STATIC AND FATIGUE BEHAVIOR OF IMPACTED AS4/PEEK THERMOPLASTIC COMPOSITES UNDER COMPRESSION LOAD

Static and fatigue tests under compression load were made on impacted AS4/PEEK and T300/913C graphite/epoxy with [45/90/-45/0]5S stacking sequence. The comparison of the damage tolerance assessment for thermosetting and thermoplastic composites shows that thermoplastics are more damage tolerant under compression. Impacted thermoplastic composites have excellent compression-compression fatigue behavior. The damage growth life is only a few percent of their total fatigue life and no regular damage growth can be found. Some design principles for thermosetting composite structures may still be used.

塑料冲击试验机整体式摆锤的研制

在分析冲击试验机设计参数的基础上,应用仿真设计方法开发了整体式摆锤。冲击试验中5.5 J及以上能量级使用同一锤体,通过更换锤头及变换砝码,可实现简支梁和悬臂梁两种试样及不同能量级的冲击测试。对所设计的25 J能量级摆锤进行了检验及分析,全部性能指标符合国家标准。与传统的装配式摆锤分析比较可知,整体式摆锤的装配更容易,在冲击方向上的刚度更大,其空气阻力更小,打击中心距更准确。对使用整体式摆锤冲击机的用户而言,操作更简便。

三种热喷涂涂层耐磨性能的研究

通过采用平稳加载往复滑动和动态加载冲击划痕 2种试验条件 ,研究了以钴基合金为重点的 3种热喷涂涂层的耐磨性 ,并初步探讨了其磨损机理 .结果表明 :3种涂层在滑动摩擦过程中的磨损机制为微切削和犁削 ;在冲击划痕条件下材料流失方式则以凿削和断裂为主 .试验结果证实 ,热喷涂涂层的耐磨性不仅与其宏观硬度有关 ,还与涂层的塑性。

塑料冲击试验机摆锤形状对空气阻力的影响

塑料冲击试验机中摆锤形状影响空气阻力,进而影响摆锤长度计算结果的准确性。分析空气阻力计算的数学模型以及对摆锤侧板边缘截面分别为矩形、等腰梯形、三角形和椭圆形4种典型形状摆锤的空气阻力数值进行模拟,测定了摆锤的起始角与升角之间角度差,发现摆锤采用等腰梯形形状最合理,摆锤空气阻力随中部宽度、角度的减小而降低,但相对于中部宽度,角度对摆锤空气阻力影响更显著。

飞行器结构模型的塑性动力响应和失效研究

对飞行器结构模型在冲击载荷作用下的动力响应和失效问题研究进行了综述 ,着重报道了近几年来 ,作者及其合作者在该研究领域运用刚塑性模型。

硬质聚氨酯泡沫塑料隔爆性能的研究

对四种不同密度的硬质聚氨酯泡沫塑料（简称ＲＰＵＦ）隔爆性能进行了研究。发现随着ＲＰＵＦ材料密度的增加，其被发雷管爆炸概率为５０％时的隔板厚度不断下降。对密度为０．０９１和０．３４５ｇ／ｃｍ３的ＲＰＵＦ材料作了静态压缩及动态冲击压缩试验（应变率为１０３ｓ－１）。结果表明此材料具有较好的吸能缓冲性能，并且在所研究的密度范围内，随着密度的增加，材料的吸能缓冲性能增加。

塑料悬臂梁冲击强度检测能力验证

为了研制塑料悬臂梁冲击性能能力验证试样,评价实验室塑料悬臂梁冲击性能检测能力,依据GB/T 1843-2008,ISO 180:2000和CNAS(中国合格评定国家认可委员会)所制定的程序文件实施能力验证计划,采用SS≤0.3σ准则对试样进行均匀性检验,采用t检验法对试样进行稳定性检验,使用Z比分数法判定实验室的检测结果。结果表明:能力验证试样的均匀性和稳定性均符合要求;对32家实验室的悬臂梁冲击性能能力验证结果的统计显示,结果满意的为29家,结果有问题或不满意的为3家。

泡沫与塑料静态压溃分析及在行人小腿碰撞中验证

研究了行人保护小腿碰撞时,车辆前端材料的吸能性能。先对3种不同密度的泡沫和1种塑料,进行静态压溃性能试验。在此基础上,选择吸能较好的30 g/dm3的泡沫和这种塑料,在某款运动型多功能车(SUV)车上,测量了行人保护小腿碰撞试验中样件的吸能性能。结果表明:静态压溃试验中,该种塑料的整体性能优于泡沫,塑料试验的峰值载荷、平均载荷、总吸能为泡沫试验的4倍以上,塑料试验的质量比吸能也高于泡沫的。因此,在相同吸能空间条件下,采用塑料作为车辆前端吸能材料,能够降低行人小腿胫骨加速度及膝部弯曲角,因而,有利于改善行人小腿碰撞安全性。

塑料冲击试验机摆锤设计方法

针对在设计时必须满足能量、速度和打击点的位置等多方面要求,对塑料冲击试验机摆锤的设计进行研究,提出摆锤设计的三种方法:试制法、应用实体造型软件进行仿真设计方法和优化设计方法,并系统地阐述三种设计方法的原理、理论公式及其特点。试制法是传统设计方法,应用实体造型软件进行仿真设计方法是简单可靠的方法,优化设计方法是现代设计方法。利用三维实体造型软件中提供的数据,使程序编制容易,不但可以得出优化的数据,而且为摆锤进一步的有限元分析计算奠定了基础。

平压单瓦钙塑瓦楞纸板本构模型

为得到由纸面板和钙塑瓦楞夹芯结构复合而成的钙塑瓦楞纸板的力学行为,基于单瓦钙塑瓦楞纸板平压准静态和碰撞冲击试验,得到并分析了钙塑瓦楞纸板准静态应力-应变曲线及半正弦脉冲激励下的应力-应变曲线,结果表明钙塑瓦楞纸板应力-应变曲线呈线弹性区域、波动式上升屈服区域和压实区域;对比准静态和动态应力-应变曲线可知,钙塑瓦楞结构几乎不受应变率的影响,这是由于钙塑瓦楞的材料特性决定的。根据测试数据的三个特征与考虑粘滞性的因素,建立了钙塑瓦楞纸板的静态、动态非线性本构关系,成功识别出模型中的参数。所用的碰撞冲击试验方法为表征缓冲材料的力学行为提供了一个新的方法,同时得到的动态模型可直接应用于考虑钙塑瓦楞复合纸板箱缓冲作用的产品跌落冲击响应与优化设计。

风力发电机主轴用34CrNiMo6钢的韧脆转变温度分析

为获得风力发电机主轴用34CrNiMo6合金结构钢的韧脆转变温度,沿其径向不同位置处制取V型冲击试样,并在-110~25℃进行了夏比冲击试验,利用Boltzman函数对剪切断面率与温度进行拟合,得到韧脆转变温度曲线并获得脆性断面占50%所对应的试验温度(即FATT50)。利用扫描电镜分别观察试样脆性及韧性断口形貌,简要分析了该材料在脆性及韧性条件下的断裂行为。试验结果表明:该主轴用34CrNiMo6钢的韧脆转变温度在-50^-70℃,且主轴表面的韧脆转变温度比芯部的稍低。较高试验温度下试样塑性断口表现出典型的韧窝状形貌,随着试验温度的降低,逐渐向解理形貌过渡。

含有初始裂纹的低碳贝氏体钢的冲击韧性

通过热处理改变低碳贝氏体钢中的奥氏体及其转变物(M/A)分布形态,调整了钢的微观应力集中位置,并用弹塑性力学理论揭示了初始裂纹状态下提高贝氏体钢冲击韧性的力学机理.研究了相同化学成分的薄膜状M/A贝氏体和粒状M/A贝氏体的冲击韧度,结果表明:不论初始裂纹直接切过M/A或是绕过M/A,粒状M/A贝氏体的应力最大值集中于初始裂纹尖端,降低了材料抵抗冲击载荷的能力;杆状、薄膜状M/A贝氏体初始裂纹尖端处的应力集中位置不利于裂纹继续扩展,具有较高的冲击韧度.

头盔硬衬用聚氨酯泡沫塑料的研究

介绍了聚氨酯泡沫塑料的发泡机理 ,设计了头盔硬衬用半硬质自结皮聚氨酯泡沫塑料配方 ,筛选出了高活性聚醚 /TDI和高活性聚醚 /PAPI两种聚氨酯发泡体系 ,穿透实验和碰撞实验表明 ,半硬质自结皮聚氨酯泡沫塑料完全可以取代传统的聚苯乙烯泡沫塑料作为头盔硬衬。

冲击荷载下3种典型纤维混凝土的动态力学性能研究

为研究玻璃纤维、钢纤维、聚丙烯纤维对纤维增强混凝土动态力学性能的影响,采用Hopkinson压杆,对不同纤维类型、纤维质量掺量和打击气压下50 mm×25 mm的混凝土试件进行动态压缩试验,对比其与普通混凝土在冲击荷载作用下动态力学性能的区别,得到各类纤维混凝土试件在不同打击气压下的动态压缩强度及应力-应变全过程曲线。结果表明,掺入适量纤维可提高混凝土的抗冲击性能,对混凝土的强度、塑性、能量耗散情况均有一定程度的改善,其中效果最好的是掺1.5%钢纤维的纤维混凝土,各项性能均明显优于普通混凝土。

聚氨酯泡沫塑料冲击力学性能的实验研究

通过落锤冲击试验，研究了硬质聚氨酯泡沫塑料的冲击力学性能，得到了初始应变率为１０￣１～１０￣２Ｓ￣（－１）的应力－应变曲线，并且同低应变率下材料的应力－应变特性进行了比较；针对不同密度的泡沫塑料，确定了它们的冲击强度和模量，比较了它们的吸能特性。

矩形冲头冲击下船体板的塑性动力响应

矩形板是船舶结构的最基本组成元素,船舶结构遭受矩形质量撞击的工况时有发生,因此应对船体板结构的抗撞性能给予足够重视。本文以船体矩形板为研究对象,采用动态冲击实验技术和刚塑性理论相结合的方法,分析了船体板在受到矩形质量块撞击作用时的变形损伤机理;研究中采用试验方法得到船体板的变形模态,在此基础上运用刚塑性理论分别导出了船体板的变形和碰撞力的理论公式,并用实验结果验证其准确性;最后采用理论方法对船体板的边界条件和载荷集中系数等相关参数进行分析。通过与实验结果的对比发现,本文给出的刚塑性理论公式能够较为准确地预测船体板变形和冲击力。

弹塑性材料裂纹小量稳态扩展测试方法的讨论

弹塑性材料动态断裂试验结果表明 ,裂纹起裂后存在一个稳态扩展过程 .为了获得材料的扩展阻力 ,该文利用自行研制的间接杆 杆型冲击拉伸试验装置 ,通过控制入射脉冲和消除波二次反射加载影响 ,成功地在冲击拉伸试验装置上实施周边切口短圆柱小试件的冲击拉伸加卸载试验 ,即动态起裂止裂试验 ,依据动态起裂止裂试验和二次加载试验的结果 ,采用标定曲线法获得裂纹稳态扩展的轨迹a(t) .该文还推出了裂纹稳态扩展过程的J积分计算公式 ,根据 P δ曲线和裂纹稳态扩展的轨迹a =a(t) ,由此得到了材料小量稳态扩展阻力曲线JR Δa ,结果表明 ,JR Δa曲线不随试件尺寸的变化而变化 ,可以作为材料的特征曲线 ,从而形成了弹塑性材料裂纹稳态扩展阻力特性的J表征和测试方法 .

冲击速度对CFRP加固RC梁动态性能的影响

为研究不同冲击速度下碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced plastics,CFRP)加固钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)梁的抗冲击性能和动态损伤规律,采用落锤试验机,对4根CFRP加固RC梁进行冲击试验.对加固梁的破坏模式、裂缝扩展规律、动态时程响应和能量耗散进行分析.结果表明:随着冲击速度的增加,CFRP加固梁的跨中主弯曲裂缝宽度先增大后减小,跨中主斜裂缝宽度则一直增大,整体裂缝分布向跨中区域聚拢;峰值冲击力和跨中峰值位移与冲击速度呈线性关系,跨中位移的发展经历了线性增长、非线性增长、回弹和平稳4个阶段;加固梁的耗能能力随冲击速度的增加呈非线性增长;冲击速度越大,加固梁耗能能力的增长幅度越小.研究结果可为CFRP加固RC梁的优化设计提供参考.

汽车塑料燃油箱冲击试验方法探讨及设备研制

燃油箱对汽车的安全性起着重要的作用,是我国及欧洲等国家强制性检验认证的汽车零部件产品之一。文章对GB18296-2001和欧盟法规中要求的低温冲击试验项目差异进行了对比,并设计了一款同时满足上述标准要求的低温冲击试验台。

配方因素对PVC型材抗冲击性能和加热尺寸变化率的影响

针对PVC异型材制备过程中,影响抗冲击性能和加热后尺寸变化率的配方因素,采用正交试验法,研究了CPE、ACR、CaCO3和润滑剂等配方因素对低温落锤抗冲性能和加热后尺寸变化率的影响。试验结果表明,配方中CaCO3和ACR的含量对低温落锤抗冲性能影响较大,润滑剂和CPE的含量对加热后尺寸变化率的影响较大,并获得了优化的型材配方。