材料应变率对圆柱壳轴向冲击屈曲的影响

研究了轴向冲击载荷作用下材料应变率对圆柱壳弹塑性冲击屈曲的影响 ,采用Karman_Donnell运动方程 ,本构关系采用增量理论 ,联立Cowper_Symonds关系 ,求得相应的动屈服应力 ,借助增量数值计算方法求解运动方程 ,计算表明 :材料的应变率敏感性显著地提高了结构的抗冲击屈曲能力 ;基于B_R准则的屈曲判断方法和采用Southwell方法可以获得一致的临界屈曲载荷。

PE/PP混杂纤维应变硬化碱激发复合材料力学性能研究

应变硬化碱激发复合材料(SHAAC)兼具低碳环保和高韧性的优点,但高昂的成本限制了其工程应用。为降低成本,研究采用PP纤维替代PE纤维,开发了一种混杂PE/PP纤维SHAAC,并通过轴压与轴拉试验及成本分析,探讨了不同PP纤维替代率(0%、25%、50%、75%和100%,体积分数)对混杂PE/PP纤维SHAAC的轴压、轴拉性能和成本的影响。结果表明:采用PP纤维替代PE纤维时,SHAAC的轴压、轴拉强度及裂缝控制能力随着纤维替代率的增加而降低,但在PP纤维替代率低于75%时,SHAAC仍可呈现伪应变硬化和多缝开裂现象;当PP纤维替代率为50%时,SHAAC极限拉伸应变最高(8.40%),且能保持较高的轴压和轴拉性能,同时成本可降低29.00%,且综合性能与成本比值最高。

粗骨料对超高性能应变硬化水泥基复合材料(UHP-SHCC)性能的影响

根据超高性能混凝土(UHPC)的制备理论和应变硬化水泥基复合材料(SHCC)的设计原理,制备了超高性能应变硬化水泥基复合材料(UHP-SHCC),研究了钢纤维改性处理和粗骨料的级配(最大粒径分别为6.00、8.00、9.75 mm)与掺量(0、5%、11%、15%)对UHP-SHCC抗压强度和拉伸行为的影响。结果表明:与未改性钢纤维相比,改性钢纤维使UHP-SHCC的应变硬化行为更明显;通过合理调控粗骨料的级配和掺量,有效提高了UHP-SHCC的抗压强度,改善了UHP-SHCC的拉伸应变硬化效果,但随着龄期从7 d增至28 d,UHP-SHCC的应变硬化效果略有减弱。

刚性基体高应变复合材料在空间可展结构中的应用及发展

梳理了空间可展结构的分类及发展趋势,从铰接可展结构-带簧铰链、杆状可展结构、面状可展结构及体可展结构四个方面调研了刚性基体高应变复合材料在空间可展结构中的应用现状,从力学和黏弹性特性方面提出了其在可展结构中的应用优势及需要考虑的问题。高模量、低密度、低膨胀系数的刚性基体高应变复合材料是空间可展结构的应用方向,而刚性基体高应变复合材料可展结构的设计方法,以及将其用于大尺寸可展结构的低成本和高精度制造工艺仍有很大的探索空间。

应变硬化水泥基复合材料(SHCC)设计理论及力学性能研究进展

应变硬化水泥基复合材料(SHCC)克服了普通混凝土韧性差、裂缝宽度难以控制等缺点,在拉伸状态下呈现准应变硬化和多缝开裂特性,韧性和耐久性优异,应用前景广泛。我国针对SHCC的研究起步较晚,目前已开展了大量研究,取得了众多成果,但仍存在不少课题。本文首先对SHCC的性能定位、承载机制以及设计方法进行了阐释,重点说明了微观材料参数对SHCC材料宏观力学性能的显著影响;在此基础上重点聚焦SHCC的拉伸性能在我国的研究现状进行了综述,并对其他力学性能进行了简要概述,综述结果证明了上述设计理论在SHCC材料设计过程中的重要指导作用;最后总结了目前研究中存在的课题并对将来的发展进行了展望。希望本文能对SHCC的进一步深入研究和推广应用提供一定的借鉴作用。

考虑材料应变硬化的结构极限分析的弹性模量缩减法

基于应变能等效原则求解了考虑材料应变硬化的等效屈服强度,建立了双线性、幂强化和Ramberg-Osgood材料的等效弹塑性模型,定义了基于等效屈服强度的单元承载比,给出了动态识别高承载单元的基准承载比,利用变形能守恒原则确定了高承载单元的弹性模量缩减策略,进而建立了考虑材料应变硬化结构极限分析的弹性模量缩减法,解除了弹性模量调整法受理想弹塑性材料本构关系的限制,可应用于考虑材料应变硬化的结构承载力设计与安全评估中.

基于体视显微镜的细观材料应变检测方法研究

提出了一种基于双目体视显微镜和数字图像相关技术来解决细观材料三维全场应变测量的方法,举例说明了传统的校准技术在校正立体显微镜畸变过程中存在的问题,进而提出了一种新颖的校准方法来对显微镜进行标定,从而获得较高的三维位移场和应变场测量精度。液压胀形实验的应变测量结果表明,该细观应变测量系统在测量细观材料表面全场应变时具有可行性,同时有限元模拟的结果与实验结果比较吻合,最大主应变的偏差在10%之内,证明了该系统可以准确地测量微小尺寸的材料应变。

聚合物基柔性导电应力应变复合材料的研究进展

柔性导电应力应变材料具有优异的拉伸性、导电性,在传感器、可折叠电子设备等方面有广泛的应用,其中聚合物基柔性导电应力应变材料因制备方法简单且性能优异而受到广泛的关注。文中综述了应用于应力应变传感方面的聚合物基柔性导体的制备方法的研究进展,包括直接混合法、表面改性法、喷涂打印法和渗透填充法以及表征手段,并总结了该领域存在的问题,展望了该领域今后的研究方向。

数值仿真中单元密度对材料失效应变的影响

对普通船用低碳钢拉伸实验进行数值校准计算,确定用于数值仿真计算中的材料最大失效应变参数。通过改变有限元网格大小,确定不同网格密度对应的材料失效应变与工程断裂应变的关系,绘制了数值计算中材料失效应变的修正系数α曲线。

Si_(1-x)Ge_x/Si应变材料的生长及热稳定性研究

利用分子束外延 ( MBE)技术生长了 Ge组份为 0 .1～ 0 .46的 Si1-x Gex 外延层。X射线衍射测试表明 ,Si Ge/Si异质结材料具有良好的结晶质量和陡峭界面 ,其它参数也可准确控制。通过 X射线双晶衍射摇摆曲线方法 ,研究了经 70 0°C、80 0°C和 90 0°C退火后应变 Si Ge/Si异质结材料的热稳定性。结果表明 ,随着退火温度的提高 ,应变层垂直应变逐渐减小 ,并发生了应变驰豫 ,导致晶体质量退化 ;且 Ge组分越小 ,Si1-x Gex 应变结构的热稳定性越好 ;

Pd-Cr合金高温应变材料

运用金相、扫描电镜能谱微区分析、Ｘ－射线衍射等技术，对Ｐｄ－Ｃｒ合金的加工工艺、性能、结构进行研究，通过快冷成型工艺，获得了结晶状态和加工性能良好的合金铸锭。同时，通过表面分析技术，对合金的氧化机理进行了探讨。由中国昆明贵金属所提供丝材，美国宇航局刘易斯研究中心研制的８００℃温度补偿应变计，在世界同类产品中为姣姣者。

国产钢结构用Q345(16Mn)钢在恒载升温条件下的应变-温度-应力材料模型

为了对我国钢结构耐火设计与评估提供基础数据,利用微机控制电液伺服试验机及加温装置和特别设计的变形测量装置,采用恒载升温试验方法,对国产10个钢厂生产的钢结构用Q345(16Mn)钢进行424次试验研究。把钢材总应变分离成初始应变、自由膨胀应变和耦合应变,构造出钢材的应变-温度-应力材料模型。当结构的应力水平确定后,应变-温度-应力模型给出材料应变随温度上升的变化规律,为钢结构的高温变形计算提供支持;如果规定了结构的破坏应变,则可确定结构在给定应力水平下的临界温度用以钢结构保护层厚度计算;如果已确定结构的最高温度和破坏应变,可用该模型计算钢材的设计强度进行钢结构高温承载力复核。所建立的ε-T-k模型可直接应用于任何静定钢构件,也可近似直接应用于约束作用较小或初应力较大的超静定钢构件;当与恒温加载模型联合使用,可应用于火灾中任意力-热途径作用下钢结构的全时程分析。

红外光谱法研究共聚酰胺酸应变材料的热酰亚胺化

本文用红外光谱法研究了两种共聚酰胺酸ＭＰＢ和ＯＰＢ以及对照体系ＭＰ，在１７５～３５０℃温度范围和空气下，以薄膜状态经热酰亚胺化反应转化为共聚酰亚胺过程的吸收谱带变化，确认２５０～２６０℃和６０ｍｉｎ为用作应变材料的最佳酰亚胺化条件，当温度高于２５０℃时发生氧化和二次化学转化。文中用聚酰胺酸热酰亚胺化反应机理的观点，讨论了共聚酰亚胺的结构、性能及与应变特性的关系。

应用耦联变分原理于应变硬化材料塑性变形的物理模拟计算

文献 [1～3] 建立了耦联系统的变分原理, 并明确指出, 这些原理适用于弹性和弹塑性变形体所构成的耦联系统。本文对这一命题做进一步说明,

250℃高温稳定的亚胺型箔式应变计基底材料

采用3种两苯酐基间连接不同桥基的二元酐与一种芳香二元胺经溶液共缩聚合成多元共聚酰胺酸,再配加适量热固性酚醛树脂制成浅棕黄透明高分子量粘稠应变胶液,该胶液经成膜和高温固相热亚胺(固)化反应,形成具有高的粘接性(LSS为28MPa)和高的玻璃化温度(Tg为277℃)及高温(250℃)蠕变稳定的被认为是半互穿聚合物网络(SIPN)结构的应变计基膜材料.经用户用此胶制成箔式电阻应变计,测试在极限工作温度(250℃)下的使用性能指标远超过国标A级,满足了航天高温测试和应用的需要.

无表面修饰PVA纤维增强高韧应变硬化水泥基复合材料的性能研究

制备高韧应变硬化水泥基复合材料(SHCC)通常用经表面涂油处理的聚乙烯醇(PVA)纤维。本文通过利用无表面修饰的PVA纤维及高掺粉煤灰,制得高韧SHCC。通过控制粉煤灰掺量,利用减水剂调节水胶比,实现对基体强度的控制,得到有利于制备SHCC的基体。弯曲和直接拉伸试验结果表明,由无表面修饰PVA纤维增强的水泥基复合材料呈现多缝开裂和应变硬化特征,具有优良韧度和延展性。纤维增韧作用主要体现在挠度硬化阶段,但对于强度较低的SHCC而言,挠度软化阶段中也呈现较明显的纤维增韧作用。高掺粉煤灰时,无表面修饰PVA纤维增强的SHCC所呈现出的直接拉伸极限应变达3%以上,与经表面涂油PVA纤维增强的SHCC相当。

材料力学微应变测量系统信号调理电路设计

材料力学应变测量实验中,试件在较小负荷作用下所产生的应变信号十分微弱,而各种噪声信号较被测应变信号强很多倍,因此在信号检测时要设法提高信号的信噪比。实验证明常规的信号检测方法不能有效地检测出有用信号,这就要求采用微弱信号检测的方法来对被测信号进行处理以实现这一目的。本文主要研究内容是在微弱信号检测理论的基础上,根据材料力学应变电测法原理设计出信号调理电路。

低压MOCVD外延生长InGaAsP／InP应变量子阱材料与器件应用

本文报道用低压有机金属化合物化学气相淀积（ＬＰ－ＭＯＣＶＤ）外延生长ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ应变量子阶材料，材料参数与外延条件的关系，量子阱器件的结构设计及其器件应用．用所生长的材料研制出宽接触阈值电流密度小于４００Ａ／ｃｍ２（腔长４００μｍ），ＤＣ－ＰＢＨ结构阈值７～１２ｍＡ的１．３μｍ量子阱激光器和宽接触阈值电流密度小于６００Ａ／ｃｍ２（腔长４００μｍ），ＤＣ－ＰＢＨ结构阈值９～１５ｍＡ的１．５５μｍ量子阶激光器以及高功率１．３μｍ量子阱发光二极管和ＩｎＧａＡｓＰＩＮ光电探测器．

亚胺型高分子应变材料的研究与应用

通过共聚共混法研制了用于制作和安装实验应力分析和传感器用耐高低温和塑性应变计的新型亚胺型基底胶和胶粘剂,同时介绍了获得优良性能材料的影响因素、工艺条件和基本特性以及初步应用结果。

“依赖应变历史材料”结构动力松弛法静力分析中规避虚假应变历史的非线性弹性增量算法

针对SHDM结构(由依赖应变历史材料制成的结构)有限元非线性静力平衡方程组动力松弛法(DRM)迭代求解时的积分点应力更新步骤,提出非线性弹性增量算法,即在一个静力增量步内固定材料的加卸载路径,使之在该增量步内成为非线性弹性材料。该应力更新算法能使包括收敛解在内的迭代序列中不含虚假应变历史。此外,该算法还可避免静力解答精度依赖于静力增量步长的局限性。通过三个SHDM结构的数值试验对该算法进行了验证。该算法可望对SHDM结构非线性有限元静力问题DRM分析技术的发展起促进作用。