基于超高速相机的数字图像相关性全场应变分析在SHTB实验中的应用

基于超高速相机和数字图像相关性全场应变分析方法对传统的分离式Hopkinson拉杆(SHTB)实验系统进行改进,获得尼龙和铝合金材料的动态拉伸应力应变曲线,验证了数字图像相关性全场应变分析在SHTB实验中的有效性。实验结果显示:该方法测量的平均应变与应变片测量结果一致性很好,而传统的SHTB实验原理计算的应变结果则明显偏大,需要对试件原始标距进行修正后才能获得有效的试件应变,并且在试件的材料和几何尺寸不变的条件下标距修正不依赖于应变率。基于数字图像相关性全场应变测量,讨论了应变均匀性问题:脆性的尼龙试件在标距范围内应变均匀性良好,而韧性的铝合金试件表现出比较严重的应变不均匀性,归因于颈缩变形的影响。

真三轴煤层钻孔承载破坏层理效应试验研究

为探究层理对真三轴环境下煤层钻孔动态破坏特征影响,采用煤岩体单面可视真三轴试验仪器开展含层理煤层钻孔承载破坏试验,并结合数字图像相关和声发射分析方法进行研究。研究结果表明:试样破坏经历3个阶段,阶段Ⅰ,分析区域边缘剪切应变集中,孔壁破裂伴随煤颗粒弹射,声发射累计事件数和能量活跃性较低;阶段Ⅱ,孔周剪切应变场呈蝴蝶形状分布特征,孔壁两侧煤碎片弹射、煤块剥落,呈“V”形破坏,声发射累计事件数和能量活跃性较高;阶段Ⅲ,试样层理处剪切应变集中,出现宏观剪切裂纹,呈拱形分布特征,声发射累计事件数和能量活跃性强烈。研究结果对钻孔卸压机制研究具有参考意义。

硫化胶直角撕裂性能评价新方法

采用数值模拟和试验验证相结合的方法,对现行橡胶测试样条无割口直角形撕裂强度评价方法进行优化,首先通过仿真软件对橡胶测试样条不同夹持距离直角口处的撕裂能进行数值模拟,然后将先进视频引伸计与数字图像相关分析软件联用以获得测试样条的撕裂应变分布云图及多位置应变随时间的变化曲线,提出了结合应变分布云图和撕裂强度修正值综合评价胶料无割口直角撕裂性能的新方法,通过纯天然橡胶、天然橡胶/合成橡胶共混胶撕裂强度测试验证了该方法的适用性。结果表明,当测试样条其他参数相同、夹持距离不同时,其非有效测试区域的拉伸程度不同,直角口处撕裂能也不同,增加了测试结果的波动性。较之于现行标准,采用撕裂强度修正值可以减小平行测试结果的变异系数,其测试结果与胶料中炭黑分散度呈正相关。

桩—土相互作用的研究

本文采用了数字图象相关分析法对土中的桩进行了试验研究 ,研究了桩—土之间的相互作用 ,发现了一些有参考价值的现象 ,得到了一些新的结论 ,为桩基础的研究和桩基础的工程应用提供了一种有效的研究方法 。

定向有机玻璃疲劳断裂性能的频闪法研究

疲劳裂纹扩展前应力集中区域变形场的测试对材料疲劳性能的研究起到至关重要的作用。但由于疲劳试验为动态的过程,在动态下测量比在静态下要复杂得多,这样就给变形场的测量带来了困难。通过调节频闪光源的频率使其与疲劳试验机的频率相同,可把此动态过程转换为准静态过程,采集不同循环周期内的相同时刻的灰度图像,并运用数字图像频域相关分析法进行测试。本文运用此方法对定向有机玻璃缺口应力集中区域的变形场进行了测试,并分析得出其层间疲劳断裂力学性能薄弱的结论。