熔融沉积工艺参数对热塑性聚氨酯弹性体静动态力学性能的影响

为揭示通过熔融沉积成型（FDM）工艺制备的热塑性聚氨酯弹性体（TPU）的静动态力学性能及工艺参数对其力学性能的影响,采用万能材料试验机和分离式霍普金森压杆（SHPB）实验装置对使用3种打印速率（10、40、70 mm/s）和3种喷头温度（200、220、240 ℃）制备的TPU开展准静态（0.01 s^-1）和动态（1 000 s^-1）加载下的力学性能试验,并进行工艺参数优选,同时进一步获取了材料在较宽应变率范围（0.001~2 500 s^-1）的应力?应变样本空间数据。结果表明,准静态和动态加载下,喷头温度220 ℃、打印速率40 mm/s为最优工艺参数;试样在准静态和动态下均具有应变率效应;准静态下试样超弹性特征显著,动态下结合朱?王?唐（ZWT）方程构建的材料黏弹性本构模型拟合曲线与实验曲线吻合较好;采用最优工艺参数制备的试样出现明显“微相分离”现象。     

基于数字图像相关法的熔融沉积聚乳酸材料动态力学性能测试

为研究熔融沉积聚乳酸（PLA）材料动态的力学性能,利用分离式霍普金森压杆（SHPB）装置对PLA材料进行了加载应变率分别为880、1 230、1 650、2 230 s^-1的动态压缩实验,通过高帧率图像采集设备获得了不同应变率下PLA材料的变形图像,结合数字图像相关（DIC）法分析得到PLA试样表面沿加载方向的应变场,并对应变率进行了分析。结果表明,熔融沉积PLA材料在动态载荷作用下的变形过程存在弹性阶段、塑性阶段和卸载阶段;随着应变率的增加,PLA材料在塑性阶段出现了显著的塑性流动区域;PLA材料的压缩强度和最大应变均随应变率增大而增大;利用DIC法测得在整个动态冲击实验过程中,应变在试样中分布基本均匀,应变范围随应变率增大而增大,应变率在整个加载过程中基本保持恒定;DIC法测得的应变与SHPB实验基本一致,应变率误差均小于3 %,表明本研究使用的DIC法能够应用于SHPB实验。     

钢纤维混凝土的高温动态强度特性

本文采用自主研制的高温SHPB试验系统,对高温条件下钢纤维混凝土(SFRC)的动态压缩强度进行了试验研究.结果表明:高温下SFRC的动态抗压强度同时存在加载速率强化效应和温度强弱化效应.加载速率越大,SFRC的动态抗压强度越高;200℃以前,以温度强化效应为主,200℃以后则以温度弱化效应为主,400℃后低于常温下的动态抗压强度,600℃后低于常温下的静压强度,到800℃时强度已变得很小.钢纤维的加入可以显著提高混凝土在不同温度和加载速率下的动态抗压强度,且纤维掺量越大,相应增加幅度越高;当纤维体积掺量为1.0％时,SFRC的动态抗压强度增长因子高于素混凝土.     

滚塑成型用LLDPE加工性能的实验室评价

通过滚塑成型实验发现,密度、熔体流动速率、相对分子质量分布等常规性能相似的两种线型低密度聚乙烯(LLDPE)(试样1和试样2),在滚塑成型过程中存在一定差异;采用相同加热温度和加热时间,试样2成型快,所得制品内部气泡少,低温缺口冲击强度高。通常的动态流变性能实验无法解释这种加工性能上的差异,而低剪切条件下的应力流变实验发现:试样2的零切黏度、弹性形变以及特性松弛时间分别比试样1低25%,26%,46%,差异较为明显,可以此初步评价LLDPE树脂的加工性能。     

复合材料环形试样力学性能检测研究

本文对纤维增强复合材料环形试样的制备方法、剪切和拉伸性能的检测方法进行了研究。本文阐述了环缠绕法和圆筒切环法两种试样制备方法；明确了玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维和玄武岩纤维的干燥处理条件、缠绕张力、缠绕速度、固化前存放时间等技术参数；验证了剪切试验中，试样外观尺寸、加载头直径、加载速率等对剪切性能的影响；验证了拉伸试验中，试样外观尺寸、加载速率等对拉伸性能的影响。结果表明，剪切试验中，试样厚度为3mm,宽度为6mm,玻璃纤维试样长度为21mm～30mm,碳纤维、芳纶纤维试样长度为18mm～21mm,夹具加载头直径为6mm,加载速率为1mm/min～2mm/min;拉伸试验中，试样厚度为1.5mm,玻璃纤维增强塑料加载速率为3mm/min～5 mm/min,碳纤维和芳纶纤维增强塑料加载速率为2mm/min～3mm/min时，试验数据稳定，具有较好的可重复性，且试样破坏形式正常。     

不同温度下大理岩静动力学特性研究

高温下岩石的力学参数是地下工程设计、施工以及支护的重要依据,因此研究高温下岩石力学特性具有重要的实际意义。在云南省卡房地区现场取得大理岩样本,在6种温度(25、100、200、400、600、800℃)下进行力学试验,共制作72个试样,在单轴压缩冲击试验系统上对高温作用后的大理岩试样分别进行静、动载试验,结果表明:静载作用时,大理岩试样在不同温度下的应力-应变曲线可分为压密、弹性、塑性变形和破坏4个阶段,峰值应力从79.70 MPa降至33.27 MPa,降幅为58.3%;动载作用时,峰值应力从224.00 MPa降至43.11 MPa,降幅达80.8%;大理岩试样在静、动载作用下,峰值应变均随温度的升高而增大,动载时的峰值应变普遍大于静载作用时的;静载作用时的峰值应变增长率要略大于动载作用时的;弹性模量均随温度的升高而降低;静载作用下,弹性模量与温度的线性关系明显;动载作用下,弹性模量的数据较分散,在400℃之后,弹性模量急剧减小,弹性模量随应变率的增大有增大的趋势;在同一温度下,加载速率越大,弹性模量越大。     

冲击加载下分步压装装药抗过载响应特性的数值模拟与实验

为研究冲击加载下分步压装装药的响应特性,利用ANSYS/LS-DYNA软件对分步压装含铝炸药大型落锤冲击加载过程进行了数值模拟,得到不同密度分布状态药柱在冲击载荷作用下的应力分布及形变特征。探讨了径向密度差对分步压装装药撞击安全性的影响,并进行了实验验证。结果表明,与传统模压成型药柱不同,冲击加载下分步压装药柱中心区的响应应力大于边缘区,且1/2半径处的炸药微元具有较大的径向流动速率。实验验证结果与模拟结果一致。由于径向密度差的存在,冲击加载下分步压装装药内部应力分布不均,使得炸药颗粒呈现由中心向边缘流动的趋势,进而增加分步压装装药内部"热点"形成的几率。     

PBX炸药细观损伤的实验研究

为研究PBX炸药在冲击作用下的物理损伤、化学损伤及成热的物理机制,采用炸药爆炸驱动隔板实验技术对PBX炸药进行了冲击压缩实验,回收炸药试样并对其不同位置处的断面形貌进行SEM分析.结果表明,随着冲击能量的增加,其温度效应的影响越来越显著,损伤模式从物理损伤向化学损伤过渡.这为XDT问题中的"热点"形成机制等研究提供了实验基础.     

非均质固体炸药冲击起爆与爆轰研究进展

综述了非均质固体炸药的冲击起爆机制、宏细观反应流模型、中尺度/跨尺度及连续介质尺度数值模拟和冲击起爆试验及测试技术等研究进展,并总结作者团队近年来在该领域的研究成果;分析了该领域的未来发展趋势,旨在加深对非均质固体炸药冲击起爆爆轰物理机制的认识,为装药安全性研究提供方法和技术手段。指出非均质固体炸药冲击起爆物理响应过程复杂,往往由多种热点机制控制,现有反应速率模型考虑热点机制单一,无法适应冲击起爆过程的高保真计算。现阶段压力相关型反应速率模型虽然在一定范围内适应细观结构的变化,但无法描述复杂加载路径如多次加载和斜波-冲击复合加载下炸药脱敏或敏化、拐角效应死区现象等,而熵或温度相关型反应速率模型可较好地适应复杂加载,但未考虑细观结构响应机制。发展多热点机制耦合作用的、宽适应范围的宏细观反应速率模型是反应流模型的重要方向。快响应高分辨率的细观实验诊断技术一直是爆轰领域的技术难点,中尺度计算是现阶段冲击起爆热点机制研究的主要手段,已初步实现从中尺度到宏观尺度的冲击起爆跨尺度计算,仍是非均质固体炸药冲击起爆与爆轰问题数值模拟发展的重要趋势。附参考文献151篇。     

编织复合材料的横向冲击力学行为研究

本文利用冲击加载实验装置对碳纤维编织复合材料梁的横向冲击损伤与断裂行为进行了实验研究,确定了不同冲击速度下冲击载荷响应、梁的动态位移变化以及梁的动态应变演化历史等动态力学行为,给出复合材料梁的冲击吸收能量及其Mises有效应力。同时,利用扫描电镜对编织复合材料的损伤断裂机理进行微观分析。