不同负荷下锦纶帘线失效行为试验与仿真研究

建立了锦纶帘线的有限元模型，并通过仿真和试验研究不同负荷下锦纶帘线的失效行为。结果表明：随着负荷的增大，锦纶帘线的捻距增大，捻径减小，捻角也相应减小；锦纶帘线各相关参数变化呈非线性，仿真值与试验结果吻合；由于断裂时两股单线受力不均，帘线断裂处呈绒毛状断口，拉伸速率和环境温度对其断口形态具有显著影响。     

复杂轮胎钢丝帘线有限元分析与试验研究

对载重子午线轮胎中钢丝帘线的变形和受力进行分析,获得其常见的弯曲变形和张力分布规律,在钢丝帘线的局部建模中可以作为有用的输入参数。以帘线捻角、捻距和中心半径等帘线的设计变量作为输入参数,提出一种多股帘线分层结构的高效建模方法,并对几种钢丝帘线进行建模。运用有限元分析方法对两种帘线在仅受拉伸以及拉伸与弯曲综合作用这两种情况下的轮胎变形进行仿真,得到的张力-位移曲线与试验得到的曲线吻合得很好,而且有限元仿真揭示了特征结构变形和塑性变形阶段,发现在受到拉伸和弯曲综合作用下一些未曾发现的局部应力和变形模式。另外,还提出一种帘线受力的试验测量方法。     

7×7结构超高强度钢丝帘线破断力影响因素的探讨

从生产实际出发,研究影响7×7结构超高强度钢丝帘线破断力的因素。结果表明:7×7结构超高强度钢丝帘线破断力受多因素影响,其中一个重要的因素是单丝强度,当单丝强度大于3500 MPa时帘线破断力捻制损失急剧增大;破断力捻制损失与帘线结构有关,相同强度单丝捻制单股结构和层状结构钢丝帘线时,破断力捻制损失较小;7×7结构超高强度钢丝帘线破断力捻制损失受面股的影响较大,受芯股的影响较小,破断力捻制损失主要产生在股线合成帘线阶段,并且与合绳的捻距和放线张力稳定性有关,随着捻距越大,钢丝帘线的破断力捻制损失基本呈线性减小,张力稳定,帘线破断力捻制损失较小。     

连续纤维复合材料环形试样蠕变行为研究

对连续玻璃纤维复合材料进行了拉伸蠕变试验研究，为了模拟复合材料在压力容器中的受力状态并减少夹具加持力对试样的影响，采用环形复合材料试样拉伸蠕变试验方法。对复合材料环形试样的拉伸强度及不同应力等级下的拉伸蠕变性能进行了研究，并基于时间?应力等效原理，通过双对数法拟合出压力容器50年使用寿命时复合材料的最大蠕变应力，为复合材料压力容器的设计提供支持。并基于时间?应力等效原理，通过双对数法拟合出压力容器50年使用寿命时复合材料的最大蠕变应力应低于其拉伸强度的44.4 %。     

聚丙烯加捻绳与编织绳拉伸力学性能对比研究

以聚丙烯加捻绳、编织绳为实验试件,通过电子万能试验机、VIC-3D非接触全场应变测试系统及数码相机得到拉伸过程的载荷位移曲线、力学参数及破断形貌,结合数值模拟对不同结构绳进行力学性能对比研究。结果表明,试验结果与数值模拟结果基本吻合;加捻绳变形、应力均匀分布,编织绳交叉编织处变形明显,应力交错分布;绳在轴向拉伸过程中轴向应力与剪应力叠加使整体结构等效应力减小;绳股外层在轴向拉伸作用下,处于单向应力状态,断口整齐;内层在轴向应力与剪应力叠加作用下,处于二向应力状态,断口毛糙。     

医用隐形正畸材料的力学性能比较研究

通过ANSYS Workbench 18.0结构静力学分析模块对不同厚度的Erkodur、Biolon、Scheu、DR热压膜片的拉伸过程进行了模拟,分析模拟了热压膜片的应力分布。结果表明:拉伸模拟结果与静力学试验机测试结果高度接近,模拟误差在5%以内。计算机模拟对热压膜片材料的实际应用具有指导意义,热压膜片在拉伸试验中的断裂部位与模拟断裂部位较为吻合。     

聚四氟乙烯复合材料力学性能研究与有限元分析

在万能材料试验机上对聚四氟乙烯(PTFE)复合材料进行不同温度及不同拉伸速率下的单轴拉伸性能测试,获得温度范围为253~333 K、拉伸速率范围为10~200 mm/min条件下的一系列拉伸应力–应变曲线,发现PTFE复合材料的拉伸性能对温度变化敏感,对拉伸速率变化不敏感。为了能定量描述PTFE复合材料的力学特性,同时也为有限元数值模拟提供材料模型,根据拉伸试验结果,建立了PTFE复合材料单轴拉伸本构模型,该本构模型以数学公式的形式较好地表达了PTFE复合材料应力–应变曲线随拉伸速率及温度的变化关系。最后,对PTFE复合材料板材进行了单向压缩实验,并利用ABAQUS软件,使用所建立的本构模型,对PTFE复合材料板材进行单向压缩的有限元分析,通过仿真结果与实际试验结果对比,验证了建立的本构模型的正确性,表明该本构模型具有一定的通用性。     

3＋9＋15×0.175交互捻钢丝帘线拉伸齐断的研究

通过对3＋9＋15×0.175钢丝帘线各层单丝的理论应力进行分析，并对解捻单丝的实际破断力进行测试，分析钢丝帘线拉伸不齐断的原因。结果表明，通过3＋9层使用高破断力单丝，使捻制后3＋9层单丝的破断力与外层15根单丝相近，从而增大了3＋9＋15×0.175钢丝帘线拉伸齐断的几率。     

2D-SiC/SiC陶瓷基复合材料的拉伸本构模型研究

通过单向拉伸试验,研究了2D-SiC/SiC复合材料的应力-应变行为.结果表明,材料单向拉伸应力-应变曲线表现出明显的双线性特征,且线弹性段较长.通过试件断口照片,分析了2D-SiC/SiC复合材料单向拉伸破坏机理和损伤模式.基于对损伤过程的假设,建立了二维连续纤维增强陶瓷基复合材料的双线性本构模型,并将其应用于2D-SiC/SiC复合材料的应力-应变曲线模拟,模拟结果与试验值吻合很好.同时,分析计算表明,2D-SiC/SiC复合材料的单轴拉伸行为主要由纵向纤维柬决定,横向纤维对材料的整体模量和强度贡献很小.     

聚乙烯管材快速评价法

本文用管材恒压缩应变和恒拉伸应力的环境应力开裂试验方法评价了九种聚乙烯燃气管的耐应力开裂性,将其与长期静水压试验结果相比较有良好的一致性,并提出了这两种环境应力开裂试验方法的适用范围。     

硫化橡胶在低变形下的应力——应变试验方法

本标准规定了关于测定硫化橡胶在低变形下的压缩应力及拉伸应力的试验方法。     

熔融沉积成型聚醚醚酮力学性能多尺度分析

对挤出成型(EM)聚醚醚酮(PEEK)和熔融沉积成型(FDM) PEEK试样进行单轴拉伸试验。结果表明,与EM试样相比,FDM试样屈服强度为98.30 MPa,提高4.3%,拉伸模量无明显变化,断裂应变为22.6%,下降87.1%。FDM试样拉伸断口微观形貌显示,试样以脆性断裂为主,伴有部分韧性断裂,试样内部存在大量规则孔洞,显著降低材料的韧性。针对PEEK材料的拉伸过程,通过建立PEEK材料的Johnson-Cook模型,模拟了材料的拉伸断裂过程,vonM ises应力最大偏差为5.8%,与试验较符合;从细观尺度模拟研究FDM不同搭接微孔洞对材料力学性能的影响,结果表明,与三尖瓣状微孔洞相比,星形线状微孔洞下制件承受的拉应力下降27.4%,丝材并行搭接将会降低材料的拉伸强度。     

大孔径聚四氟乙烯筛板的加工及应用

采用聚四氟乙烯(PTFE)车削板为原料,机械加工生产大孔径PTFE筛板,对筛板与车削板进行了拉伸性能分析。结果表明,随筛板孔距的增加,其拉伸强度、拉伸屈服应力及拉伸断裂应力均提高;随筛板孔径的增大,其拉伸强度、拉伸屈服应力及拉伸断裂应力均降低。试验发现,厚度为0.40mm、孔型(孔径×孔距)为1.5mm×1.5mm及厚度为0.50mm、孔型为1.5mm×1.5mm及2.0mm×2.0mm三种型号筛板的拉伸性能优良,透氨性能好,适合oce655、oce642S、Admiral AD及QU和DH-9916B型等多种型号的高速晒图机使用。     

纳米碳酸钙改性聚丙烯大变形行为的研究

为了研究纳米碳酸钙改性聚丙烯(PP/nano-CaCO_3)在不同应变率下的大变形特性及相关机理,采用疲劳试验机(MTS)结合数字图像相关技术(DIC)对该种材料在不同拉伸速率下进行单项拉伸试验,并用有限元对其进行数值模拟,得出了不同变形程度的试验结果。之后采用电镜扫描(SEM)对不同变形程度的试件表面进行分析。结果表明:PP/nano-CaCO_3在不同拉伸速率下的应力-应变可分为线弹性阶段、屈服阶段、软化颈缩阶段及应力稳定阶段。其中,线弹性阶段、屈服阶段及峰值应力基本不受拉伸速率的影响,应力稳定阶段的稳定应力随着拉伸速率的增大而减小,测试试件的延展率超过300%后仍可继续拉伸延长。电镜扫描发现:随着变形量的增大,试件表面的纹理及皱褶凸起也增大。总的来说,PP/nano-CaCO_3相比纯PP具有更好的应力-应变稳定性、延展性及柔软度,在抗冲击及承载结构件中具有很好的应用前景。     

Mooney-Rivlin模型在硅橡胶应力锥受力分析中的应用

采用Mooney-Rivlin模型作为应力锥硅橡胶的本构模型,计算电缆终端应力锥的变形。MooneyRivlin模型的参数C01和C10通过拟合硅橡胶单轴拉伸试验的数据得到。通过Abaqus软件对应力锥进行数值模拟,得到应力锥的受力变形,同时通过实验对应力锥的变形进行测量,发现数值模拟结果和实验结果相吻合,证实了Mooney-Rivlin模型能在电缆终端应力锥硅橡胶材料数值分析中的准确性。     

硫化橡胶间断动态应力松弛的测定

为了减少试样和试验条件的变化,间断松弛试验中测量时间的长短以及反复拉伸时试样产生的永久变形对硫化橡胶连续应力松弛试验和间断应力松弛试验结果的影响,捏出了一种在静态拉伸条件下对试样进行连续应力松弛和间断动态应力松弛同时测量的新方法。采用RheoVibron全自动动态粘弹仪进行这种测量、方便、灵敏、准确,并为实现应力松弛试验及其结果的数据处理的进一步自动化提供了可能性。     

基于液压致裂法的PBX炸药内部拉伸应力测试可行性研究

为了满足高聚物黏结炸药(PBX)内部拉伸应力测试的需要,利用液压致裂法和孔边应力状态修正实验,建立了基于液压致裂法的PBX炸药内部拉伸应力测试方法。为验证测试方法的有效性,采用材料万能试验机模拟构件内部拉伸应力,结合自主搭建的PBX液压致裂测试平台,开展了不同拉伸应力下的液压致裂应力测试实验。结果表明,直接利用液压致裂法能定性描述PBX炸药的内部拉伸应力,测试结果与预加拉伸应力有较好的相关性(相关系数为98.90%),但不能定量描述;通过对带孔试样进行单轴拉伸实验,获得孔边有效应力集中系数,对液压致裂法的孔边应力状态进行修正,修正后的应力值与预加应力吻合较好,平均相对误差10.67%。建立的测试方法不受测试深度限制,理论上可以测出拉伸应力的大小和方向,是一种基于液压致裂法的PBX炸药内部拉伸应力定量测试方法。     

T700/LT-03A层合板在不同环境下的拉伸性能研究

在室温、低温和湿热三种环境下,对碳纤维层合板分别开展了静力和拉-拉疲劳试验。得到了T700/LT-03A层合板的拉伸性能和破坏机理。在抗拉强度和抗疲劳性能方面,室温环境优于其它两种环境。试验和模拟结果表明:T700/LT-03A层合板在三种环境下的应力结果较为接近;与室温环境下的结果相比,低温和湿热环境下层合板的应力分别减少了3.37%和4.3%,而湿热环境下层合板的应力增大了5.69%。环境对该层合板的疲劳性能影响较大。研究成果对碳纤维复合材料的工程应用提供一定的参考。     

玄武岩二维编织结构复合材料力学性能研究

以采用不同编织节距编织绳作为绳芯的双编绳与无捻粗纱作为绳芯的编织平行纤维绳为增强体,与环氧树脂CYD-128复合固化后制成具有一定形状及性能的复合材料,测试绳芯形式对复合材料力学性能的影响。结果表明:增强体绳芯节距对增强体的拉伸性能以及复合材料的拉伸性能、弯曲性能、压缩性能影响显著。在本试验范围内,绳芯节距为60 mm的增强体断裂强力最高,比最低值高出56%;增强体绳芯节距为60 mm的复合材料拉伸强度、压缩强度最高,比最低值分别高出77%、238%;增强体为编织平行纤维绳的复合材料弯曲强度最高,比最低值高出59%。     

建筑物隔振用板式橡胶支座的有限元分析

板式橡胶支座是建筑物底基隔振系统中的最重要构件之一,作者提出了一种仿真力学模型。作者用有限元方法对这种力学模型进行了分析,分析范围可包括高压缩载荷下发生大变形的情况。作者通过双轴向拉伸试验采用应变能密度函数对胶料的物理性能进行模拟测试。以运用有限元方法应变能密度函数计算出来的载荷变形关系与实验结果完全一致。根据板式橡胶支座中的模拟应力和应变分布情况,本文提出了在水平变形过程中支承垂直载荷的机理。