小型非接触式拉伸试验机的研制及试验研究

通过对已有的拉伸试验机进行研究,研制了一种新型结构的小型非接触式拉伸试验机,它有机地结合了传统的测试技术和数字图像相关方法测试技术,可以更加深入地研究数字图像相关方法且有助于测量实验的教学。通过研究拉伸试验机的工作原理,关键功能部件的计算选型,设计了小型非接触式拉伸试验机的整机机械结构。另外进行了拉伸试验研究,并对试验结果进行比较,验证了试验机的可靠性。

提高非接触式位移/应变视频测量仪的拉伸试验精度

运用IMETRUM非接触式位移/应变视频测量仪在配备接触式引伸计的MTS810材料试验机上对Q235钢表面喷漆试样进行静拉伸对比试验。结果表明:两种测试仪器得到的应力-应变曲线基本重合,在弹性变形和屈服阶段也重合得较好,所测得的各项力学性能指标基本吻合;虽然在弹性变形阶段IMETRUM位移/应变视频测量仪所得的应力-应变曲线相对于接触式引伸计所得的曲线较弯曲,线性略差,但两者拟合得到的杨氏弹性模量基本相同。证实了拉伸试样表面喷漆处理可以显著提高IMETRUM位移/应变视频测量仪的拉伸试验精度。

拉力试验机拉伸空间的延伸改造方法

通过对MTS公司生产的SHT4605试验机的反力架进行改造,使其有效工作空间得到大幅度增加,可以满足多种非标准试样的拉伸试验要求,并可以进行筋材混凝土锚固性能试验,扩展了试验机的使用功能。

非接触式红外分枥简化在线质量控制

由艾姆斯实验室研发出的非接触式红外分析技术——瞬间红外光谱分析可以对固体或处于熔体阶段的物料实行非接触式实时监控，它能监测混合物．硫化程度．层厚．拉伸强度和与材料的红外光谱有关的其它性能，监测过程中能够保证孔筛通畅且无需改动生产线。

火灾高温下材料力学性能测试技术试验研究

由于高温材性试验条件的复杂性,以及建筑结构材料类型的多样性,传统的接触式测试技术日渐成为制约高温材性测试精确性及完整性的瓶颈。通过对比分析位移引伸计,电阻应变片和非接触式应变视频测量系统3种测试手段得到的S355钢试件、S690钢试件及1 860MPa级7×5预应力钢绞线的常温及高温的应变历程数据,旨在研究非接触式应变视频测试方法在材料高温力学性能测试中的有效性及可靠性。对比试验结果表明,非接触式应变视频测试方法具有测量试件全过程变形量的优势,适用于不同类型材料试件的高温材性试验数据测试。

飞艇囊体薄膜材料的双向拉伸试验及结构仿真

飞艇囊体膜材的弹性常数是飞艇外形设计、结构分析、动力学分析的基础。本文根据正交异性平面应力模型假设,应用双向拉伸试验方法获得了飞艇囊体膜材HV130在不同载荷比条件下的经纬向弹性模量和泊松比。对飞艇囊体进行应力分析,得到囊体应力的理论解及环向应力和轴向应力的载荷比。根据飞艇囊体受力情况,选取对应的弹性常数,对飞艇进行不同压差条件下的静力学仿真分析。利用非接触应变测量系统测试不同压差条件下飞艇囊体的变形情况,验证了双向拉伸试验所得的弹性常数的准确性和仿真分析的可靠性。本文能为飞艇的外形设计和结构分析提供参考。

CFRP加固紧凑拉伸钢试件的疲劳试验研究

以紧凑拉伸试件(Compact-tension specimen,CT试件)为研究对象,针对未补强及不同碳纤维增强树脂复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)粘贴补强工况的CT试件开展疲劳试验。以CFRP材料类别、单/双面粘贴与CFRP材料用量作为变量,运用沙滩纹加载制度与非接触式全场应变测量(Digital image correlation,DIC)技术记录测量疲劳裂纹扩展长度与试件CFRP表面应变场,分析CFRP粘贴延长疲劳寿命的作用,从疲劳寿命与疲劳裂纹扩展速率入手,比较疲劳试验结果用以指导CFRP粘贴加固疲劳损伤钢构件。结果表明粘贴CFRP发挥其抗拉和抗压作用可以减小乃至抑制疲劳裂纹扩展速率的增长,从而有效推迟试件疲劳破坏,在特定工况下可最多延长试件疲劳寿命至未补强状态下的3.14倍。其中,双面粘贴的加固效果明显优于单面粘贴;增加碳纤维布的铺贴层数对疲劳寿命的增长具有一定的贡献;碳纤维复材板与试件粘接边缘的脱胶导致其补强效果不及刚度相似的碳纤维布;粘接界面是补强体系破坏过程中的薄弱环节,碳纤维复材板加固试件的破坏模式主要为胶层破坏与复材板脱胶,碳纤维布加固试件的破坏模式为以最内层碳纤维布脱胶与分层主导,含有小范围胶层破坏的混合状态。含裂纹钢构件CFRP粘贴加固的材料与工艺值得进一步改良研究。

基于人体工效学的高尔夫服热湿舒适性研究

采用三维非接触式扫描系统对高尔夫运动时人体各部位进行测量,根据人体各部位变形尺寸和织物拉伸率之间的关系,计算服装的宽松量;运用人体运动时各部位对热湿舒适性的需求不同,选用10种织物,在不同的部位配比拼接符合人体热湿和拉伸需求的新型面料。研究结果可以方便夏季高尔夫服装材料的选用及结构的设计,使人体在运动过程中能穿着具有良好的运动机能和热湿舒适性的服装,以便最大限度地适合人体的需要,满足人体静态和动态的整体舒适性。

高应变速率下的应力-应变曲线获得方法研究

在通常的汽车碰撞CAE仿真分析中,需要用到应变速率从0.01~100s-1全应变速率下甚至更高应变速率下的应力-应变曲线。当测试速率达到1s-1甚至更高时,数据的获得就变得困难起来。通常有两种方法:采用方程拟合法;采用液压原理的高速拉伸试验机测试。结果表明,采用方程拟合的方法可以得到比测试得出的最高应变速率高出两个数量级的曲线及特征值;对于达到峰值应力后应力变化较小的曲线,方程拟合法准确性较好,对于达到峰值应力后应力降低或增加的材料,方程拟合法的准确度稍弱。