多功能布的动静态力学性能及本构关系的研究

针对多功能布的物理特性展开了MTS实验和SHPB实验,获得了材料的基本力学参数和应力-应变曲线,并对材料的变形行为、应变率相关效应和破坏特性作了分析,在此基础上给出了材料的动静态本构关系。结果表明,多功能布材料在准静态加载下和冲击载荷作用下,随着应变率的提高,应力-应变曲线斜率增加,应变率效应比较明显。     

高应变率下岩石本构特性的研究

高应变率下岩石的动态本构关系和力学特性,目前主要是利用SHPB装置等来获得．基于统计学和损伤力学的观点,建立岩石在高应变率下的动态本构模型是进一步研究爆破机理、爆炸应力波传播、爆破参数优化的基础。理论和实验证明,本文推荐的4种动态本构模型与试验结果有较好的一致性,对进一步研究岩石的动态力学性质奠定了基础．     

不同密度硬质聚氨酯泡沫的力学性能和本构关系

目的 不同密度的硬质聚氨酯泡沫(RPUF)适用于不同的工程应用,通过对不同密度RPUF力学性能开展研究,并对现有的本构模型加以修正,得到材料真实的本构关系。方法 通过开展不同密度RPUF材料的准静态压缩实验(0.001 s⁻¹)及不同加载速率(100~1 000 s⁻¹)下的动态压缩力学性能实验,得到材料的应力-应变曲线,在此基础上分析RPUF材料的密度效应及应变率敏感性,得到其真实本构关系。结果 RPUF材料力学性能受到密度和应变率的耦合影响,随着密度以及应变率的增大,RPUF材料的屈服应力呈指数函数形式增大;给出了RPUF材料屈服应力与应变率及密度之间的函数关系式。结论 得到了基于实验数据以及横向惯性效应修正后的Sherwood-Frost模型(M-S-F模型),研究结果可为RPUF材料在抗冲击方面的工程应用提供指导。     

新型碳酚醛材料动静态力学性能和本构关系研究

研究了碳纤维增强酚醛复合材料在不同温度下的动静态压缩力学性能，碳酚醛材料不但是应变率敏感材料，也是温度相关材料；提出了一个非线性粘弹性本构方程，通过对实验应力-应变曲线的拟合给出了本构方程的材料参数，讨论了温度对本构方程参数的影响；分析了材料力学行为的时温等效性，给出了不同加载条件下的时温等效曲线。     

强动载下岩石动态本构关系试验研究

高应变率下材料动态本构关系，目前主要通过Ｓ．Ｈ．Ｐ．Ｂ装置和轻气炮装置来获得。研究表明，平面波发生器加载更是一般爆破实验室适用的试验手段。Ｌａｇｒａｎｇｅ分析方法由于在材料动态性能实验分析中具有重要的指导和实用价值而越来越受到重视。本文主要评述它们在岩石介质材料中的应用和最新进展，对它们的历史和今后的发展趋势也作了简要说明。     

试论镁铝合金高应变率单轴压缩拟合本构关系的代入校核

从实验与数值模拟的结合上,确定与考察了镁铝合金在一维应力高应变率压缩状态下的本构关系。把由一维准静态及动态压缩试验结果所拟合的经验性本构关系代入镁铝合金的SHPB试验的全过程数值模拟,可再现实验测得的反射波波形及透射波波形。数值模拟也表明,采用SHPB试验经典分析所估算的应力、应变、应变率与试件典型微元在试验过程中所经受的应力应变、应变率也基本一致,然而,应变率并非常值。     

中高应变率和不同温度下离子型中间膜的拉伸力学性能及本构关系

为系统研究中高应变率和不同温度下离子型中间膜的拉伸力学性能,进行了1 s-1～800 s-1和-40℃～60℃下的系列动态拉伸试验.基于试验结果,确定了离子型中间膜的关键力学参数,并着重分析了温度和应变率的影响:随着应变率的升高和温度的降低,离子型中间膜的初始弹性模量、屈服强度和抗拉强度均普遍提高,但极限应变有所降低....     

一种RDX基PBX炸药力学性能和本构关系研究

利用分离式霍普金森压杆(SHPB)对一种RDX基PBX炸药进行了高应变率加载试验,得到了其在不同应变率(300~1 200 s-1)范围内的力学性能,并用扫描电子显微镜(SEM)对回收样品进行了微观分析。结果表明:材料的力学性能和损伤均具有明显的应变率效应。采用含损伤的ZWT非线性黏弹性本构模型,对试验数据进行了拟合,拟合曲线和试验曲线吻合良好。     

橡胶隔振器刚度和阻尼本构关系的试验研究

对橡胶隔振器的动态特性进行了试验研究,利用傅立叶变换分析了采集的试验信号,采用神经网络法拟合了试验曲线,利用曲线重构方法验证了神经网络曲线拟合的可行性。根据神经网络输出的数据,采用最小二乘优化方法对描述橡胶隔振器动态特性的多项式模型进行参数识别,识别结果表明橡胶隔振器的刚度和阻尼与振幅和频率之间呈曲面关系。利用最小二乘曲面拟合方法对刚度和阻尼曲面进行了拟合,得到了描述橡胶隔振器刚度和阻尼的本构关系。     

某橡胶隔振器动静态性能计算及试验研究

针对某型橡胶隔振器中橡胶材料复杂的力学特性,研究了橡胶材料的双参本构模型,进行参数拟合。并利用有限元软件建立了隔振器的动静态性能计算模型,通过试验对计算模型进行验证。结果表明,隔振器的静变形和固有频率计算值与测试结果高度吻合,相对误差小于10%,证明了该模型计算精度高,为不同领域用非金属材料隔振器的设计奠定了基础。     

Effect of ZnO nanoparticles doped graphene on static and dynamic mechanical properties of natural rubber composites

In this work, effect of ZnO nanoparticles doped graphene (Nano-ZnO–GE) on static and dynamic mechanical properties of natural rubber composites were studied. Nano-ZnO–GE was synthesized by sol–gel method and thermal treatment. With the incorporation of nano-ZnO–GE into the matrix, the mechanical properties of NR nanocomposite significantly improved over that of NR composite containing with 5 phr of conventional-ZnO. The results demonstrated that the presence of nano-ZnO on the surface of graphene sheets not only conduces to suppressing aggregation of graphene sheets but also acts as a more efficient cure-activator in vulcanization process, with the formation of excellent crosslinked network at low nano-ZnO–GE content. This work also showed that NR/Nano-ZnO–GE nanocomposites exhibited higher wet grip property and lower rolling resistance compared with NR/Conventional-ZnO composite, which makes nano-ZnO–GE very competitive for the green tire application as a substitute of conventional-ZnO, enlarging versatile practical application to prepare high-performance rubber nanocomposites.     

环保型水切割胶粉对天然橡胶力学性能和动态性能的影响

采用环保型水切割胶粉及力化学改性胶粉（MRP）与天然橡胶（NR）复合制备胶粉-NR复合胶,并探讨了胶粉用量对复合胶力学性能和动态性能的影响。通过红外和热失重分析确定了胶粉的主要成分为NR和丁苯橡胶（SBR）,且改性后胶粉大分子链结构未发生明显变化。通过橡胶加工分析仪研究了胶粉用量及改性对复合胶加工性能的影响。采用炭黑分散仪研究并观察了胶粉在NR中的分散情况。结果表明,胶粉改性后与NR的相容性提高,二者界面结合力增大,MRP-NR复合胶加工性能改善。炭黑分散结果表明,胶粉用量越多,其分散性越差,改性后胶粉的分散性提高,MRP-NR复合胶的力学性能最优,拉伸强度为27.9 MPa。     

受阻酚/羧基丁腈橡胶复合材料的结构及动态力学性能

将羧基丁腈橡胶(XNBR)和受阻酚2,2′-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚) (AO-2246)混合制备出挤压和未挤压AO-2246/XNBR复合材料,并对其结构及动态力学性能进行了研究。研究结果表明,AO-2246在XN2BR基体中的分散状态对体系的动态力学性能影响较大。在未挤压样品中,大部分AO-2246分子以晶体颗粒的形式存在,体系的损耗因子(tanδ)比纯XNBR基体低;而在挤压样品中,由于热压淬火过程中两组分发生杂化,体系的tanδ值明显增大,体系的阻尼性能显著提高。差示扫描量热(DSC)分析和扫描电镜(SEM)观察表明,当AO-2246质量分数高于40%后,杂化体系中AO-2246以3 种形态存在：杂化形态、微相分离态以及结晶态,它们共同对体系的动态力学性能产生影响。AO-2246质量分数为50%的杂化体系的tanδ峰峰值高达3.5,同时该峰位置由低温区向高温方向移动至室温附近,从而使AO-2246/XNBR复合材料成为一种极具潜力的高性能阻尼材料。     

聚乙烯/废天然橡胶的老化和力学性能研究

通过汞灯辐射试验对制备的聚乙烯/废天然橡胶共混物进行了紫外老化试验,研究了防老剂4010对聚乙烯/废天然橡胶的紫外老化性能的影响。结果表明:老化初期聚乙烯/废天然橡胶(60/40)的拉伸强度提高,老化中后期聚乙烯/废天然橡胶拉伸强度下降。防老剂4010的加入提高了聚乙烯/废天然橡胶的紫外老化性能。     

基于动态蠕变实验的沥青混合料本构关系研究

沥青混合料应变在一定温度和外荷载作用下会随着时间增长而逐渐增加的现象称为蠕变;重复加载蠕变实验反映了路面荷载和变形的响应关系,常用于分析路面高温抗车辙性能。为了真实模拟路面的力学状况和描述沥青混合料的动态蠕变性能,对四种沥青和两种沥青混合料进行动态蠕变实验;研究发现沥青混合料的动态蠕变呈非线性,同时采用经典Burgers模型与由Maxwell体和分数阶Kevin体串联组合的分数阶导数Burgers模型对沥青混合料蠕变曲线进行拟合,并对比分析其拟合结果。结果表明,分数阶模型参数a代表了材料的记忆特性,分数阶导数Burgers模型可定量的描述沥青混合料动态蠕变性能的非线性,能更好的分析其高温性能。     

受阻酚AO-60/丁腈橡胶复合材料的结构与动态力学性能

在丁腈橡胶(NBR)中添加受阻酚AO-60制备受阻酚/丁腈橡胶复合材料。利用DSC、SEM、动态力学分析仪(DMA)等测试手段对该复合材料的结构进行了表征,并研究了其动态力学性能。结果表明:AO-60在不同的NBR基体中的分散情况不同。在丙烯腈质量分数为35%的NBR基体(N230S)中,AO-60形成了精细的分散结构,且与NBR大分子之间形成了强烈的分子间作用力,两相相容性好。与纯NBR基体相比,AO-60/NBR复合材料的玻璃化转变温度(Tg)随着AO-60含量的增加逐渐升高,损耗因子(tanδ)逐渐增大,阻尼性能提高。同时,AO-60/N230S复合材料表现出更好的阻尼性能。     

Study on mechanical properties and constitutive model of 5052 aluminium alloy

The stress–strain relationship of 5052 aluminium alloy was investigated via quasi-static tensile tests and split Hopkinson pressure bar tests. The specimens were exposed to various temperatures (25–500°C) and strain rates (10^?4–0.7?×?10^4?s^?1). At strain rates ranging from 0.001 to 3000?s^?1, the material underwent significant work hardening. When the strain rate exceeded 5000?s^?1, the work hardening effect decreased and the flow stress was relatively constant. The Johnson–Cook constitutive model was modified to describe the deformation behaviour of the material subjected to high temperatures and strain rates. The accuracy of the modified model was verified through ballistic impact testing.     

Effect of temperature and superimposed dynamic and static stresses on mechanical properties of epoxy-bonded joints

Adhesive joints are subjected during their service life to different combinations of dynamic and static stresses. While the behaviour of the adhesives in relatively simple states of stress is well characterized, their response to superimposed stresses of different types acting in different directions has scarcely been investigated. In the study presented in this paper, single lap joints made with different formulations of epoxy adhesives were subjected to combined shear creep stresses and torsional oscillations applied simultaneously and along perpendicular axes of the specimen. The main conclusion based on the results of this investigation is that such a simple combination of stresses affects considerably the mechanical behaviour of the joint. A significant increase of the shear strength of the joint was recorded for specimens subjected to superimposed stresses at temperatures lower than the T _g of the adhesive. Application of similar combinations of stresses at temperatures close to or higher than the T _g led to a decrease of the shear strength of the joint. The fracture morphology of the joints made with the investigated epoxy resins was qualitatively correlated with changes induced by the superimposed loading in the T _g of the adhesive. The fatigue fracture surface of adhesives is characterized by striations and furrows, similar to bulk specimens that failed in the same fashion.