导致了试验结果的不一致;提出了一种简便而有效的修正方法并进行了验证。研究结果有助于缩小在ASTM D7460和AASHTO T321两种规范下,同种HMA、相同试验条件得出的疲劳结果的不一致性,为路面设计、施工提供更加客观、准确的数据支撑。

基于MMLS3和四点弯曲试验的沥青混合料疲劳性能研究

利用小型加速加载设备MMLS3对5,25,50℃下的2种沥青混合料(SMA-13和AC-13)的车辙深度变化规律进行研究,并将试验结果与2种沥青混合料在与MMLS3试验相同温度条件下通过四点弯曲疲劳试验获得疲劳寿命进行分析对比。结果表明:①由于更低的孔隙率与更好的抗剪切变形能力,SMA-13的车辙深度始终低于OGFC-13;②沥青混合料疲劳寿命受控制应变、温度、级配类型的影响,在评价不同的沥青混合料疲劳性能时必须综合考虑;③相同温度条件下,通过控制车辙深度获得的使用寿命远大于通过控制应变为300×10^-6,600×10^-6时的四点弯曲疲劳试验获得的疲劳寿命。

活体大鼠尺骨四点弯曲疲劳试验夹具的研制与应用

目的研制专用于活体大鼠尺骨四点弯曲疲劳试验的夹具装置,制作活体微损伤动物模型,探讨活体大鼠疲劳试验方法并分析其骨生物力学性能。方法根据四点弯曲原理研制与PLD-5010型电子疲劳损伤试验机配套的夹具装置,该夹具由装载大鼠的载物盘和活体大鼠左(右)前肢加载装置2部分组成,后者包括上连接杆、弹簧上连接轴、线弹性弹簧、四点弯曲试验装置主体和下连接杆等零部件。选择4只12周龄雌性SD大鼠,随机分成对照组和负载组,每组各2只。2%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉后,负载组大鼠用该夹具进行活体双侧尺骨四点弯曲疲劳损伤试验。负载频率:2 Hz,负载:10000次,负载力0.055 5 N/g(体重),隔天1次,共2次;对照组不行疲劳损伤试验。试验结束后处死2组大鼠,取双侧尺骨,用碱性品红染色,塑料包埋,磨片至50～80μm,Leica显微镜下发现骨微损伤后,用CCD头摄取图像并输入计算机储存。结果成功制作了疲劳夹具,可与骨电子疲劳损伤试验机配套应用。在负载组大鼠活体损伤的左右尺骨4个标本共20张磨片中均发现有微破裂,对照组未发现前述变化。结论该夹具适合于PLD-5010型电子疲劳损伤试验机,经过四点弯曲疲劳试验可初步建立活体大鼠尺骨微损伤模型,该活体大鼠疲劳试验方法可用于进一步的微损伤研究。

三种沥青混合料四点弯曲疲劳试验机的对比

采用ASTM E1301—95标准,对James Cox & Sons、COOPER和IPC沥青混合料疲劳试验机进行了对比研究沥青混合料初始弯曲劲度模量、疲劳寿命的试验结果及疲劳寿命的回归方程结果表明,上述三种四点弯曲疲劳试验机的试验结果具有较好的一致性;同时指出了应重视沥青混合料疲劳小梁试件的制作工艺与质量对疲劳试验结果的影响。

四点弯曲载荷下金属波纹夹层梁极限承载能力试验与数值分析

针对激光焊接金属波纹夹层梁模型,进行四点弯曲试验,获得夹层梁结构的破坏模式。采用有限元软件ANSYS,分析四点弯曲载荷下该结构的极限承载能力,结果表明,数值计算结果与试验结果吻合良好。进一步分析波纹夹层梁上面板厚度、下面板厚度、芯层板厚度及芯层高度对其极限承载能力的影响。数值结果表明:在增加同等质量以提高波纹夹层梁的结构极限承载能力时,增加芯层高度和上面板厚度是较为有效的方式,相比之下,增加芯层厚度或下面板厚度对提高极限承载能力的效率要低一些。

基于损伤理论的沥青混合料抗疲劳性能试验

为系统研究沥青混合料在疲劳破坏过程中的路用性能衰减过程,在不同温度、应变、频率下开展了四点弯曲疲劳试验,基于损伤理论从劲度模量变化情况和耗散能变化情况两方面评价了沥青混合料抗疲劳性能,并通过损伤面积法、灰关联分析法讨论了试验因素对沥青混合料抗疲劳性能的影响程度。研究结果表明:沥青混合料的抗疲劳性能可以采用基于耗散能的损伤因子随加载次数的变化的双对数曲线进行描述,疲劳寿命应由初始损伤和损伤累积速率共同决定;从劲度模量方面分析,沥青混合料疲劳寿命随温度的升高而增大、随应变的增大而减小、随频率的增大而减小;劲度模量和耗散能两方面的分析结果均表明温度对疲劳寿命的影响程度大于应变,劲度模量分析显示频率对疲劳寿命影响最次,耗散能分析结果显示频率与疲劳寿命的相关性不显著。

四点弯疲劳试验尺寸效应及MA760疲劳特性研究

考虑到四点弯疲劳试验在疲劳裂纹启裂及早期扩展行为研究中的优点，本文设计并使用了一个四点湾疲劳加载装置。在不同的内跨距／试样厚度比值（d／H）及外跨距／内跨比值（L／d）下，经有限元计算结果表明：纯弯曲段内的表面应力分布并不是均匀的。计算结果有效地解释了本文及有关文献中的实验结果，文中据此给出了四点弯疲劳试样的推荐尺寸。在室温及高温（750℃）下，对锦基超强合金MA760进行四点弯疲劳试验结果表明：该材料具有很好的抗疲劳裂纹启裂能力，但其抗裂纹扩展能力很差；该材料对内部夹杂物的敏感性与环境温度及试样相对厚度密切相关。

低碳钢含裂纹管道四点弯曲作用下弹塑性裂纹扩展的试验研究

本文对不同直径、不同厚度及不同裂纹长度低碳钢管模拟环向穿透裂纹四点弯曲进行了试验研究，详细描述了试验的装置、试验过程及现象。给出了实测ＪＲ阻力曲线及失稳载荷与裂纹长度的关系。

混凝土梁四点弯曲试验的并发多尺度区域分解法模拟

损伤在准脆性混凝土材料的非线性力学特性中占有重要地位。但有限单元法计算采用局部损伤模型时存在网格敏感性和零能耗问题。同时,传统单一网格有限元模型难以对构件的线弹性区域和非线性区域进行区别处理,无法将有限的计算资源集中在重点关注区域。通过局部子区域预设高精度有限元网格和引入尺度间线性多点约束法,实现并发多尺度方法和整体有限元撕裂对接法的结合,采用隐式梯度损伤模型描述混凝土材料的非线性本构关系,运用双重组装并行直接求解法进行模型的大型线性方程组求解,完成了混凝土损伤失效分析的并发多尺度区域分解模型构建。将该模型用于混凝土单边切口梁的四点弯曲试验模拟,并对可能损伤的纯弯拉区域分别采用了3种不同尺寸的有限元网格计算。算例分析表明,模型合理可靠且不具网格敏感性,能够重现混凝土的损伤失效全过程,可为混凝土构件开展损伤失效全过程分析提供多尺度数值模拟技术支持。

X80钢级Φ1016 mm管道四点弯曲试验数值分析

为了保证管道在四点弯曲试验时有足够长的区域满足纯弯曲条件,通过有限元模拟分析了X80钢级Φ1016 mm管道全尺寸四点弯曲试验时管道弯矩、剪力和轴向应变分布,以及管道在集中力作用下的轴向应变分布。结果表明:从内力角度来看,四点弯曲试验时,两个加载压头之间的管道满足纯弯曲条件;从轴向应变角度来看,四点弯曲试验时,管道中部2 m范围的区域满足纯弯曲条件;加载压头处管道会产生应变突变并产生一定范围的影响;长度12 m的X80钢级Φ1016 mm管道在四点弯曲试验时,应保证加载压头之间的间距≥4 m,从而保证管道中部至少有2 m长的区域满足纯弯曲条件。研究成果可为大直径管道全尺寸四点弯曲试验的开展提供理论依据。

沥青混合料小梁疲劳试验的有限元模拟

小梁重复弯曲试验是评价沥青混凝土抗疲劳性能的一项重要室内试验。根据断裂力学原理,采用有限元方法,模拟计算小梁疲劳试验。结果表明,这种方法的计算结果可以与实际试验结果取得较好的一致性。在深入研究计算模型中的材料参数后,该方法可用于评价沥青混合料的抗疲劳性能。

预切口沥青混合料小梁疲劳试验研究

沥青路面在初始裂纹形成后的裂纹扩展规律对于沥青路面的设计和养护具有重要的理论与实践意义。基于疲劳断裂力学原理,对沥青混合料小梁进行了疲劳裂纹扩展试验,研究了复合型裂纹的扩展规律。结果显示,对于I-II复合型裂纹,扩展初期表现出复合裂纹扩展特性,随着裂纹的继续扩展,表现出I型裂纹特征;随着预切口到加载中心距离的增大,沥青混合料小梁的疲劳寿命增大;对于连续级配沥青混合料,最大粒径越大,小梁的疲劳寿命越长。

2A50锻铝三点弯曲试验与高分辨率CT成像分析

采用高频疲劳试验机对2A50锻铝缺口试样进行了三点弯曲试验,获得了含裂纹的CT检测试样。对疲劳试样进行了高分辨率CT三维重建,分析了裂纹CT图像的损伤特点;引入了参考平面,将不同层的裂纹CT图像映射到参考平面定义了截面损伤危险度因子。CT分析结果表明:裂纹扩展过程中不同部位的疲劳损伤不均匀,三维可视化结果直观显示了裂纹的三维形态;截面损伤危险度因子约为0.34,缺陷面积为最严重损伤截面面积的2.1倍,截面损伤危险度因子与疲劳周次呈单调递增关系,可用于度量工件的损伤状态。

金属接骨板四点弯曲测试方法差异性分析

本文采用新型试验装具和计算程序对金属接骨板进行四点弯曲测试,在此基础上对YY/T 0342-2002中的不同试验方法进行对比分析。该套试验夹具及分析软件可分别得到试样不同位置的挠度值,进而测出YY/T 0342-2002中不同公式所得到的等效弯曲刚度,有效地避免了非同一样品和两次试验操作存在的误差。通过本文的理论研究及数据分析,为监督抽检和产品研发带来准确、科学、客观的测试数据。

全尺寸钻柱弯曲疲劳损伤试验研究

以往有关钻具疲劳损伤的研究多为模型模拟或小尺寸试验,不能准确反映全尺寸钻柱的疲劳损伤。为此,在四点弯曲疲劳试验的基础上,采用全尺寸钻柱作为试验试件,通过磁记忆检测技术对试件的应力状况进行检测分析,以此来描述钻柱损伤的演变过程。分析结果表明:在全尺寸钻柱四点弯曲疲劳试验过程中,循环加载后在中间段管体位置发生断裂,断裂过程中,不同的循环次数对应的磁记忆信号梯度峰值呈现出稳定阶段、裂纹萌生阶段和裂纹扩展失效断裂阶段。当循环82 000次时,管体部位信号梯度最大值达到1.14 V/mm,之后随着循环次数的增加,磁记忆信号梯度峰值迅速增大,当循环85 000次时,钻杆发生完全断裂。研究结果对预防钻柱断裂具有一定的参考作用。

带节点深水管道GSPU湿式保温管全尺寸模拟弯曲性能试验

文中介绍了全尺寸深水海底管道GSPU湿式保温涂层及节点SPU湿式保温涂层的模拟弯曲试验设备、方法、步骤及试验结果。通过试验前后表观观察及力学性能测试的对比分析,结果表明试验结果符合ISO 12736—2011附录B标准要求,节点及管体涂层经弯曲试验后与钢管之间剪切力也变化很小,充分说明节点及管体涂层的良好抗弯曲性能。

PVA-ECC薄板四点弯曲有限元分析

利用有限元软件建立了聚乙烯醇纤维增强超高韧性水泥基复合材料(PVA-ECC)薄板四点弯曲的有限元模型,并与已有PVA-ECC薄板四点弯曲试验进行比较,验证了有限元模型的有效性。从单元选取、材料属性定义、网格划分、接触定义、施加边界条件、荷载等方面阐述了有限元建模过程,为后续PVA-ECC有限模型的建立提供一定的参考。