TC21钛合金中应变速率拉伸力学行为实验研究

对网篮组织TC21钛合金进行了0.001 s-1～50 s-1的中应变速率室温拉伸试验。试验结果表明,TC21拉伸力学行为在试验应变速率范围内具有明显的应变速率强化效应、应变硬化效应和随应变速率升高而逐渐增大的温升软化效应;屈服应力的应变速率相关性在6 s-1时发生转折;随应变率的升高,应变硬化效应减小,断裂应变和失稳应变增大;试验应变速率范围内TC21的变形机制为位错的热激活机制。SEM和金相观察结果表明,TC21的断裂方式均为韧性断裂,断裂机理为微孔洞的聚集和长大。

适用于小型岩石试件的三轴压缩试验技术与设备的开发及其应用

为了用有限的岩石试样在室内进行大量的岩石力学试验测试,对直径10 mm、长度20 mm的小型岩石试件进行开发、制作。同时对S.Okubo等(2002)开发的透明围压容器进行改进,其围压可达10 MPa左右。用此改进的试验设备对小型岩石试件进行三轴压缩试验。通过对田下凝灰岩的试验,由小型试件得到的力学参数——黏聚力和内摩擦角,与用常规试件获得的试验结果相一致。而且在载荷速率交替变换的试验中,用一个小型试件就可获得应力–应变曲线的载荷速率相关性。通过对三峡库区周边滑坡地带采集的岩石试样的测试,成功获得不同岩石的强度特性曲线及表示载荷速率相关性的参数。

关于三峡库区周边坡体岩石特性的考察

岩石强度的载荷速率相关性与岩石的时间相关性特性及粘弹性性质密切相关,而且强度的载荷速率相关性越大,越容易发生蠕变破坏。对于坡体来说,如果构成坡体的岩石的时间相关性很显著,那么即使在比较低的应力下仅施加一点载荷,也容易发生变形。针对三峡库区周边滑坡多发,采集了组成滑坡坡体的4类主要岩石-泥岩、灰岩、泥质砂岩及砂岩。通过室内岩石力学强度试验,获得了不同岩石的强度特性曲线及表示载荷速率相关性的参数n。利用一个试件通过载荷速率交替变换获得了不同应变速率下的应力-应变曲线,从而根据强度的变化率不仅获得了峰值强度的载荷速率相关性,而且还求得了残余强度的载荷速率相关性。在单轴压缩试验中,残余强度的n值与峰值强度的n值有较大的差异,但在三轴压缩试验中两者的差异却不太明显。而且在气干状态下,不管是峰值强度还是残余强度的n值均随着围压的增加而增加。

自保护隔震支座力学性能试验研究

为解决传统隔震支座不具备自保护能力的问题,研发了一种自保护隔震支座,并对其工作机理进行了阐述。据该隔震支座在不同侧向荷载作用下的工作特点可将其分为两个工作阶段。根据隔震支座的自保护能力要求对支座滑移材料进行了摩擦性能测试及择优分析,并对本次设计的自保护隔震支座及传统隔震支座进行了力学性能试验,结果表明:自保护隔震支座比传统隔震支座的竖向刚度最大降低幅值为21.91%,但仍具有足够的竖向刚度承受上部荷载,且这种差异随着竖向面压的增大而逐渐减小;支座在第一工作阶段的水平剪切变形加载下未滑动,发挥与传统隔震支座相同的功效,其滞回特性表现为典型的双线性特点;在第二工作阶段的水平剪切变形加载下支座开始滑动并摩擦耗能,其滞回曲线呈现为三线型特征,虽然有一定的捏拢,但滞回曲线的包络面积仍比传统隔震支座增加约86%;自保护隔震支座在第一工作阶段随加载速率的增加,屈服力和屈服后刚度均有增加,对应包络曲线的面积也呈增大趋势,整体的滞回曲线仍和传统铅芯橡胶支座相似,呈现出典型的双线性特性;在"第二工作阶段"启动后随着加载速率的变大,自保护隔震支座在复位段的捏拢现象逐渐减轻且支座在滑移状态下的性能逐渐趋于稳定。通过对试验曲线进行参数识别发现自保护隔震支座的恢复力模型可以采用呈捏拢效应的Bonc-Wen模型进行模拟,且拟合曲线与试验曲线吻合较好。