APPROXIMATE MEANS FOR EVALUATING TENSILE STRENGTH OF HIGH POROSITY MATERIALS

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐｒｏｐｅｒｔｙｆｏｒｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓ，ａｎｄｔｈｅｓａｍｅｆｏｒｔｈｅｐｏｒｏｕｓｏｎｅｓ，ｓｏｐｅｏｐｌｅｈａｖｅｂｅｅｎｔｈｉｎｋ...

基于能量法的多孔材料抗拉强度预测模型

将多孔材料缺陷简化为空心球,运用弹性力学的基本知识,基于能量法建立不同缺陷含量的多孔材料与材料基质极限应变能密度之间的关系,结合多孔材料的破坏假定和最大拉应力准则,推导了不同缺陷含量的多孔材料的抗拉强度。采用孔径结构影响系数来考虑孔径分布的影响,对抗拉强度预测模型进行修正。预测模型与试验结果和经典的多孔材料强度预测模型进行对比,并分析了泊松比和孔径分布对其影响规律。结果表明:建立的抗拉强度预测模型的预测值和试验结果吻合较好。不考虑孔径分布影响时,文中模型与经典模型有良好的一致性;泊松比对抗强度的影响随着孔隙率的增大而增大。抗拉强度同时受到总孔隙率和孔径分布的影响,随孔隙率的增大而减小;孔隙率一定时,小孔径含量越多,抗拉强度越大。

极细铁尾矿粉作为矿物掺合料制备高性能混凝土的研究

为研究细铁尾矿粉掺量对高强混凝土材料孔隙结构及力学性能的影响规律,利用核磁共振检测装置及电液伺服压力机测量了细铁尾矿粉掺量为0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%试件细观孔隙结构、孔隙率以及力学性能,分析了细铁尾矿粉掺量对试件孔隙率及抗拉、抗压强度的影响规律。结果表明:①细铁尾矿粉高强混凝土材料试件T2图谱曲线均呈三峰形,随着细铁尾矿粉掺量增加,试件孔隙率从掺量0%时的2.81%降至掺量为30%时的2.10%,试件孔隙率不断降低,前期试件孔隙率降幅更加显著;②试件内部孔隙结构以微孔与中孔占比为主,随着细铁尾矿粉掺量增加,试件微孔占比不断增大,中孔、大孔及裂隙占比均降低,细铁尾矿粉的掺入使混凝土内部结构得到优化;③铁尾矿粉掺量为20%时对试件抗压、抗拉强度提升效果较好,过量掺入反而会使试件力学性能降低。

Relationship between tensile strength and porosity for high porosity metals

An analysis model has been established according to the structure feature of high porosity metals, and the mathematical relationship between the tensile strength and porosity for this material has been derived from the model. Moreover, the corresponding theoretical formula has been proved good to reflect the variation law of tensile strength with porosity for high porosity metals by the example experiment on nickel foam.

膜材热合缝力学性能试验研究

对强度等级为P5、P6、P7、P8、P9的膜材进行正向搭接热合,热合宽度根据母材的强度等级进行确定,从30mm至90mm不等,然后对其进行单轴拉伸试验。分析各个热合节点的破坏模式以及产生这种现象的原因,以及焊缝的力学性能。并对试验数据进行误差分析,区间估计,假设检验等数据处理与分析。通过分析试验现象,总结出正向搭接热合节点主要有三种破坏模式,分别为热合缝滑移,涂层剥离、热合缝滑移,热合接头边缘撕裂、热合接头边缘撕裂,母材纱线受拉拔出。同时也得到了正向搭接热合节点的极限抗拉强度标准值。给出不同强度等级膜材热合节点的建议热合宽度。建议在膜结构中,对于P5膜材,采用50mm的热合节点,对于P6膜材,采用55mm的热合节点,对于P7膜材,采用60mm的热合节点。对于P8和P9的膜材,采用80mm的热合节点。

富孔贫胶固废充填材料双组分破坏试验及强度模型

为缓解井下充填骨料来源不足及固体充填捣实费时的问题,提出对松堆高孔隙率含矸固废骨料进行非填隙胶结,应用松堆落矸与自密实灌浆工艺试制了一种新型富孔贫胶固废充填材料。以该材料中胶结浆体与固废骨料双组分强度为正交变量,在室内开展了单轴压缩破坏试验,研究了其单轴压缩破坏的强度特征及破坏面统计规律;考虑浆体强度与骨料强度共同影响,建立了基于破坏面统计特征的双组分强度概化模型;定义了胶结浆体与固废骨料的综合强度利用率,分析了富孔贫胶固废充填材料最优配比范围及吨煤成本趋势。结果表明:自密实净浆固化强度与固废骨料强度共同控制富孔贫胶固废充填材料的单轴压缩强度与剪切面破断模式,2种组分强度与充填材料宏观强度呈现显著正相关关系;充填材料强度受到两种组分强度的短板效应制约,当一种组分强度富余时,另一种组分破坏比例将占主导;富孔贫胶固废充填材料单轴压缩呈剪切破坏模式,剪切面呈单斜面型与交叉斜面型,剪切面的平均角度为55.4°;应用富孔贫胶固废充填材料后松堆骨料的密实度可由85%降低至58%,且当现场固废骨料强度确定时,可根据最优配比范围确定胶结浆体强度以实现充填材料强度的最大化利用,从而降低固体充填的压实作业耗时与单方矸石用量。

莺歌海盆地高温高压地层破裂压力评价

为了确保莺歌海盆地高温高压地层安全钻井,需准确地进行地层破裂压力评价。以莺歌海盆地乐东区块为研究对象,分析该区块地层破裂原因,基于弹性力学理论构建了地层破裂压力计算模型,综合利用室内实验测试、现场地漏实验、现场孔隙压力测试及测井数据解释等方法,获得了该区块高温高压地层的抗拉强度、泊松比、孔隙压力和地应力等地层破裂压力计算模型所需的关键参数。在此基础上,结合现场钻井液漏失及地层破裂等情况分析,最终通过地层破裂压力计算模型获得了地层破裂压力分布剖面,可为研究区域钻井液性能及井身结构的合理设计提供参考。该地层破裂压力评价方法对于有效解决钻井液漏失问题、保证现场安全高效钻井具有积极的意义。

抽提回收过程对沥青老化程度评价的影响

对不同老化程度的沥青先采用三氯乙烯溶解,再用真空旋转回收仪回收,然后对沥青进行系统的试验,获得不同老化程度的沥青在抽提回收前后的针入度、软化点、延度、粘度等常规指标以及动态剪切模量、相位角、低温弯曲蠕变劲度、低温抗拉强度等性能指标,通过分析各项性能的变化研究抽提回收过程对沥青老化程度的影响规律。试验结果表明不同老化程度的沥青在经过抽提回收过程后,其各项性能指标的变化均较小,排除试验误差的影响,采用真空旋转回收仪回收沥青时对沥青的老化程度的影响可以忽略,因此可以用于评价沥青的老化程度。

高孔率金属材料的抗拉强度

基于三维网状高孔率金属材料的结构特点 ,建立其简化的几何结构模型。根据该模型 ,运用有关几何与力学理论 ,导出了这种材料抗拉强度的计算公式。该公式将抗拉强度与孔率 θ通过 (1- θ)的幂次项型式联系在一起。最后 。

高放废物处置北山预选区深部完整岩石基本物理力学性能及时温效应

岩石物理力学性能研究是高放废物处置库选址、设计、建造和性能评价中不可或缺的一个重要研究方面。经过全国筛选对比,已初步确定甘肃北山地区为我国高放废物处置库重点预选区。甘肃北山地区深部的主要岩石为似斑状二长花岗岩和英云闪长岩,似斑状二长花岗岩均匀性好,两种主岩均具有高密度、低孔隙率、高力学强度、低变形和高脆性的特性。通过一系列室内蠕变试验,研究在不同温度(室温,50℃,90℃)与围压(单轴,10 MPa,30 MPa)条件下,北山花岗岩在不同恒定应力水平下的变形特征与声发射特性,温度和围压对岩石力学性能有着重要的影响。随着温度的升高,围压为10和30 MPa时的弹性模量逐渐升高,至70℃左右时达到最高,之后随温度的升高略微降低;裂纹损伤应力呈线性显著降低,而泊松比呈线性明显升高。稳态蠕变阶段的应变速率随着温度的升高而明显加速,在同一应力比下到达破坏的时间相应降低。随着恒载应力的降低,似斑状二长花岗岩达到破坏的时间显著增长。随着围压的增加,轴向蠕变变形量明显增加;在相同的应力比下,导致岩石断裂破坏的时间显著延长。

编线工艺对渔用高强度聚乙烯编织线拉伸性能的影响

2007年3月-2008年12月在东海水产研究所开展了编线工艺对渔用高强度聚乙烯（HSPE）编织线拉伸性能的影响研究。结果表明,在试验捻距范围（公称直径3.0 mm和3.9 mm编织线的试验捻距范围分别为11.1-29.2 mm、16.4-48.5 mm）内,若其它条件（包括线股结构、线芯用丝数量和线芯结构等）相同,则以不同捻距编织的相同公称直径渔用HSPE编织线的断裂强力及单线结强力均随捻距的增加而增加,而断裂伸长率及线密度则随捻距的增加而减小;多项式回归方程显示,断裂强力与捻距、单线结强力与捻距均显示较好的相关性（R2≥0.987 7）。在线芯用丝数量范围（公称直径3.0 mm和3.9 mm编织线的试验用线芯用丝数量范围分别为0~36、0~64）内,若其它条件（包括线股结构、捻距和线芯结构等）相同,则以不同线芯用丝数量编织的相同公称直径渔用HSPE编织线的断裂强力、单线结强力及线密度均随线芯用丝数量的增多而增加,而断裂伸长率则随线芯用丝数量的增加而减小;多项式回归方程显示,断裂强力与线芯用丝数量、单线结强力与线芯用丝数量均显示较好的相关性（R2≥0.969 5）。若其它条件（包括线股结构、捻距和线芯用丝数量等）相同,则将线芯结构由不加捻的平行丝束改为捻度为32 T/m的线股后,公称直径2.5 mm渔用HSPE编织线的断裂强力、单线结强力、断裂伸长率和线密度均有一定的增加。捻距、线芯用丝数量及线芯结构对渔用HSPE编织线拉伸性能的影响较大。

高强度钢板方盒形件拉深粘模行为

采用方盒形件拉深成形的方法,对高强度钢板SPFC590在干摩擦和半干摩擦条件下的拉深粘模行为进行研究。选用的模具材料分为2类:一类为无涂层模具SKD11,SLD和等温淬火球墨铸铁ADI;另一类为以SKD11为基体的涂层模具TiCN(PVD),TiCN(CVD),TiC(CVD)和DLC-Si(DC-PACVD)。采用无涂层模具时,在半干摩擦条件下仅少数几次拉深就出现宏观粘模现象,模具上粘模产生的位置位于凹模直边底部附近,而没有出现在凹模圆角处,并随着拉深次数的增加向上扩展;拉深工件上粘模产生的位置则位于工件顶部的直边和圆角部分连接处,并随着拉深的进行向下扩展;涂层模具经120次拉深后均未发生明显的粘模,但TiCN(PVD)和TiCN(CVD)涂层模具在凹模底部附近出现了微观粘着物;TiCN(CVD)和DLC-Si(DC-PACVD)涂层模具拉深1000次后均未出现明显粘模现象,但TiCN(CVD)涂层模具上出现了微观粘着物,而DLC-Si(DC-PACVD)涂层模具上没有任何粘着物产生。

沁水盆地煤岩高温高压实验变形分析

沁水盆地煤岩样品高温高压变形实验结果表明,不同煤级的煤岩,在其相同的实验条件下,煤岩强度 即表现出一致性又显现出差异性。而在不同的实验条件下,对于煤岩强度的影响,温度效应要高于压力效应。在 一定的温压条件下(300℃/300MPa),中煤级煤应力强度低于高煤级煤的应力强度;高煤级煤惰质组含量低的煤 岩应力强度最小。煤岩的脆—韧性转变发育于200℃/200MPa和300℃/300MPa之间,此时煤储层的孔隙率在 减小,同时产生了一些裂隙,增加了煤储层的渗透性。文章试图结合煤岩显微组分、渗透率和比表面积等测试结 果,探讨煤岩变形与储集性能的关系。

铜基集成电路引线框架材料的发展概况

阐述了集成电路的发展及其对引线框架材料的要求。综述了国内外目前使用铜基集成电路引线框架材料的现状及所开发的高强度高导电铜基引线框架材料的特性，并指出了今后的发展方向。

Mg-Nd-Zr-Zn合金的制备及钕对合金组织性能的影响

在RJ 2溶剂和Be的联合保护下制备了Mg Nd Zr Zn系合金。通过对合金组织的分析,以及Nd对组织性能影响的研究,试制出了Nd添加量合理的Mg Nd Zr Zn合金。经过测试,认为Nd添加量的增加提高了合金的250℃高温抗拉强度,当Nd添加量超过2.8%时,合金的高温强化作用不十分显著。Mg Nd Zr Zn合金在250℃时的拉伸断裂方式主要是韧性断裂。

渔用高强度聚乙烯和普通聚乙烯机织网片拉伸力学性能的比较

对渔用单死结高强度聚乙烯(HSPE)机织网片和单死结普通聚乙烯(PE)机织网片的拉伸力学性能进行了比较。结果表明,在同等条件下,HSPE与PE机织网片的拉伸力学性能有明显差异,前者有较高的网片强力,而后者具有较大的断裂伸长率。网片拉伸力学性能测试数据的标准差、再现性标准差及变异系数均较小,表示测试结果的分散性较小。在保持其它条件不变的前提下,使用HSPE机织网片比使用PE机织网片更经济。

花岗岩和混凝土动态拉伸性能研究

为了研究岩石类材料在高加载率下的动态拉伸性能,利用纯铜波形整形器改进后的分离式Hopkin-son压杆装置(SHPB),在不同加载率下分别对花岗岩和混凝土试件进行了动态巴西圆盘实验.基于实验结果,分析了岩石类材料的动态拉伸破坏时间、劈裂破坏模式、动态拉伸应变和拉伸应力的加载率相关性规律.通过对比研究表明岩石类材料在高加载率下抗拉强度的加载率敏感性远大于其抗压强度,混凝土的动态力学性能的加载率敏感性大于花岗岩.

微波烧结多孔β-TCP/HA双相生物陶瓷的性能

用微波烧结法制备出多孔βTCP/HA双相生物陶瓷,研究了烧结温度、烧结时间及加热速度对生物陶瓷性能的影响.优化烧结工艺后,得到了平均晶粒尺寸约400 nm,气孔率约48％,强度为1.10 MPa的多孔β-TCP/HA双相陶瓷.用微波烧结方法可以制备出良好的多孔β-TCP/HA双相生物陶瓷,其线收缩率和抗压强度随着烧结温度的升高和烧结时间的延长而增大.与常规马弗炉烧结相比,在多孔β-TCP/HA双相生物陶瓷的线收缩率和抗压强度相同的情况下,微波烧结温度降低了大约100℃,提高了烧结效率,降低了能耗.微波烧结钙磷生物陶瓷具有更好的生物活性.

玻璃包覆层对钴基玻璃包覆微细丝拉伸强度的影响

研究玻璃层厚度对钴基玻璃包覆微细丝强度的影响。用体积浓度为45%的HF溶液对总直径为Φ23.0μm、金属芯的直径为Φ7.1μm的钴基玻璃包覆微细丝的玻璃包覆层进行侵蚀,以达到不同厚度的玻璃包覆层。用光学显微镜对处理过的微细丝进行尺寸形貌观察,用纤维强度仪对处理过的微细丝进行单丝拉伸强度试验。钴基玻璃包覆微细丝的拉伸断裂过程为线弹性断裂,最大拉伸强度可达3.4GPa,延伸率为2.49%,韧度为4208MPa.%。钴基玻璃包覆微细丝为高韧性、高强度复合纤维。

退火温度对Hi-Nicalon SiC纤维微观结构及力学性能的影响

Hi-Nicalon碳化硅纤维是一种作为高温下应用的陶瓷基复合材料的增强体。研究温度对Hi-Nicalon碳化硅纤维微观结构及力学性能 的影响对于Hi-Nicalon碳化硅纤维的改进和应用具有重要意义。在氩气流的保护下,Hi-Nicalon碳化硅纤维分别在1400,1600℃和1800℃ 保温10h进行了退火处理。然后利用高分辨透射电子显微镜和X射线衍射分析方法对其经不同温度退火处理后纤维的微观结构进行表征,并用 电子单纤维强力机测定其拉伸强度。研究结果表明:随着退火温度的升高,βSiC晶粒不断长大;堆垛层错不断形成;游离碳堆垛层数和长度都 随之增加,排列也趋于规整。拉伸强度也随着退火温度的升高而降低,经1800℃保温10h退火处理后的纤维的平均强度下降到了1.0GPa。