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相似文献
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1.
基于杆径为50 mm的分离式霍普金森压杆装置(SHPB)研究了不同长径比和不同聚乙烯醇(PVA)纤维体积掺量的高延性纤维增强水泥基复合材料(PVA/ECC)在4种应变率下的动态压缩性能。结果表明:长径比较大(l/D>1.0)的PVA/ECC试件冲击压缩后更易产生方向性明显的滑移破坏,其应力-应变曲线平台期的长度明显缩短,且曲线所包围的面积也明显减小;PVA/ECC的动态峰值应力、峰值应变和冲击韧性均随长径比增加而降低,存在一定的尺寸效应,且应变率越高、PVA纤维体积掺量越小,长径比的影响更明显;长径比较大的PVA/ECC试件其应变率效应有所减弱但PVA纤维的强化效应有所提升,尤其是对冲击韧性的影响程度最显著。  相似文献   

2.
纤维束的冲击拉伸实验研究   总被引:16,自引:3,他引:13  
本文所述实验采用岛津DT-5000型万能实验机和自行研制的摆锤式杆-杆型冲击拉伸试验装置对玻璃纤维,Kevlar49及碳纤维束做了应变率从10-4到 102 s-1量级之间的冲击拉伸实验。首次得到纤维束在高应变率下的拉伸应力应变曲线。结果表明:玻璃纤维的强度,极限应变以及临界应变能密度对应变率非常敏感,弹性模量也随应变率的升高而增加。Kevlar49纤维对应变率不太敏感,而碳纤维的性能则对应变率不敏感。  相似文献   

3.
高强高模聚乙烯纤维力学性能的应变率和温度效应   总被引:2,自引:1,他引:1       下载免费PDF全文
利用MTS810材料试验机、旋转盘式杆-杆型冲击拉伸装置和温度控制箱,在温度20℃~110℃、应变率为0.001/s~700/s范围内,对高强高模聚乙烯纤维束进行了准静态和高应变率冲击拉伸实验,得到了不同温度、不同应变率时纤维束的应力-应变曲线。结果表明:高强高模聚乙烯纤维束的初始弹性模量具有应变率和温度相关的特性,随应变率提高而增加,随温度提高而下降;在常温下,破坏应力从准静态到动态,具有明显的应变率相关性,随应变率提高而增加,但在20℃~110℃范围内、高应变率下,对应变率变化不敏感;失稳应变也具有应变率和温度相关的特性,随应变率提高而减小,随温度提高而增大。在高应变率下,断裂应变能密度主要由初始弹性模量和失稳应变共同决定,受温度效应和应变率效应的综合影响。  相似文献   

4.
为研究不同温度、不同聚乙烯醇(PVA)纤维体积掺量和不同应变率对高延性纤维增强水泥基复合材料(PVA/ECC)动态压缩性能的影响,采用直径50 mm分离式霍普金森压杆(SHPB),对高温浸水冷却后的PVA/ECC进行了冲击压缩试验,结果表明:当温度≥250℃,PVA/ECC试件冲击破坏后的整体性变差,应力-应变曲线更趋于扁平,其动态峰值应变提高不明显但动态峰值应力、冲击韧度显著降低,且高温对较大纤维体积掺量PVA/ECC动态峰值应力、冲击韧度的劣化效应更明显;温度≤150℃时,增大PVA纤维体积掺量,PVA/ECC动态峰值应力、峰值应变和冲击韧度均明显提高,但当温度≥250℃时,增大PVA纤维体积掺量,PVA/ECC动态峰值应变增大,而冲击韧度的提高幅度显著降低且动态峰值应力下降;高温水冷后的PVA/ECC仍具有明显的应变率效应,但温度≥150℃后,其抗压强度的应变率敏感性有所降低。  相似文献   

5.
为研究纤维高强混凝土材料在冲击荷载下的动态压缩性能,采用大尺寸φ75mm Hopkinson压杆,对三种纤维含量的钢纤维高强混凝土、PVA纤维高强混凝土试件进行了三种应变率范围的冲击压缩试验,得到了它们在较高应变率范围内的动态应力-应变关系。试验表明纤维高强混凝土材料为应变率敏感性材料,在较高应变率范围内纤维高强混凝土材料的动态应力-应变关系是与应变率相关的。纤维高强混凝土材料的破坏应力和破坏应变随应变率的增大而增大。钢纤维和PVA纤维对混凝土耗能能力的改善和提高表现在材料达到峰值应力后开始破坏的过程中。同时也对两种纤维高强混凝土材料的纤维增韧特性及耗能机理也进行了分析和探讨。  相似文献   

6.
利用M TS810材料试验机及旋转盘式杆杆型冲击拉伸试验装置对Kevlar49纤维束进行了准静态拉伸及冲击拉伸实验研究, 首次在应变率为10-4/ s~ 103/s 范围内得到了Kevlar49纤维束完整的应力应变曲线。实验结果表明, Kevlar49纤维束的力学性能是与应变率相关的。在低应变率下Kevlar49纤维束对应变率不太敏感, 但比玻璃纤维束高; 在高应变率下Kevlar49纤维束对应变率敏感, 但不如玻璃纤维束强烈; 中应变率区是Kevlar49纤维束由应变率不太敏感到应变率敏感的过渡区。  相似文献   

7.
为研究纳米SiO2溶液和水泥净浆改性再生粗骨料后,掺入聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol, PVA)纤维再生混凝土的基本力学性能和动态力学性能,分别对不同浓度的纳米SiO2溶液和不同水灰比的水泥净浆进行再生骨料浸泡预试验,选定浓度为2wt%的纳米SiO2溶液和水灰比为0.5的水泥净浆,对改性后再生混凝土的力学性能进行对比试验。选取再生粗骨料取代率、PVA纤维掺量和应变率为变量,静力学性能采用万能压力机进行,动态力学性能采用霍普金森压杆(Split Hopkinson pressure bar, SHPB)进行。测试试件28天立方体抗压强度、轴心抗压强度和抗折强度,得到了不同应变率条件下试件的应力-应变曲线,分析了试件静力性能、动态抗压强度、动态增长因子(Dynamic increase factor, DIF)、动态峰值应变和比吸能随变量的变化规律。结果表明:随取代率增加,试件基本力学性能降低,增加PVA纤维掺量,试件抗压强度降低而抗折强度提高;随取代率和PVA纤维掺量增加,试件动态峰值应力呈下降趋势,而动态峰...  相似文献   

8.
为提高聚硅氧烷-甲基丙烯酸锌(ZDMA)树脂材料的性能,采用短切通用型芳纶纤维与聚甲基乙烯基硅氧烷-ZDMA复合并在高温下交联固化,得到短切芳纶纤维/聚硅氧烷-ZDMA复合材料。采用SEM、FTIR、拉伸和压缩试验方法、霍普金斯压杆试验方法,表征了短切芳纶纤维/聚硅氧烷-ZDMA复合材料的结构和静态力学性能,研究了芳纶纤维用量和应变率对其动态压缩性能的影响。结果表明,短切芳纶纤维对胶料的流动性影响较大,短纤维分散不易均匀,整体均匀性不佳,用量较大时易于团聚,力学性能存在波动性。短切芳纶纤维的加入对提高短切芳纶纤维/聚硅氧烷-ZDMA复合材料拉伸强度效果明显,但伸长率大幅减小,对压缩应力提高较大。在低应变率下(800 s?1),芳纶纤维用量对短切芳纶纤维/聚硅氧烷-ZDMA复合材料动态压缩性能影响不大;在中高应变率(1500~2500 s?1)下,随着芳纶纤维用量的增加,短切芳纶纤维/聚硅氧烷-ZDMA复合材料动态压缩应力增大。无芳纶的聚硅氧烷-ZDMA复合材料的动态压缩性能对应变率较为敏感,短切芳纶纤维与高聚硅氧烷质量比为8%的短切芳纶纤维/聚硅氧烷-ZDMA复合材料在中高应变率(1500~3000 s?1)下的动态压缩性能较为稳定。   相似文献   

9.
为研究Kevlar 49芳纶纤维布增强环氧树脂复合材料在中等应变率和不同温度耦合作用下的力学响应和断裂行为,首先,利用MTS液压伺服高速机在不同初始应变率(25、50、100、200s-1)和温度(-25、0、25、50、100℃)下对芳纶纤维增强复合材料(AFRP)进行单向动态拉伸测试;然后,采用Weibull分析模型量化了拉伸强度在不同应变率和温度下的离散程度。结果表明:在相同温度(25℃)下,随着应变率的增加,弹性模量和拉伸强度均先增大(初始应变率介于25~50s-1范围内)后减小(初始应变率介于50~200s-1范围内),极限应变则呈现出相反的变化趋势,而韧性随应变率的变化幅度不大;在相同初始应变率(25s-1)下,与在25℃下的情况相比,温度的升高或降低均会造成弹性模量的降低,在温度为100℃时,极限应变显著增加,而拉伸强度和韧性均不会随温度的变化而发生明显改变。对AFRP断裂形态进行的对比分析表明不同试验条件下AFRP的断裂形态基本相同,均呈现出较为平整的断裂面。所得结论可为AFRP在极端载荷和环境作用下的理论研究和应用提供依据。  相似文献   

10.
采用霍普金森压杆冲击试验,系统研究了掺超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚乙烯醇(PVA)新型纤维砂浆动态受压力学性能;对比纤维砂浆破坏过程的应力-应变曲线,分析应变率和纤维种类对砂浆强度及韧性影响。研究表明:UHMWPE纤维砂浆的综合性能最优,日产PVA纤维砂浆次之,国产PVA纤维砂浆略差。基于传统损伤黏弹性理论,提出了纤维砂浆的简化四参数本构模型;与试验结果比较表明,该简化模型能够很好地模拟纤维砂浆的冲击动态压缩应力应变关系。  相似文献   

11.
Technora,madefromaramidfibersandsome whatsimilartothecommonlyknowKevlar,and Ultrahighlyorientedhighmolecularweightpolyeth ylene UHMWPEfibersarealloftenusedinflexible armourapplicationsandhencesubjectedtohighrates ofloading.Theutilizationoftheirreinforcedcom positesarmourincertainballisticapplicationsisin creasinglypreferredoverconventionalrigidmetalar moursystemsbecauseofitssuperiorstrength to weightratioandflexibility.Todate,thedesignand developmentofsuchfabricarmoursystemshave largelybeen…  相似文献   

12.
In this study, dynamic and quasi-static tensile behaviors of carbon fiber and unidirectional carbon fiber reinforced aluminum composite have been investigated. The complete stress–strain curves of fiber bundles and the composite at different strain rates were obtained. The experimental results show that carbon fiber is a strain rate insensitive material, but the tensile strength and critical strain of the Cf/Al composite increased with increasing of strain rate because of the strain rate strengthening effect of aluminum matrix. Based on experimental results, a fiber bundles model has been combined with Weibull strength distribution function to establish a one-dimensional damage constitutive equation for the Cf/Al composite.  相似文献   

13.
This paper proposes a bimodal Weibull distribution model for strain- rate- and temperature-dependent fiber strength. The relationships of the mechanical quantities between fiber and fiber bundles at different strain rates and temperatures under tensile impact are established. A method for determining mechanical parameters of fibers by tensile impact tests of fiber bundles is established. Experiments on E-glass bundles have been performed at six strain rates (90, 300, 800, 1100, 1300 and 1700 s−1) at three different temperatures (−70, 14, 80°C). According to the statistical analysis and models, the mechanical parameters for the fiber and their relationships with strain rate and temperature are obtained from the tensile impact experimental results. The emulated stress/strain curves from the model are in good agreement with the test data. The theoretical model and test results show that the shape parameters, βd1 and βd2, are not only strain rate independent but also temperature independent. The scale parameters σd01 and σd02, which change with strain rate and temperature, are not constant.  相似文献   

14.
This paper proposes a statistical model for strain rate and temperature dependent fiber strength. The dependence of the parameters of the model on the mechanical quantities of fiber bundles under tensile impact at different temperatures is established. Test results have been performed on E-glass bundles, and these are discussed. They are in good correlation with the model. Hence, the model is reliable and the test method is feasible.  相似文献   

15.
研究了两种高强合成纤维在工程用纤维/水泥复合材料制备过程中的适用性,其中,芳纶纤维的表面为亲水性,超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维的表面为憎水性。研究结果表明:工程用芳纶纤维/水泥复合材料拉伸破坏过程中无应变硬化能力且表现为单裂纹破坏现象;工程用UHMWPE纤维/水泥复合材料拉伸破坏过程中表现出良好的应变硬化能力和多裂纹开裂特性。因此,两种纤维相比,UHMWPE纤维适宜于工程用纤维/水泥复合材料的制备。随着水胶比的降低,工程用UHMWPE纤维/水泥复合材料抗拉强度增大,但应变硬化能力降低,因此,在制备工程用UHMWPE纤维/水泥复合材料的过程中,应协调纤维抗拉强度和基体与纤维之间界面过渡区的品质。  相似文献   

16.
碳纤维静、动态加载下拉伸力学性能的试验研究   总被引:3,自引:1,他引:2  
利用岛津试验机和自行研制的旋转盘式击拉伸试验装置,对T300和M40J两种碳纤维实施了应变速率范围为0.001-1300s^-1的静、动态拉伸试验,获得了两种材料在不同应变速率下的完整的应力变曲线。  相似文献   

17.
利用层内混杂的方式制备碳/芳纶纤维混杂纬编双轴向多层衬纱织物,通过对材料进行拉伸、三点弯曲等实验研究该织物增强复合材料的力学性能及混杂比对其力学性能的影响。结果表明,按照一定的混杂比加入芳纶纤维后复合材料的拉伸性能提高,表现出积极的混杂效应。由于延伸性好的芳纶纤维的加入,使复合材料的拉伸断裂伸长率明显提高,材料破坏模式出现了完全脆性断裂模式(C12材料破坏形式)和“扫帚”形纤维断裂模式(C8A4,C6A6材料破坏形式)。此外,按照一定的混杂比加入芳纶纤维也有效改善了碳纤维增强复合材料的破坏韧性,碳/芳纶纤维混杂MBWK织物增强复合材料的弯曲强度和弯曲模量随混杂比的提高而呈下降趋势,当复合材料中芳纶含量从42%(体积分数,下同)(C6A6)到59.2%(C4A8)的变化过程中,弯曲强度和弯曲模量的降低率较高。0°试样在混杂比为59.2%(C4A8)时,弯曲挠度最大,达到7.49 mm,远高于纯芳纶纤维或纯碳纤维增强的复合材料。所有90°混杂复合材料试样的弯曲挠度均高于纯芳纶纤维或纯碳纤维增强的复合材料,表现出积极的混杂效应。  相似文献   

18.
针对偏高岭土-水硬石灰砂浆材料抗拉强度低、极限延伸率小、性脆的问题,为了提高其韧性和稳定性,增强其抗裂能力,设计并制备了聚乙烯醇(PVA)纤维掺杂偏高岭土-水硬石灰砂浆材料,开展了PVA纤维不同掺量、不同长度下偏高岭土-水硬石灰砂浆材料收缩率、波速、抗压强度、抗折强度及劈裂抗拉强度的试验研究,通过扫描电镜观察分析了PVA纤维在偏高岭土-水硬石灰砂浆材料中的微观作用机理。结果表明:PVA纤维改变了偏高岭土-水硬石灰砂浆的收缩率和内部结构。试样的抗折强度和劈裂抗拉强度随着纤维增加而增大,抗压强度会在纤维长度一定时随着掺量的增多而降低。PVA纤维对砂浆材料整体性有明显改善,受压后仍能够保持着较好的原样性,纤维和砂浆基体之间产生了机械铆合作用,具有较好黏结性。  相似文献   

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