基于边界效应理论确定热轧碳素钢的韧度与强度

该文研究确定热轧碳素钢的材料韧度与强度特性,提出一种确定热轧碳素钢材料的断裂韧度与屈服强度的模型及方法。建立了等效裂缝长度、名义应力等具体设计参数的计算表达式。通过相同尺寸而不同初始缝高比的单边拉伸Q235B热轧碳素钢板的系列试验,证明所提模型及方法的合理性与适用性。所提模型及方法只需由小尺寸单边裂缝钢板的拉伸试验测得的屈服荷载,即可同时确定出热轧碳素钢平面应力条件下的断裂韧度K_C及屈服强度σ_Y。采用该文所提方法确定热轧碳素钢的材料特性,试验试样不需要满足现行国内外规范对试验试样尺寸、型式,加载条件等的严格规定,试样不需要预制疲劳裂纹。     

C形环小试样疲劳裂纹扩展试验方法与应用

航空航天、核反应堆工程等重要工程结构的安全控制对材料断裂性能有重要需求,小尺寸试样断裂韧性测试需求日益凸显。该文提出了一套用于小尺寸构件疲劳裂纹扩展速率测试的C形环小试样试验方法,设计了试样构形和试验夹具,并基于有限元分析和柔度法理论,建立了C形环小试样裂纹长度预测公式和应力强度因子K的表达式。对于低压转子材料26NiCrMoV11-5钢,采用C形环小试样和标准CT试样完成了疲劳裂纹扩展试验,获得了材料的疲劳裂纹扩展特性,并讨论了新方法的有效性。     

用于材料试验机的断裂力学试验夹具及低温环境箱的设计

本厂断裂力学测试限于高强、中高强度材料,在对成品构件进行安全分析时,由于试样尺寸受到限制,只能做成小试样。本厂所购MTS公司的材料试验机,虽然配备三点弯曲试验夹具,但是,此夹具适用大尺寸试样,用它做小尺寸试样试验会增加误差。另外,若用它做低温试验,则要配备体积很大的低温环境箱,夹具才能进入箱内,这不仅提高丁设备费用和增加了低温介质消耗量,且操作也不便。因此,我们设计了小型三点弯曲夹具和与它配套的低温环境箱,能充分发挥各材料试验机的功能。     

F2604/AP复合物制备及性能研究

采用静电喷雾技术制备了以氟橡胶(F2604)为包覆材料的F2604/AP(高氯酸铵)复合物。通过对所制备的复合颗粒进行扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热(DSC)及机械感度检测分析,研究超细AP复合物包覆效果、热分解特性及感度特性。结果表明,由静电喷雾技术所制备的复合含能材料颗粒尺寸小、分布均匀、包覆效果良好;与AP样品颗粒相比,AP复合含能材料样品颗粒的放热峰温度有大约70~80℃的延后,热分解温度有所提高,有利于其热稳定性;随着F2604含量的增加,F2604/AP复合颗粒的机械感度逐渐降低,F2604的添加可以有效降低AP的机械感度。     

冲击试样尺寸与韧-脆转变过程的试验研究

对标准试样和辅助小尺寸试样与冲击功之间的变化规律进行了试验和研究。结果表明，缺口形状相同而宽度不同的同一种材料的冲击试样，采用所确定的不同试样宽度的试验温度关系式，可使辅助小尺寸试样和标准试样的冲击试验数据直接换算，这对薄型材料的冲击试验具有重要的实用价值。     

基于声发射信号模式识别的 UHMWPE/ LDPE复合材料损伤机制分析

测定了 U HMWPE/ LDPE复合材料在准静态拉伸作用下的声发射 (AE) 信号 , 用无监督模式识别方法对预处理后的 AE信号进行分类 , 据此分析了几种试样 (0° 、90° 和 [ + 45° / - 45° ]) 的损伤机制。研究表明 ,模式识别 (PR) 方法能识别出试样中基体开裂、 纤维2基体界面脱粘、 纤维抽拔和纤维断裂等损伤模式 , 识别结果与利用扫描电子显微镜 (SEM) 对破坏断面观察得到的结果一致。U HMWPE/ LDPE复合材料的 AE信号特征只受损伤模式的影响而与试样类型无关 , PR方法能有效地区分不同损伤模式的 AE信号 , 每种损伤模式的 AE信号累计数对应变的关系曲线能清楚地反映复合材料的损伤进程。AE信号的 PR分析为复合材料的损伤机制分析提供了准确依据。      

Q235B钢板拉伸损伤试验的声发射特性

制作完整和焊接两种Q235B板材试样,利用声发射技术对其拉伸过程的损伤特性进行监测,根据获得的拉伸过程载荷时间历程曲线和材料损伤声发射信号,结合金属材料力学行为特性,对材料损伤声发射信号的幅度、振铃计数以及能量等参数进行分析,获得了材料塑性屈服、强化变形以及断裂等损伤阶段所表现出的声发射特性,通过对声发射信号撞击幅度和能量的统计分析,初步得到了不同损伤阶段所对应的声发射参数分布范围。对比分析完整和焊接两种试样损伤所表现出的不同声发射特性,结果表明声发射特性参数能够很好地描述焊接对材料力学特性的影响,并能以声发射参数"双峰"分布的形式从微观上反映焊接对试样屈服所造成的影响。实验结果为声发射技术应用于起重机结构状态监测提供了参考数据。     

拖曳阵对浅海声场的响应

本文从理论上沦述了拖曳阵对等声速浅海点源声场的响应。根据对声场所作的波动理论分析,揭示了声源位于基阵端射方向时的几个很有趣的效应。由于在垂直方向有简正波模态能量分布,会出现波束的展宽或者分裂,也会导致基阵抑制信号。后一种现象可用信号增益来表征,信号增益通常比基阵的方向性指数小。本文还论述了其它一些特性,如距离平均效应,基阵输出同声源深度-接收器深度组合的关系,以及信噪比由风噪声限制时系统的噪声增益。     

夏比V型冲击试验的尺寸效应及工程应用

以Q245R钢板为对象,进行不同尺寸试样在系列温度下的夏比V型冲击试验,论证试验的尺寸效应。结果表明:不同尺寸试样获得的冲击吸收能量一般不可换算,且与试样截面积没有对应关系。不同尺寸试样获得的韧脆转变温度数据也不可直接比较,随着试样尺寸减小,韧脆转变温度向低温方向移动。低温条件下,小尺寸试样可能导致材料韧性被高估,建议对小尺寸试样的试验温度进行调整。     

SiO2粒子的尺度因素对聚乙烯基复合材料的结晶行为及电学性能的影响

分别选用粒径分别为1μm、30 nm和100 nm的SiO₂粒子作添加粒子,以低密度聚乙烯（LDPE）为基体,制备三种SiO₂/LDPE复合材料。对各复合材料的结晶行为进行分析,分析各材料的结晶度,同时对每种材料在频率影响下的相对介电常数εr和损耗因子tanδ变化情况进行研究,并探究了各材料的电导电流及空间电荷特性。结果表明,添加粒子的尺寸越小,其所形成的复合材料的晶体尺寸与间距就越小。添加30 nm SiO₂粒子后,材料结晶度增加显著;添加100 nm SiO₂粒子所构成的微观结构能有效限制分子链运动,使复合材料极化建立困难;大尺寸粒子的添加会对原有结晶结构造成破坏,形成的新结晶结构能促进载流子的迁移;这三种SiO₂粒子中,30 nm SiO₂粒子的添加能有效抑制空间电荷,100 nm SiO₂粒子的加入,则会造成电极附近的异极性电荷积聚。