沥青混合料拉伸疲劳试验下疲劳损伤特性研究

利用MTS810型电液伺服试验系统对沥青混凝土小梁试件在低温下进行了常应变的等应变率加载模式的拉伸疲劳试验。试验时按三角波形加载,并考虑了不同拉伸应变水平。由试验结果得到了不同应变水平下的沥青混合料峰值拉伸应力值并计算了每个循环内的耗散能。由疲劳试验结果结合能量原理提出了一种考虑拉伸应变水平的疲劳损伤模型。

混凝土单轴拉伸疲劳试验中Paris公式参数的确定

针对以往确定Paris公式中的参数C,m值,需要求得很多的参数,或经过复杂的试验得出试验数据进行分析,提出通过对抗压强度进行反演分析,得到原始裂纹及孔隙总面积,根据断裂力学中圆裂纹的应力强度因子表达式,把应力强度因子转化为试件所受应力,利用素混凝土单轴拉伸疲劳试验数据,求得C,m值.分析表明:参数值随应力水平的变化较大;m值变化即使在同一个数量级内,也会导致C值在多个数量级内的变化;最大应力水平为0.7时,解出的参数值比较可靠.

压电驱动式微小载荷拉伸疲劳试验装置设计与实验

为了实现微型与小型构件的拉伸疲劳试验与检测,本文设计了一种压电驱动式微小载荷疲劳试验装置,该结构采用一种卧式结构,避免了夹具质量对施加载荷的影响。首先进行疲劳试验装置结构设计、工作原理以及振动模态的分析;然后对系统进行动力学分析,得出系统固有频率与共振状态下系统位移放大倍数;最后制作了实验样机并利用Labview软件进行实验测试,测得系统共振频率为211 Hz,最大输出力为42.5 N。并取微小构件H62黄铜为测试对象,测得试件疲劳极限在1.21 × 106周次,疲劳极限为68MPa,验证了本文设计的微小载荷疲劳试验装置能实现对微小构件进行拉伸疲劳试验与检测的可行性。

拉伸疲劳试验中长桁的胶接

铝合金型材长桁的拉伸疲劳试验是某飞机定寿工作中的一项科研课题。铝合金型材的形状为外翻边等腰梯形(带外翻边的两腰和上底),再和盖板(下底)组合形成了封闭式的长桁件。长桁与拉伸机是通过过渡件接头连接起来的,接头的形状为等腰梯形轴状件,有铝材,也有钢材。长桁与接头之间的连接,为了使长桁在拉伸试验中载荷均匀而不发生应力集中现象,采用了套接形式。在长桁拉伸疲劳试验被破坏之前,为确保长桁与接头之间保持良好的胶接效果,除了在结构上保证了足够的胶接面积外,还精选了国产剪切强度较高的自力-4胶膜胶粘剂。

自然锈蚀钢筋的轴向拉伸疲劳试验

为研究锈后钢筋疲劳性能退化规律,在考虑锈蚀率和应力范围影响的基础上,对28根混凝土中自然锈蚀钢筋试件进行轴向拉伸疲劳试验。经统计回归,建立了考虑锈蚀率影响的锈蚀钢筋疲劳曲线方程,给出了不同保证率、不同预期疲劳寿命下自然锈蚀钢筋容许应力范围的建议值。同时,通过锈蚀钢筋疲劳断口扫描电镜的对比分析,解释了锈蚀钢筋疲劳性能的退化规律。研究结果表明:锈后钢筋应力范围与疲劳寿命的对数关系仍呈线性,但疲劳寿命显著降低,且应力范围越大其降低幅度越大;断口瞬时断裂区面积比随着应力水平的提高而增加,且锈蚀越严重,其增长速度越快。

拉伸疲劳试验证明:护发素有益于受损毛发

当前护发产品的大多数消费者,都希望他们的头发结实、有弹性和富有光泽,然而消费者又不想放弃可能对发丝造成累积损伤的繁复发型塑造(例如漂浅、烫发和染发)。日久天长,即使梳理都可能损伤头发的毛表皮,在发丝表面上产生裂缝和缺口,使得头发失去光泽并明显发生断裂。因此,消费者一直在寻求能滋养、保护,甚至在受损时能"修复"头发的制品。

钢丝绳的拉伸疲劳性能

介绍了钢丝绳位伸疲劳试验的有关技术问题及研究成果 .设计成功的钢丝绳与试验机联接的专用锚具、优化出的一套试验室条件下的绳头浇铸工艺 ,可应用于相关研究工作 ;研究得到的S -N曲线族及其曲线方程、Goodman -Smith图和疲劳强度计算经验公式、钢丝绳的拉伸疲劳性能和疲劳破坏规律、从宏、微观两个方面对钢丝绳疲劳破坏机理进行的初步研究等等 ,对钢丝绳结构工程设计人员具有一定的参考价值 .

就地热再生沥青混合料间接拉伸疲劳性能研究

为了系统评价就地热再生沥青混合料疲劳性能,应用简介拉伸试验评定了不同应力比、不同温度及空隙率下的就地热再生沥青混合料疲劳性能,研究结果表明:随着应力比水平从0.3逐渐升高至0.5,沥青混合料疲劳寿命呈指数形式逐渐降低,且对传统的单对数疲劳方程呈现较好的相关性;空隙率每增加1%疲劳寿命将会降低45%左右。

3D-C/SiC复合材料拉—拉疲劳模量和电阻的变化

在室温最大应力为 2 5 0MPa、应力比R =0 .1和频率为 6 0Hz条件下 ,对 3D -C/SiC复合材料进行了拉—拉疲劳试验。用共振法和电阻增量仪分别测试了杨氏模量及电阻的变化。结果表明 :随循环次数增加 ,杨氏模量呈显著下降、缓慢下降和突然下降的变化规律。杨氏模量的下降大部分发生在疲劳循环的前6 0 0次。缓慢降低阶段约占疲劳寿命的 94 %以上 ,此阶段杨氏模量变化率与循环次数的对数近似呈线性关系 ;电阻变化率除首次循环降低外 ,随着循环次数增加一直在增加。增加规律大致可分为缓慢增加、台阶式增加和急剧增加三个阶段。材料的电阻变化率基本反映了纤维的损伤程度和破坏形式 。

沥青混合料疲劳响应模型试验研究

首先总结分析了沥青混合料不同疲劳试验方法的特点、两种疲劳试验控制模式的适用范围,建议采用应力控制模式的间接拉伸疲劳试验方法。然后分析了不同试验因素的影响,选定了加载波型,确定了疲劳试验的应力比水平、频率及温度等试验参数的范围。采用旋转压实成型方法,对3种沥青混合料进行试件成型。分别考虑3种空隙率水平,应用均匀试验设计方法,进行了不同温度、频率、应力比水平下的间接拉伸疲劳试验,对试验结果进行了显著性分析,并应用多元线性回归方法,得到了适用于不同荷载条件下基于温度、频率、沥青饱和度、初始应变及初始劲度模量的沥青混合料疲劳模型。与国外疲劳模型进行了对比分析,表明得到的疲劳模型具有较好的比对性,可用于沥青混合料疲劳寿命的预估。

航空有机玻璃的疲劳性能

通过对航空有机玻璃进行拉伸疲劳试验得到了不同应力水平下的拉伸疲劳S-N曲线以及条件疲劳强度,研究了应力比对有机玻璃拉伸疲劳性能的影响。结果表明:该有机玻璃在应力比为0.4,0.1,-0.1条件下的疲劳强度分别为63.0,57.3,48.4MPa,其对应的拉伸疲劳S-N曲线随着应力比的增加整体上移;在相同应力水平下,应力比越大,该有机玻璃的拉伸疲劳寿命越长。

基于不同成型工艺的几种高强度螺栓疲劳性能的研究

为了增加航空材料在紧固连接件上的拓展应用,文中按照螺纹制成方法以及热处理过程的不同对高强度螺栓进行拉伸疲劳试验,采用三参数对数法得到高强度螺栓的S-N曲线进行对比分析。分析结果表明,使用1Cr15Ni4Mo3N和30CrMnSiNi2A材料并采用先淬火再滚制方式处理的高强度螺栓具有更高的条件疲劳极限。

浸水状态对沥青混凝土疲劳寿命的影响

为了研究无水、静水和循环水3种浸水条件对沥青混凝土间接拉伸疲劳寿命的影响,轮碾成型SMA-13、AC-16和AC-20标准车辙板,空隙率为7%±1%,用钻芯机钻取直径100mm、双面磨成厚度为40~45mm的圆柱形试样;在气动伺服材料试验机上进行在无水、静水和循环水条件下的间接拉伸疲劳试验。试验结果表明,有水显著地缩短了沥青混凝土的疲劳寿命,静水和循环水条件对沥青混合料疲劳寿命的影响无显著区别。

一种舰用橡胶减振器疲劳寿命预测方法研究

针对橡胶减振器在舰船设备应用中常伴随着不可预见的疲劳失效问题,对舰用BE-300型橡胶减振器疲劳寿命预测方法进行了研究。基于连续介质力学理论,通过开展橡胶材料拉伸疲劳试验,建立了减振器橡胶材料的疲劳寿命预测模型;根据减振器橡胶材料的单轴拉伸和单轴压缩试验数据拟合结果,选择2阶多项式本构模型进行了橡胶减振器的有限元仿真;根据有限元仿真计算结果提取了橡胶减振器的最大主应力分量,结合橡胶材料疲劳寿命模型预测了橡胶减振器的疲劳寿命。研究结果表明:选取不同的疲劳损伤参量所得到的寿命预测结果并不相同,以等效应变为损伤参量对橡胶减振器寿命进行预测得到的结果与实际情况较为符合,该方法可用来预测舰用橡胶减振器的疲劳寿命。

基于数字图像相关方法的沥青混合料疲劳性能研究（英文）

为研究间接拉伸疲劳试验过程中试件中部拉应变的发展规律,选择3种不同最大公称粒径的热拌沥青混合料在4种不同应力比下进行间接拉伸疲劳试验,并采用数字图像相关方法,通过工业相机记录散斑位置随时间的变化,分析疲劳试验过程中试件表面的应变/位移场.试验结果表明,由于压头位置局部应变较大,竖向位移曲线不能准确评价混合料的疲劳性能;基于竖向及横向应变场的分析,定义间接拉伸疲劳试验的最佳疲劳开裂区域为试件中部40 mm×40 mm的方形区域;基于DIC方法可获取试件底部中间的拉应变曲线并建立疲劳方程,从而可以进行沥青混合料疲劳寿命预估.

不同压实方法成型SMA-13疲劳性能研究

为了研究不同成型方法对沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA-13)疲劳性能的影响,采用垂直振动压实法(VVCM)、标准马歇尔(Marshall)法和Superpave旋转压实(SGC)法制备SMA-13。通过间接拉伸疲劳试验评价混合料的疲劳性能,应用威布尔分布建立疲劳方程。研究表明:不同方法设计的SMA-13疲劳性能均服从双参数威布尔分布,采用不同方法设计SMA-13疲劳方程可以准确预估其疲劳寿命;压实方法对SMA-13疲劳性能影响显著,在应力水平为0.45且失效概率为5时,VVCM设计的SMA-13疲劳寿命较Marshall法提高了33%,较SGC法提高了9%。

316L不锈钢光滑和缺口件疲劳特性分析

主要针对316L不锈钢光滑和缺口件进行拉伸和低周疲劳试验,并对试验数据进行处理分析,结果表明:在拉伸时没有出现明显的屈服平台,缺口件的屈服强度和抗拉强度均比光滑件高,该材料具有良好的塑性;其断口破坏形式均为垂直断口,断裂形式一致。

沥青混合料预缺口试件直接拉伸疲劳损伤分析

为了研究沥青混合料疲劳损伤断裂特性,应用断裂力学积分守恒定律,提出一种关于沥青混合料对称边缺口试件拉伸疲劳损伤的封闭解法,并根据有限元计算与有关试验结果的对比,确定了合适的试件缺口处应力集中系数和沥青混合料疲劳损伤特性参数,同时证明了在拉伸疲劳试验情况下所提出的沥青混合料非线性疲劳损伤模型的有效性。根据非线性有限元计算,分析了沥青混合料含缺口试件拉伸疲劳损伤开裂、裂纹扩展过程,讨论了不同阶段试件内部损伤度、拉应力的分布规律,以及它们和试件位移、疲劳寿命随预制裂纹起裂、扩展的变化规律。研究结果表明:基于疲劳损伤有限元和Paris公式的沥青混合料含缺口拉伸试件的疲劳损伤分析结果与直接拉伸疲劳试验结果基本一致,但基于Paris公式的计算结果无法反映试件在起裂和扩展初期阶段裂纹扩展速率的变化情况。

沥青稳定碎石基层厚度对其动态力学性能的影响研究

选定2种常用沥青稳定碎石基层混合料,采用大马歇尔实验法确定其最佳沥青用量.依据最佳沥青用量,以2.0、2.5、3.0倍最大公称粒径高度成型试件,进行动态贯入蠕变试验和间接拉伸疲劳试验,分析不同试件高度对动态贯入蠕变模量和疲劳寿命的影响.试验结果表明,2种沥青稳定碎石基层混合料在80mm左右厚度能获得较高的动态贯入蠕变模量和疲劳寿命.因此,对于沥青稳定碎石单层摊铺厚度推荐在80mm左右,这将获得良好的路用性能.

循环荷载作用下沥青混合料的黏弹塑性损伤本构模型

为较好描述损伤状态下沥青混合料的黏弹塑性应力-应变关系、明确动态循环荷载对其损伤本构关系的影响,利用经典黏弹塑性流变理论,在Burgers黏弹性模型上串联一个黏塑性元件,并根据损伤力学应变等效原理,建立了一个能体现动态循环荷载作用特点及能考虑加载频率影响的沥青混合料黏弹塑性损伤本构模型.同时进行间接拉伸疲劳试验,研究加载频率、环境温度、应力水平、沥青用量及沥青种类对混合料应力-应变关系的影响,并标定模型参数、验证模型的有效性.结果表明:所建模型不仅能较好描述沥青混合料在动态循环荷载作用下的损伤本构关系,还能体现加载频率、环境温度及荷载水平等因素对应力-应变关系的影响;模型参数意义明确、规律性强,值得进一步研究和推广.