微结构片外弯曲测试装置及试样设计

硅是微电子机械系统(简称微机电系统)中最常见的功能结构材料,可靠性是制约硅微构件小尺度加工和大规模制造的瓶颈问题.为研究硅微构件的力学特性,本文开发了一套以压电驱动、微力测量、位移检测为核心组件的片外测试系统.设计了一种将四个弯曲测试梁集于一体的微结构,借助有限元方法确定其尺寸,并用理论方法验证有限元分析的合理性.本文着重确保了四个关键设计目标:一、每根测试梁最大应力应位于其与外框架结合处;二、未断裂测试梁的最大应力受其他梁的断裂的影响应足够小;三、各个测试梁的最大应力的差别应足够小;四、支撑梁的最大应力应明显小于测试梁.最后测试了试样的弯曲强度,实验加载曲线和有限元分析基本吻合,表明测试装置和试样设计是合理的,为后续的硅微构件可靠性测试奠定了基础.

复合纤维增强混凝土阻尼测试装置开发与试验研究

纤维与聚合物的掺入可以明显改善混凝土材料的阻尼性能。本文首先给出了正弦交变激励下粘弹性材料三点弯曲梁阻尼特性关系，其次首次自主开发了大尺寸材料的阻尼性能测试装置，然后利用开发的装置在频率（0．5～2．0Hz）条件下测定了6种不同配比复合纤维增强阻尼混凝土的损耗因子与储存模量，最后对纤维的阻尼增强机理进行了初步探讨。试验结果表明：复合纤维增强阻尼混凝土与素混凝土相比，提高了混凝土的损耗因子80％～200％。主要原因是聚合物分子在外力作用下的内耗增加了普通混凝土的阻尼能力，而纤维的阻尼增强机理在于纤维的掺入增加了纤维与水泥基材的界面摩擦力。

纤维增强钢筋混凝土柱的抗震性能试验研究

纤维与胶粉的掺入可以改善混凝土材料的阻尼性能。本文首先利用自主开发的三点弯曲梁式大尺寸材料阻尼测试装置在频率（0.5-2.0Hz）条件下测定了4种不同配比纤维增强阻尼混凝土的损耗因子与储存模量,然后利用配制的纤维阻尼增强混凝土制作了4个框架柱,通过单轴滞回特性试验研究了在相同的轴压比、配筋率、配箍率、剪压比条件下,纤维增强阻尼混凝土与普通混凝土在非线性阶段阻尼性能、抗震性能及破坏特征的差异,得出纤维增强阻尼混凝土的骨架曲线和恢复力曲线的特征点。试验结果表明：在弹性范围内,纤维可以大幅提高素混凝土的阻尼性能,使素混凝土的损耗因子提高大约80%-200%,但是当构件进入非线性阶段以后,材料阻尼对普通混凝土阻尼性能影响很小。