考虑应力路径效应的堆石料剪胀方程研究

为揭示堆石料应力路径和剪胀特性相互影响机理,分析了等向压缩试验、常规三轴试验以及等p试验之间的应力应变响应关系。采用理论分析和试验验证的方法,在弹塑性本构模型框架下,提出一种新的考虑应力路径效应的剪胀方程构建方法,并通过多种应力路径堆石料三轴试验对新的剪胀方程进行验证。预测结果表明:构建的剪胀方程可以考虑应力路径的影响,尤其是等应力比加载路径的影响。研究结论揭示了等向压缩试验和等p试验的重要性,建议在建立考虑应力路径影响的剪胀方程和本构模型时利用这两类试验。

高精度数控液压折弯机应力测试与变形分析

运用应变测试法对某型号数控液压折弯机机身在满载压底折弯工况下的静态应力和变形进行测试。应力测试结果表明,机床侧板喉口区域应力超过200 MPa,最大应力达227.9 MPa,滑块两侧油缸区域应力达300 MPa以上,滑块底面和工作台顶面测点整体应力较小,但在长度方向存在应力不均匀性。变形测试结果表明,滑块变形形状整体趋于水平,工作台变形下凹,滑块最大变形达到1.92 mm,工作台达到1.65 mm,整体刚性较差;工作台液压补偿时,工作台和滑块变形均大幅减小,变形明显改善,折弯精度显著提高。应力和变形试验分析为后续该机型的有限元分析和结构优化设计提供了可靠的参考依据。

三峡花岗岩在不同加载方式下的能耗特征

采用RMT,MTS刚性伺服试验机,研究了三峡工程中隔墩花岗岩在三点弯曲断裂、劈裂拉伸、三轴压缩及单轴抗压等4种加载方式下的能耗特征。试验表明,在这4种方式中,三点弯曲断裂破坏的能耗最小,其次为劈裂拉伸、单轴抗压和三轴压缩。根据试验结果,在岩石工程中可以选择合理的破岩方式及加固方式。

含瓦斯水合物煤体强度特性三轴试验研究

含瓦斯水合物煤体力学性质准确测定是利用水合物技术预防煤与瓦斯突出的重要基础。利用水合固化反应与三轴压缩一体化原位试验装置开展了饱和度变化对含水合物煤体强度特性影响试验。结果表明:随着围压增加(1,2,3 MPa),含瓦斯水合物煤体应力-应变曲线从软化型向硬化型转化,破坏强度显著增加;随着饱和度增加,煤样破坏强度线性增加,饱和度对黏聚力和内摩擦角无明显影响;与含瓦斯煤体的强度特性比较发现,水合物生成提高了煤体破坏强度、变形模量和内摩擦角,而黏聚力没有明显变化。

微型单轴煤岩试验机的研制及试验研究

针对较小煤岩试件单轴抗压强度的测定和破坏规律研究的不足,设计针对φ5mm×10mm的微小试件单轴试验的微型试验机,对煤岩破坏过程中的裂纹扩展规律及破坏机制进行研究。该试验机主要由预应力装置、主加载应力装置、试件腔和液压传输系统组成,与现有试验机相比,有如下特点:(1)能够在煤岩试件加载过程中,与三维显微CT耦合使用,观测内部裂纹裂缝的产生、发展和对试件破坏的影响;(2)可以绘制出与普通试验机相类似的煤岩全应力–应变曲线,通过尺度效应换算系数a得出任意大小煤岩试件的单轴抗压强度,并且能够如实反映微型煤岩试件加载过程中的各个变形阶段;(3)与之前对煤岩破坏研究的数值模拟方法相结合并比较其结果的异同点,得出的结论可以深化煤岩破坏规律的相关理论。装置操作性和便携性较强,为了使其应用范围进一步扩大,还将对各部件进行改进,提高加载装置的刚度和加载对试件产生的最大应变值,使其能够测定更高强度的岩石试件。初步的试验结果证实试验机研究的可行性,试验机的研制弥补普通试验机和大型试验机对煤岩破坏规律研究的不足,对岩石力学学科的发展起到一定的推动作用。

锁定加压钢板置入内固定治疗胫骨骨折的力学分析

背景:锁定加压钢板结合了传统钢板和支架原理,即头部有锁定螺纹的螺钉和钢板锁钉孔构成的内固定支架锁定单元,又有传统螺钉和动力加压孔构成的内固定支架加压单元,在骨折的内固定治疗方面具有很多优势。目的:分析锁定加压钢板置入内固定治疗胫骨骨折的生物力学特点,以及在胫骨骨折治疗中的疗效。方法:锁定加压钢板是依靠钢板与螺钉的成角稳定性和螺钉与骨之间的把持力来实现骨折内固定的。骨髓腔细小时应避免螺钉尖端损伤近端皮质的骨螺纹,应更换为双皮质自攻螺钉至少在对侧骨皮质获得把持力。骨质疏松植入螺钉,由于单皮质骨螺钉产生的工作长度减少,在所有骨折块均使用双皮质自攻螺钉,以提高螺钉工作长度。当长骨轴线与钢板对线不良时,要么打入长自攻螺钉,要么改变角度打入标准螺钉。锁定加压钢板应选择适宜的长度,钢板的长度取决钢板跨越比和钢板螺钉密度,钢板与螺钉间的应力还受螺钉数量和位置的影响。结果与结论:锁定加压钢板置入内固定可应用于骨干或干骺端的简单骨折、粉碎性骨折、关节内及关节周围骨折、骨折延迟愈合、闭合或开放截骨术和不适合髓内钉固定的骨干骨折,对于骨质疏松骨折和假体周围骨折的内固定有很好的成角稳定性和把持力。锁定加压钢板置入内固定治疗胫骨骨干骨折均取得满意的疗效,符合生物力学固定原理。需要术者熟练掌握锁定加压钢板的内固定技术,避免由于失误导致内固定的失败。

K_0等比固结条件下软土的变形

软土的变形与长期变形是学术界和工程界共同关注的问题,会导致软弱土层的过大沉降和工后沉降。软土地基的固结状态更符合K0等比固结状态。基于土体的一维固结理论,针对广东汕头东部围海造地吹填地基进行了原状土样在K0等比固结条件下的固结与次固结特性研究,并与侧限压缩试验结果进行了对比。试验结果表明,K0等比固结条件下试样有明显的瞬时变形特征,并对之后的变形产生影响,与侧限压缩试验结果相比,压缩指数增大、压缩模量减小、次固结系数减小、主次固结时间的分界提前。

新型恒应力蠕变试验机装置研制及应用

基于原有蠕变试验机在实际测量过程中实验误差较大,不能实现恒应力加载,对其进行了改进,设计了一种新型恒应力蠕变试验机。对新型恒应力蠕变试验机加载力臂的结构进行了理论计算推导,分析了加载力臂设计的可靠性,并用该试验机测试了GH4169合金的蠕变曲线。结果表明,新型恒应力蠕变试验机可以保持蠕变试样始终受到恒定应力,能实现更精确地测量金属材料的蠕变性能的目的。

岩样单轴压缩的失稳破坏和试验机加载性能

岩样单轴压缩过程的应力-应变曲线是特定岩样与试验机共同作用的结果，并非岩石材料的力学特性；以此观点研究了不同形状岩样峰后强度降低的规律．给出了岩样与试验机联合作用模型，得到了简单而明确的岩样失稳破坏准则；讨论了电液伺服试验机的加载特性和获取全程曲线的方法，并对Ⅱ类全程曲线作出了新的解释。

基于微小流量阀的匀速加载压力控制系统研究

本文提出了一种基于微小流量控制的电液式匀速加载压力控制系统 ,介绍了系统的设计原理和性能特点 ,对系统进行了理论分析 。

UH模型对粗颗粒土适用性验证及土石坝工程应用

对3种粗颗粒土进行了常规三轴CD试验、K0压缩试验和等应力比路径试验,根据三轴试验数据标定UH(unified hardening,统一硬化)模型的参数,然后模拟另外两种路径下的应力-应变关系,并与邓肯E-B模型进行比较。结果表明:UH模型能合理地描述不同应力路径下粗颗粒土的力学特性,而邓肯E-B模型的预测结果则较差,验证了UH模型对粗颗粒土的适用性。最后利用UH模型对某心墙堆石坝进行了应力变形三维有限元分析,并将计算结果与邓肯E-B模型及现场监测值进行比较。对比显示:在坝体变形和应力的定性分布规律上,UH模型的计算结果与邓肯E-B模型基本一致;而在定量上,UH模型得到的坝体变形总体上更接近现场监测值,验证了UH模型在土石坝工程中的适用性和合理性。

离体软组织弹性的常用测试方法和应用

弹性是软组织一个很重要的力学参数,可用于生物力学系统的建模、分析和病灶的诊断及治疗手段有效性的评估。根据弹性力学和材料力学基本知识,可用标准测试例如压缩、拉伸、扭转和弯曲等来测量组织的弹性特征。这些测试的优点是边界条件简单,很容易直接获得组织的本征弹性参数例如杨氏模量、剪切模量或者泊松比。但是因为测试需要准备形状规则的样本,所以这些方法仅适用于离体组织的测量。结合适当的粘弹性模型,这些标准测试还可以用于测试组织的非线性粘弹性参数。因为可以方便测得组织很重要的基本弹性特征,这些离体组织样本测试方法还是被大量用于实际测量当中。这期我们将对离体组织样本的常用弹性测量方法作一些介绍,并分析这些测量方法及相关力学模型的优点和缺点,最后以软骨的离体样本测试为例说明这些弹性测试方法在生物医学相关领域的应用。

抗硫管硫化物应力腐蚀开裂试验方法探讨

近年来高井深、高温高压和高含硫等苛刻腐蚀环境的油气田相继开发,对高钢级油套管需求日益增加。然而抗硫化物应力腐蚀试验的钢材强度等级增加会导致抗硫实验中加载的载荷值越来越接近材料的名义屈服强度,应力环系统的细微偏差会导致较大的实验误差。通过试验,分析了应力环在恒载荷试验中存在的主要问题,其中应力环体位移-载荷曲线偏移和附加弯矩(扭矩)是应力环恒载荷结果离散度大的主要原因。为有效解决这些问题,自主研发了带有更精准砝码载荷加载和自动调心装置的六头砝码式恒载荷试验机,经试验证实其试验结果较应力环系统更具稳定性和可靠性。此外,结合恒载荷(A法)和双悬臂梁试验(D法)特点,对油套管抗SSC试验方法给出了合理建议。

UOE机组C型预弯机承载能力分析

在三维有限元接触模型中,采用设置过盈量的方法模拟了预紧力的作用,计算了具有较大预紧力的C型预弯机的应力应变分布,并对C型预弯机进行了应力应变测试,测试结果表明利用有限元方法模拟的计算结果与实际测试结果相仿,为评估C型预弯机承载能力提供技术依据。

土体抗拉强度试验研究方法的进展

理论上土体的抗拉强度与抗压和抗剪强度一样是描述土体力学性质的重要指标之一,也是研究土体张拉破坏特性的基础。由于土体抗拉强度在数值上相对较小,且难以准确测量,在岩土工程领域常常被忽视。随着工程中的张拉破坏问题越来越突出,土体抗拉强度特性引起许多学者的关注,相关研究成果也越来越多。文中对土体抗拉强度试验研究方法进行了系统的归纳和总结,对比分析了各种方法的优缺点,认识到,(1)土体抗拉强度试验方法总体上可分为直接法和间接法两大类,直接法是在试样两端直接施加拉力直到试样发生张拉破坏,根据破坏时的最大拉力及对应的破裂面面积计算出土体的抗拉强度。间接法主要通过一些理论假设,把压应力转换成相应的拉应力并基于一些理论公式计算土体抗拉强度;(2)按试样受力条件,直接法可分为单轴拉伸和三轴拉伸,一般都需要开发专门的拉伸试验设备,以实现拉力荷载的施加及其在试样内的有效传递。常用的方式有粘结、锚固、模具夹持及摩擦力传递等,都各有优缺点,但模具夹持法相对而言更具操作性。间接法中比较有代表性的有巴西劈裂试验、土梁弯曲试验和轴向压裂试验等,一般较适应于刚度较大的土体如化学固化土。最后,笔者提出了今后该课题的研究重点,包括制定土体抗拉强度试验方法规范及标准,研发简单易操作的土体拉伸试验设备,拉伸试验过程中土吸力的测量及控制方法,土体拉伸过程中应变场的准确获取方法及土体张拉特性的数值模拟研究等。

纯弯曲正应力实验装置的改进

介绍材料力学中纯弯曲实验的简易加载设备，它具有结构简易，操作方便，地方小，节省经费等优点．从实验结果可以看出简易加载设备完全能满足材料力学的实验教学要求．

落叶松生材12个弹性常数的试验研究

以含水率为95%的落叶松生材为研究对象,将纵向、弦向和径向定义为3个弹性对称主轴,将材料看作是正交各向异性体,分别采用电测法单向压缩试验和三点弯试验得到了材料的12个弹性常数。按美国试验与材料协会制定的试验标准(ASTM标准)进行加工制备,由压缩试验得到了材料3个主轴方向的弹性模量和RT面内的剪切模量,测定得到的弹性模量与泊松比基本满足Maxwell定理,说明通过电测法测定得到的数据可靠有效。通过三点弯试验得到了LT和LR面内的剪切模量,对试验数据线性回归分析知,高跨比的平方与抗弯弹性模量的倒数到的相关系数分别为0.99和0.94,说明数据的测定与计算合理有效。为应力波在落叶松活立木中传播的数值模拟研究提供模型参数。

X射线衍射法测定加载条件下镍基单晶高温合金的表层应力状态

利用X射线四轴衍射仪测定了四点弯曲弹性加载条件下镍基单晶高温合金表层的宏观应变与应力,并与应变片及机械拉伸测定的数据进行了比较.分析了采用不同弹性常数及不同分峰方式处理得到的应力数据的差异.结果表明,实验数据重复性较好,实验误差为±30 MPa;XRD测量得出的应力应变结果与室温拉伸以及应变片测量结果符合较好;室温下合金基体相(γ)的弹性常数大于沉淀强化相(γ′),且基体相(γ)承受的应力大于沉淀强化相(γ′).

机械加工表面的残余应力研究

概述了机械加工表面残余应力的作用与分类,具体分析了机械加工表面残余应力的产生,然后通过车轮弯曲疲劳试验机来探讨机械加工表面残余应力的影响。

堆石混凝土单轴受压应力-应变全曲线试验方法研究

为了研究堆石混凝土应力-应变全曲线,采用碟形弹簧与钢柱组合成附加刚性元件增强压力机的刚性,研究了碟形弹簧并联与串联联结装置的变形量和刚度以及实现单轴受压端部减摩措施,提出了一种堆石混凝土单轴受压应力-应变全曲线的试验方法。在混凝土压力试验机上进行了堆石混凝土立方体试件单轴受压试验,测得了堆石混凝土受压应力-应变全曲线。试件破坏形态表明,采用的端部减摩措施有效,测得的应力-应变曲线下降段验证了碟形弹簧与钢柱组合装置能够吸收试件破坏时混凝土压力试验机存储的变形能。研究结果为在混凝土压力试验机上进行堆石混凝土单轴受压应力-应变全曲线提供了可行、简便、经济的测试方法。