中间主应力对花岗岩双轴压缩破坏过程的声发射演化特征影响

为了探究中间主应力对花岗岩双轴压缩破坏过程的声发射演化特征影响,对花岗岩于不同中间主应力下双轴压缩破坏过程的声发射信号开展了时域及频域多角度综合分析。试验结果表明:中间主应力对花岗岩双轴压缩破坏的声发射前兆有显著影响,即随着中间主应力增大,声发射累计振铃计数达到连续性急剧突变增长阶段的应力水平减小,b值的连续下降速率减小,优势频段(125~250 kHz)占比发生明显转变时的应力水平降低,但低频高幅值信号所占比例增加。得到了花岗岩双轴压缩破坏的多种声发射前兆特征,即在岩石失稳破坏前夕,声发射累计振铃计数呈现连续性急剧突变增长以及b值持续性显著下降,低频高幅值信号出现,优势频段(125~250 kHz)占比展现增加趋势。

3D打印硅橡胶泡沫的压缩力学及长时应力松弛行为研究

以3D打印硅泡沫为研究对象,通过对其压缩应力应变曲线和原位压缩图像的分析,解释了不同压缩应变下的力学响应行为。结果表明:随打印层数增加,压缩平台高度降低而平台宽度增加,这与硅泡沫的应力“长柱”效应有关。进一步选用了层数为12层的3D打印硅泡沫,对其在机械-温度场作用下的应力松弛行为进行分析,发现机械作用和温度对应力松弛的增大有耦合作用,在50%压缩应变和353.15 K温度下其载荷保持率为0.89,在所有试样中最低。最后通过时温等效原理对3D打印硅泡沫的长时应力松弛行为进行了预测。结果表明:在298.15 K温度下,当硅泡沫处于密实化阶段时,其载荷保持率下降最快。但相较于无序泡沫,打印泡沫的长时应力松弛更低,以1年的时长为例,3D打印硅泡沫的载荷保持率为0.87,无序发泡硅泡沫的载荷保持率为0.82,这可能得益于其均匀的压缩应力分布。这项研究为理解和预测3D打印硅泡沫在不同压缩应变的长时应力松弛性能提供了参考。

压缩剪切平面应变试样的应力状态响应

为模拟金属塑性变形过程中的压缩剪切应力状态的平面应变特征,构建了平面压缩剪切试样。通过数字图像相关(DIC)技术和有限元模拟表征变形区Y方向的应力状态分布特征及压缩断裂过程。DIC结果显示,在压缩实验过程中,变形区的应变场分布与有限元结果吻合良好,有限元结果可靠。有限元结果表明,通过改变试样的缺口倾角,可以定量控制应力三轴度的大小,并且主应变方向与缺口倾角方向一致。在变形区Y方向发生压缩剪切的平面应变,同时试样边缘位置相对于中心位置具有更低的Lode角参数,具有双向压缩加载特征,使得静水压力增大,应力三轴度进一步降低至-0.823。

超高压隔膜压缩机工作过程瞬态仿真及膜片应力分析

为提高超高压隔膜压缩机膜片寿命,结合压缩机热力过程、固支圆板变形以及曲柄连杆运动等基本方程,建立了隔膜压缩机气体-膜片-液压油耦合瞬态仿真模型,并基于仿真瞬态油压和气压,采用数值模拟方法,研究了排气压力达到200 MPa级和45 MPa时膜片的应力分布,分析了膜腔型线对膜片应力与寿命的影响。研究结果表明:膜片变形减小,其沿厚度方向的应力梯度随之降低;当排气压力达200 MPa级时,即使膜片接近水平位置,仍然处于受压状态,压应力达100 MPa,且膜片紧贴膜腔壁面时的最大径向应力低于基于自由变形理论的计算结果;当膜腔型线、膜片半径与厚度不变时,排气压力200 MPa级工况下的膜片径向应力相比45 MPa工况减小97 MPa;超高压下油压和气压对膜片挤压产生的压应力不可忽略,且排气压力越高,压应力越大;超高压下膜片气侧边缘位置应力幅最大,可通过增大型线挠度降低边缘径向应力及应力幅,提高膜片寿命。研究结果可为超高压隔膜压缩机膜腔型线设计提供参考。

压缩浇筑混凝土的应力-应变关系

压缩浇筑可以显著提高混凝土的强度和耐久性,无需添加任何化学添加剂和矿物掺料.采用压缩浇筑方法制作压缩浇筑混凝土试件,并开展单轴受压试验.试验结果表明,相比于普通混凝土,压缩浇筑混凝土的抗压强度和弹性模量显著提高,而峰值应力对应的应变稍有减小.基于现有混凝土应力-应变模型对试验结果进行回归分析,得到压缩浇筑混凝土的应力-应变关系模型.在此基础上,利用受弯定理推导了压缩浇筑混凝土受弯构件的等效矩形应力块参数模型.研究成果可为压缩浇筑混凝土构件的抗弯设计和分析提供理论依据.

温度⁃应力耦合下聚四氟乙烯压缩蠕变行为及本构描述

聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)具有耐高低温、耐化学腐蚀和高热稳定性等优点,已成为工业领域中不可或缺的密封材料,其压缩性能对密封结构的安全服役至关重要。通过对PTFE开展压缩试验和压缩蠕变试验,研究PTFE在不同温度下的压缩性能,探究应力、温度对蠕变行为的耦合影响规律。研究结果表明,PTFE的压缩屈服强度和压缩模量随温度的升高而降低。压缩蠕变性能受到温度和应力的耦合影响,在相同温度下,随着应力的增加,PTFE的瞬时应变和蠕变速率增加。在相同应力下,随着温度的增加,压缩模量降低,分子能量和自由体积增大,从而PTFE的瞬时应变和蠕变量增大,总应变也增大。最后,采用Burgers模型、Findley模型和时间硬化模型对PTFE在不同加载工况下的蠕变行为进行了分析,发现Burgers模型和Findley模型可以较好地描述PTFE在不同温度下的蠕变行为。本研究可以为PTFE压缩蠕变性能的密封结构设计及工程应用提供理论指导和数据支撑。

砂岩双轴压缩应力状态下的拉伸强度的实验研究

岩石材料的拉伸强度对于井壁稳定校核计算是一个比较重要的基础参数。一般的,对于金属材料,可以通过拉伸试验机来直接获得抗拉强度;但是对于岩土类材料,这种方法从第一步制样上可行性就较差。在实验室内获得岩石抗拉强度最常用的方法是巴西劈裂法,这是一种间接获得岩石单轴抗拉强度的方法,目前被ISRM(国际岩石力学协会)推荐并得到了广泛的应用。但这种方法也存在一定的局限性:首先,由于无法还原岩石的初始压实状态,因此在校核超深层岩石的拉伸强度时会有偏差;此外,这种方法的前提假设是岩石在线弹性阶段过后直接发生脆性破坏,这与砂岩实际变形规律不符。基于以上问题,本文从屈服理论出发,通过双轴压缩实验的方法确定了砂岩在地下的真实拉伸屈服强度以及极限拉伸强度,实验表明砂岩的屈服强度随围压增大而增大,符合岩石材料越致密强度越高的普遍认识。通过拟合外推可以得到等效的砂岩单轴拉伸屈服强度,与巴西实验数据结果非常接近,验证了这种方法获得带围压下砂岩拉伸屈服强度的可靠性。通过研究双轴压缩应力状态下砂岩的拉伸强度,可以为卸载工况下砂岩发生拉伸破坏提供更准确的校核依据,为砂岩井壁稳定提供理论与实验支撑。

EVA/CR TPV的压缩应力松弛及其可逆回复行为

采用动态硫化法制备了基于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)/氯丁橡胶(CR)的热塑性硫化胶(TPV),并对其力学行为、微观结构、压缩应力松弛、可逆回复行为以及EVA/CR质量比对可逆回复不同阶段应力松弛行为的影响进行了研究。结果表明:EVA/CR TPV的压缩应力松弛行为主要受EVA相影响,CR分散相对压缩应力松弛行为的影响较小;提高热处理温度或延长热处理时间,均可显著提高TPV压缩应力松弛可逆回复程度,且当温度在EVA熔点附近时,TPV应力松弛的可逆回复程度接近100%。

三维多角度应力强化灌注PVP手术治疗老年骨质疏松椎体压缩性骨折疗效分析

目的评估三维多角度应力强化灌注下经皮穿刺椎体成形术(PVP)对老年骨质疏松性椎体压缩性骨折(OVCF)的实际疗效。方法前瞻性纳入2022年3月至2023年3月于焦煤煤业(集团)有限责任公司中央医院骨科病区收治的OVCF老年患者为研究对象,共89例,所有患者均于院内行PVP手术。依据计算机随机数表法简单随机分为对照组(n=45)及试验组(n=44)。对照组给予常规PVP方式,试验组给予经椎弓根入路靶向骨折部位弥散灌注、椎骨骨折线旁应力侧强化骨水泥灌注的三维多角度灌注方式。随访6个月。比较两组治疗前后Oswestry功能指数、骨密度值、Cobb角及下肢行走能力、治疗有效率。随访结束后,统计两组治疗、随访期间(二次骨折、骨水泥泄露、腰椎持续性应激性疼痛)不良反应发生率。结果两组治疗后Oswesty功能指数、Cobb角均显著下降,骨密度T值、10m最大步行速度、平均步长均显著高于治疗前,差异有统计学意义(P<0.05)。试验组Oswesty功能指数[(39.95±8.24)分]显著低于对照组[(43.55±8.39)分],差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后,对照组与试验组骨密度T值分别为(-1.05±0.13)、(-1.56±0.11);Cobb角分别为(11.55±2.01)°、(10.53±1.55)°;10 m最大步行速度为(0.63±0.11)m/s、(0.86±0.19)m/s;平均步长为(0.68±0.09)m、(0.79±0.10)m。治疗后,试验组治疗有效率(93.18%)显著高于对照组(77.78%),差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后,试验组不良反应发生率[9.09%(4/44)]显著低于对照组[20.00%(9/45)],差异无统计学意义(χ^(2)=2.142,P=0.143)。结论三维多角度应力强化灌注PVP手术可显著改善骨质疏松性椎体压缩性骨折老年患者脊柱功能指标,增强下肢行走能力,可有效增加骨密度,且具备一定临床安全性。

定频滚动转子式压缩机启动阶段管路应力分析

为解决某空调器室外机启动工况下的管路应力问题,首先通过振动试验分析压缩机的瞬态振动特性,分析问题原因。然后建立管路振动有限元分析模型,以压缩机储液器上盖处的冲击响应谱作为激励,分析管路振动应力,并提出优化方案。结果表明:空调器启动瞬间压缩机最大切向振动加速度为稳定运行阶段的7.9倍,该冲击载荷激发了压缩机的刚体模态和吸气管路模态,进而引发吸气管口应力问题;管路优化方案的最大振动应力仿真值为34.3 MPa,相比原方案仿真值(65.9 MPa)降低47.2%,经试验验证有效。研究结果对采用定频滚动转子式压缩机的空调器启动管路应力分析和优化设计具有参考价值。

汽车空调压缩机阀片疲劳强度计算及应力分析

文章针对汽车空调压缩机阀片疲劳强度计算及应力分析的研究。选型阀片时候,对于如何选择材质、厚度、弹性模量、疲劳强度的合理性进行理论说明;同时对于阀片使用过程中出现的应力集中,导致的阀片断裂,进行分析并进行设计规避。让设计人员对于阀片的选择以及应力分析改善,提供实际对应方式。

橡胶球铰径向压缩刚度变化特性的研究

通过试验,系统性分析了某型橡胶球铰径向压缩刚度变化趋势。结果表明,橡胶球铰径向压缩刚度随着试验时间的延长呈现逐渐变小的趋势;随着试验次数和恒温时间的增大慢慢趋于稳定;橡胶层厚度对球铰径向压缩刚度变化趋势的影响不大。

双向渗流下考虑应力时空效应的组合桩复合地基固结理论研究

碎石桩和不排水桩联合使用的组合型复合地基,既可以提高地基承载力,又可以加快土体固结,对处理饱和软黏土地基有很高的应用价值。基于双向渗流的轴对称固结计算模型,考虑中心及外围碎石桩的体积压缩、桩体施工的扰动效应,建立了组合碎石桩-不排水桩复合地基固结微分方程,采用解析法推导了附加应力随时间和深度变化下的组合桩复合地基固结解析解,包括碎石桩、桩间土的平均超静孔隙水压力解和复合地基整体平均固结度解。进行退化研究,并与已有解分析对比;验证了此解的正确性,且通过参数分析研究了复合地基的固结性状。结果表明:复合地基底部附加应力越小、碎石桩与不排水桩布置越密集,固结越快;碎石桩施工的扰动效应对复合地基影响大于不排水桩;忽略碎石桩体积压缩的影响会高估复合地基固结速率,且桩径比越小,误差越大;理论解预测的复合地基固结度与实测值拟合性较好。

准静态压缩下“EPE/瓦楞纸板”缓冲系统能量吸收的研究

本研究主要探讨了发泡类材料与瓦楞纸板的共同缓冲作用。本研究将“EPE/瓦楞纸板”看作缓冲包装系统,并对其进行准静态压缩试验,得到材料的应力-应变曲线和能量吸收图,探究环境温度、EPE密度、EPE厚度对缓冲包装系统力学性能、能量吸收性能的影响。在应变为0.6时,组合缓冲系统(EPE_3、EPE_5)标准化能量(W/Es)吸收分别为0.2266、0.2024,较对照组EPE(W/Es=0.1835)增加了23.5%、10.3%;应变为0.6时,随着温度由-20℃增加至23℃、40℃,EPE_3吸收的标准化能量明显减小,EPE_3吸收的能量分别减少17.7%、20.9%,而EPE_5吸收的能量分别减少11.8%、19.9%;在上述应变状态下,EPE密度为24g/cm3的试样组合缓冲系统(EPE_3、EPE_5)具有最高的标准化能量吸收,分别为0.1916、0.1745;EPE厚度为30mm、40mm、50mm的组合材料(EPE_3、EPE_5)能量吸收曲线(W/Es-ε)重合度较高。瓦楞纸板在组合缓冲系统(EPE_3、EPE_5)中的缓冲作用不可被忽略;温度升高,组合缓冲系统的能量吸收会减少;EPE密度对组合缓冲系统力学性能有影响且存在“阈值效应”。EPE厚度对组合缓冲系统的力学性能影响不显著,增加EPE厚度会导致能量吸收曲线(W/Es-σ/Es)趋于平滑,使得最佳吸能点难以辨识。

花岗岩声发射多期应力记忆方向独立性的试验研究

为了研究花岗岩在压缩荷载阶梯循环下偏转加载时多期应力记忆方向独立性,采用自制的偏转加载装置对花岗岩进行不同偏转角度的阶梯循环加卸载试验,研究岩石在偏转加载循环后记忆先前多次循环中最大应力的凯塞效应(KE)以及抹录不净现象(IEP)。结果表明:花岗岩KE以及IEP均具有方向独立性,KE方向独立性存在的临界角度为10°,IEP方向独立性存在的临界角度为12°;偏转角度达到12°后,IEP会干扰KE对历史最大应力的记忆。

变工况隔膜压缩机曲轴动力学仿真分析

隔膜压缩机通过活塞运动挤压膜片达到压缩气体的作用,而这一过程中产生的排油压力会导致各传动部件受到复杂的交变载荷,而像曲轴等重要部件上则会产生较大的应力应变,这些复杂的作用力会引发曲轴等部件的强烈振动。针对这一问题,采用理论分析与ADAMS刚柔耦合仿真方法,对一台排气压力为45MPa隔膜压缩机的往复运动机构进行分析,结果表明:在额定工况下,曲柄销径向最大受力约为70282.4N,切向最大受力约为72593.2N,曲轴上最大应力值为141.36MPa,最大变形量为0.108mm;而对不同工况的分析结果显示,排气压力升高、曲轴转速变大都会导致曲轴上的应力增大。其中,转速变大对应力值的影响较小,而排气压力升高则对应力值的影响较大。

2050铝合金热压缩过程表面开裂与应力-应变曲线关联性分析

对喷射态2050铝合金进行了温度为350~530℃,应变速率为0.01~10 s~(-1)的热压缩实验,分析了试样表面开裂情况及其与应力-应变曲线间的关联性。结果表明,应变速率低于1 s~(-1)时,变形温度越高、应变速率越低,试样表面越容易开裂。试样在应变速率为0.01 s~(-1)、温度为470℃压缩时表面出现了肉眼可见的微裂纹;随着温度增加至530℃,试样开裂程度加剧。在温度为530℃时,随着应变速率由0.01 s~(-1)增加至10 s~(-1),试样开裂程度先减小后增大,应变速率为1 s~(-1)的试样开裂程度最小。应变速率一定时,不同温度下应力-应变曲线变化趋势基本一致,变形温度越低、应变速率越大,变形抗力越高,温度为350℃、应变速率为10 s~(-1)时峰值应力最高,为119.8 MPa,温度为530℃、应变速率为0.01 s~(-1)时峰值应力最低,为15.3 MPa。对比开裂与未开裂试样的应力-应变曲线,未发现试样表面开裂对应力-应变曲线造成明显影响,可见应力-应变曲线不能反映热压缩过程中试样表面的开裂情况。

铸态Mg-6Zn合金的半固态压缩变形行为及本构模型的建立

利用Gleeble-3500型热力模拟试验机对铸态Mg-6Zn合金在变形温度500,520,540℃,应变速率0.1,1,5 s^(-1)下进行半固态压缩试验,得到了真应力-真应变曲线;基于真应力和真应变试验数据及Arrhenius模型,建立该合金的半固态压缩本构模型,并进行试验验证。结果表明:Mg-6Zn合金的半固态压缩变形过程主要分为类弹性变形、应变硬化变形和流变黏塑性变形3个阶段;峰值应力随变形温度的升高或应变速率的减小而降低。利用建立的本构模型计算得到的真应力与试验结果之间的相关性很好,相关系数为0.947,平均相对误差为5.57%,说明该本构模型能够较准确地预测铸态Mg-6Zn合金的半固态压缩变形行为。

土工格室加筋正常固结粉质黏土应力应变响应

土工格室加筋正常固结粉质黏土对工程建设意义重大。基于土工格室与填土的相互作用机制和增量法,采用弹塑性理论、邓肯-张双曲线模型、修正剑桥屈服函数以及剪胀方程,推导了土工格室加筋正常固结黏土的应力应变响应计算模型,进行了土工格室加筋正常固结黏土的三轴固结排水剪切试验,实测不同围压下的应力应变关系,采用三轴试验结果验证了所提理论模型的正确性和可靠性。此外,采用所提理论模型进行了参数敏感分析,研究了填土的力学性质参数、格室的网格尺寸和力学性质参数对于加筋土应力应变响应的影响。研究结论表明,与砂砾料相似,土工格室约束作用对于正常固结黏土的内摩擦角影响较小,而黏聚力有所增加;随着轴向应变的增加或围压的减小,加筋效果逐渐明显;加筋正常固结黏土的强度和刚度随着非线性弹性常数k的增加、强度参数φ的增加和Rf的减小而增大,常数n对于加筋土应力应变响应影响较小。本研究成果可为工程建设提供理论借鉴。

经皮椎体成形术在脊椎应力性骨折中的疗效观察

目的:探讨脊椎应力性骨折采用经皮椎体成形术治疗的效果。方法:在本院收治的脊椎应力性骨折患者中选取2020年10月—2022年10月收治的168例,随机分为两组:对照组84例,予以经皮椎体成形术治疗,观察组84例,予以经皮椎体成形术+抗骨质疏松药物治疗。比较两组临床疗效,术前和术后3个月腰痛程度、腰椎和脊柱功能评分,以及随访1年再骨折等并发症发生率。结果:观察组比对照组治疗有效率高(97.62%VS 89.29%,P<0.05)。与术前相比,术后3个月两组VAS、ODI评分降低,JOA评分增加,且观察组变化幅度更大(P<0.05)。观察组骨关节痛、再骨折、肌肉软组织疼痛发生率均比对照组低(P<0.05)。结论:经皮椎体成形术具有一定的脊椎应力性骨折治疗效果,且加用抗骨质疏松药物治疗的效果更突出,可以更好降低腰痛程度,改善腰椎和脊柱影像学指标以及功能,防止术后并发症的发生,值得临床推广应用。