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相似文献
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1.
陈敏  孙宇辰  朱乔 《材料导报》2016,30(8):118-121
轴向拉伸试验是确定混凝土拉伸力学性能最直接的方法。利用MTS试验机和自行研制的夹具,在试件与试验机之间设置球铰组件以消除拉伸过程中附加弯矩的影响,并采取适当措施降低拉伸试验中偏心的影响,完成了应变率由10-6~10-3s-1 4个数量级范围内的混凝土静动态轴向拉伸试验。试验结果发现不同应变率下,混凝土轴向拉伸全过程曲线有着很好的相似性,峰值应力和弹性模量随着应变率的增加而增加,但极限拉伸应变基本不变。在纤维束模型的基础上,建立了考虑应变率效应影响的统计本构方程,其计算结果与试验值吻合较好。  相似文献   

2.
基于轴向拉伸实验研究超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维束低速下(包含准静态)应变率效应对其力学性能及破坏模式的影响,阐述了其弹-黏塑性特性和分子链断裂在纤维束变形过程中的贡献。在10-5~3.3×10-2s-1应变率范围内,对UHMWPE纤维束进行5种不同应变率工况的拉伸实验,得到了各工况下的力学性能参数及应力-应变曲线。结果表明,UHMWPE纤维束的拉伸强度和失效应变与应变率之间分别存在指数增长和指数衰减关系,随着应变率的提升,二者的应变率效应逐渐削弱。室温下,UHMWPE纤维束具有较为复杂的力学行为,呈现2种不同的损伤特性,分别为黏弹性主导的宏观整体性脆性断裂和黏塑性主导极具韧性且包含蠕变的塑性变形。基于实验结果并结合现有文献结论,推断UHMPWE纤维束发生脆-韧转变的临界应变率在10-5量级。最后,根据实验数据拟合了计及应变率且包含修正项的纤维束低速统计损伤本构方程,通过与实测值对比,验证了该方程的准确性。  相似文献   

3.
刘雪  堵同亮  彭雄奇  陈军 《功能材料》2012,43(9):1099-1101,1105
通过对PP木纤维复合材料进行应变率为10-4~10-2s-1、温度为90、130、170℃下的单向应力条件下的力学性能试验,结果表明,PP木纤维复合材料的力学响应对温度和应变率都是敏感的,并且升高温度与降低应变率对PP木纤维复合材料的力学性能有等效的影响。利用Maxwell模型提出了该PP木纤维复合材料的一个非线性热粘弹性本构方程,拟合出了相应的粘弹性参数。利用该本构模型模拟了PP木纤维复合材料的热压缩实验,理论计算所得应力-应变曲线与实验结果吻合较好。  相似文献   

4.
TC4钛合金动态力学性能及本构模型研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
为研究TC4钛合金的动态力学性能及本构模型,利用电子万能试验机、高速液压伺服试验机和分离式Hopkinson压杆(SHPB)装置,对其进行常温下准静态、中应变率和高应变率动态力学性能试验,得到不同应变率下的应力应变曲线,拟合得到Johnson-Cook本构模型,并分析材料中应变率力学特性对本构模型参量的影响。结果表明:TC4钛合金在应变率10~(-4)~10~3s~(-1)范围内具有明显的应变率强化效应和一定的应变硬化效应,且应变率强化效应随应变的增大而减小,应变硬化效应随应变率的增大而减小;考虑材料中应变率力学特性可提高本构模型参量的准确性;通过数值方法和试验方法研究TC4钛合金平板撞击和高速拉伸过程的动态响应,两者结果具有很好的一致性,证明所得本构模型的准确性。  相似文献   

5.
目的研究蔗渣-淀粉发泡缓冲材料的缓冲性能,建立此类缓冲材料的本构方程,方便此类材料的应用。方法对不同密度的蔗渣-淀粉复合材料,在不同湿度和应变率条件下对其进行静态压缩试验,并在Sherwood-Frost本构模型的基础上加以扩展,加入湿度对应变的影响项,建立该复合材料的静态压缩本构方程。根据实验数据,采用Origin拟合的数学方法确定相关系数。以该静态压缩本构方程拟合出的应力-应变曲线作为材料特性载入Abaqus软件中,模拟淀粉-蔗渣纤维发泡缓冲材料并进行静态压缩试验仿真,得到仿真曲线,并与实际试验曲线进行对比。结果仿真实验与实际实验的数据误差较小,整体误差在10%以内。结论建立的静态压缩本构方程可以很好地表征该复合材料的缓冲性能,避免了设计缓冲衬垫时需要大量试验才能得到材料曲线的问题。  相似文献   

6.
T300/Al复合丝中纤维就位强度的测试与表征   总被引:1,自引:0,他引:1  
以萃取法、纤维束拉伸试验技术以及纤维强度的应变率和温度相关的统计本构理论为基础,形成了纤维增强金属基复合材料中纤维就位强度的测试与表征方法,利用该方法获得了T300/Al复合丝中纤维的就位强度的所有确定性参数和统计参数。结果表明,在经过与铝基体的高温复合以后,T300纤维的模量、强度均有不同程度的降低,工艺过程中纤维表面损伤加剧是造成纤维就位强度降低的主要原因。  相似文献   

7.
本文在自行研制的冲击拉伸装置上首次实现了单向玻璃纤维增强环氧树脂的冲击拉伸加卸载试验,结合试件在冲击拉伸过程中的瞬态温升和能量分析的结果,提出了完整的复合丝束模型,推出了冲击拉伸时的一维本构方程;并对该材料在300~2000s-1的应变范围内进行了全面的冲击拉伸试验,通过对试验结果的数值统计分析和应变率相关性分析拟合出具体的本构方程,结果表明这个方程是有效的,有明显的物理意义.  相似文献   

8.
冲击载荷下玄武岩纤维增强混凝土的动态本构关系   总被引:1,自引:1,他引:0  
为了研究玄武岩纤维增强混凝土的动态本构关系,利用Ф100mm分离式霍普金森压杆装置,对玄武岩纤维增强混凝土进行冲击压缩试验,得到了动态应力-应变曲线,对试验数据进行了分析,根据试验结果,通过叠加应变率强化效应和损伤软化效应,对混凝土静态Ottosen非线性弹性本构模型进行修正,建立了玄武岩纤维增强混凝土损伤型的动态本构模型,确定参数并将理论模型计算结果与试验结果进行了对比。研究表明,玄武岩纤维增强混凝土的动态性能存在明显的应变率强化效应,动态强度增长因子和峰值应变与应变率对数之间存在近似函数关系;建立模型的方法可行,理论模型计算结果与试验结果吻合较好,建立的本构模型可用来描述玄武岩纤维混凝土的动态力学行为,并能为玄武岩纤维增强混凝土的进一步研究和工程应用提供参考依据。  相似文献   

9.
轻质泡沫混凝土的力学性能与唯象本构模型   总被引:1,自引:0,他引:1  
在飞机越界工程材料阻滞系统(EMAS)中,阻滞材料的压缩力学性能极为重要。本文对一种新型阻滞材料——轻质泡沫混凝土在室温下应变率从0.001/s到0.1/s的压缩力学行为进行了系统研究。结果表明:在该应变率范围内此材料力学性能对应变率不敏感;但此材料的密度对其力学行为影响很大。通过对压溃平台应力、密实应变和密度等参量的分析,结合系统的试验结果,建立了该材料的压缩唯象本构模型,通过模型预测结果与试验结果比较,唯象本构模型与试验结果吻合较好。  相似文献   

10.
张婷  黄炜  戎翀 《材料导报》2015,29(22):150-155
基于Weibull统计分布理论和Lemaitre等效应变假定原理,推导出聚丙烯纤维再生混凝土单轴受压损伤本构模型,对聚丙烯纤维再生混凝土进行单轴受压试验,根据试验数据,确定了该模型参数,通过试验曲线和模型曲线的对比分析发现两者拟合较好。基于考虑中间主应力、拉压性能影响的适用于任何材料的统一强度理论,推导出聚丙烯纤维再生混凝土的双剪损伤本构模型,建立了纤维混凝土损伤本构模型从单轴到双轴的转化方法。  相似文献   

11.
In the present paper, statistical models of the strain-rate dependence of the strength of fibres and fibre bundles are established and their stress/strain equations are deduced. According to the models, an experimental method of determining mechanical parameters in the stress/strain equations by means of tensile impact loading of the fibre bundles is set up. In order to examine the validity of the models and the experimental method, tensile tests of the E-glass fibre bundles were performed at strain rates ranging from 10−4 to 103 s−1. The test results are in good agreement with the models. Hence, the models are reliable and the test method is feasible. The statistical models successfully explain the rate-dependent behaviour of the E-glass fibre.  相似文献   

12.
应变率对T300/Al(L2)复合丝拉伸性能的影响   总被引:1,自引:1,他引:0  
利用MTS810试验机和自行研制的冲击拉伸试验装置对T300/Al复合丝实施了不同应变率下的拉伸试验,获得了材料从0.001s^-1到1300s^-1应变率范围内完整的应力应变曲线。结果表明:T300/Al是一种应变率敏感复合材料,随着应变率的提高,材料的拉伸强度、失稳应变均相应提高,具有明显的应变率强化效应和动态韧性现象,这主要是由铝基体的应变率强化效应和应变率历史效应引起的。根据材料在不同应变率下的试验结果以及对其不同变形阶段机理的分析,提出了弹塑性复合丝束模型,并由此建立了相应的应变率相关的一维统计损伤本构方程,模型拟合结果与试验结果一致。  相似文献   

13.
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   

14.
高抗冲聚苯乙烯的应变率敏感性及粘塑性本构关系   总被引:1,自引:0,他引:1  
对高抗冲聚苯乙烯(HIPS)在应变跨越10^-4-10^1量级的范围内的拉伸力学性能作了实验研究,实验结果显示HPIS是一种应变率敏感的材料,其拉伸力学性能对应率敏感程度可分为高中低三个区域,在此基础上讨论了这类材料的粘塑性本构关系。  相似文献   

15.
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   

16.
陆钰佳  陈素文  张洋 《工程力学》2021,38(2):101-109
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。基于G’SELL本构模型,建立了离子型中间膜的本构关系,根据试验结果标定了模型参数,模型预测结果与试验曲线吻合较好。采用应力补偿更新算法开发了用户子程序,实现了该文所提出的本构关系在LS-DYNA中的应用,并通过数值结果与试验结果的比较验证了用户子程序的有效性。  相似文献   

17.
陈浩峰  宋军 《工程力学》1996,13(1):125-131
本文针对弹塑性拉压循环加卸载条件下,不同的应变率(10-4-10-2s-1)变化,对高强钢(PCrNi3MoV)材料的屈服应力、应变硬化参数和反向屈服应力等参量的影响进行了实验研究,提出了便于理论计算的简化弹塑性本构模型,并假设拉屈服应力与压屈服应力的差值不随应变率的不同而发生变化,这一假定与实验结果相符合,且便于工程计算。针对厚壁筒自紧加工工艺的残余应力场分析问题,用本文提出的模型对厚壁筒在四种不同的应变率条件下进行自紧加工时残余应力场的变化及不同的自紧效果进行了详细的分析和比较,并提出了改进工艺过程和提高自紧效果的建设性意见。  相似文献   

18.
对具有不同拉伸应变特性(应变强化和应变软化)的超高性能混凝土(Ultra high performance concrete, UHPC)进行了单调和循环荷载作用下的直接拉伸试验。试验结果表明:应变强化UHPC基体开裂后进入多点微裂纹分布的应变强化段,达到极限抗拉强度后进入单缝开裂的应变软化段;应变软化UHPC基体开裂后直接进入单缝开裂的应变软化段;循环荷载下两种类型UHPC的轴拉应力-应变曲线包络线与单调荷载下的应力-应变曲线基本一致;基于刚度退化过程建立了两种类型UHPC的轴拉损伤演化方程,根据实测应力-应变曲线和试件的裂缝分布形态建立了两种类型UHPC的轴拉本构关系模型,与试验结果基本吻合;采用能量法研究了应变强化UHPC两阶段轴拉本构关系在数值计算时的等效方法。最后,通过无筋应变强化UHPC抗弯试验梁的数值模拟对本文建立的应变强化UHPC轴拉本构关系模型和损伤演化方程及相关假定进行了验证,结果表明本文建立的应变强化UHPC轴拉本构模型能较好地预测UHPC弯拉构件的极限承载力,轴拉损伤变量能在宏观层面上较好地反应试件的裂缝分布状态。   相似文献   

19.
通过对2D-C/SiC复合材料试件进行不同偏轴角度的拉伸实验,研究了偏轴角度对材料拉伸力学特性的影响。通过应变片分别测得了材料加载方向和纤维束方向上的应力-应变行为,对比分析了偏轴角度对上述应力-应变行为的影响;并结合试件断口扫描电镜照片,阐释了纤维束方向上拉伸和剪切损伤间的相互耦合效应。实验结果表明,材料的拉伸模量和强度随偏轴角度的增大出现明显下降;材料纤维束方向上的拉伸损伤和剪切损伤具有显著的相互促进作用。最后,以材料0°拉伸和45°拉伸实验数据为基础,建立了材料的偏轴拉伸应力-应变行为预测模型,模型预测结果与实验结果吻合较好。  相似文献   

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