土工布力学性能智能测试仪的研制

介绍了一种土工布力学性能测试仪的设计原理和方法。该测试仪可以完成土工布的各种力学性能测试试验，包括条样拉伸、握持拉伸、撕裂、CBR顶破、圆球顶破、刺破及厚度的测量。通过试样的实测结果和数据分析说明仪器符合土工布仪器设计要求，可以用于土工布力学性能的测试，具有较好的实用性。     

单轴微拉伸MEMS材料力学性能测试的系统集成

为了对微米尺度薄膜材料的力学性能进行测试,开发了一套成本较低的单轴微拉伸MEMS材料力学性能测试系统。首先,根据有限元模拟优化设计测试样片,使其能够易于夹持、准确对中,以利于应力和应变的测量。接着采用三维非硅UV-LIGA微加工技术制备了Ni薄膜样片。根据单轴拉伸测试过程和硬件构成,以Visual Basic为平台编译了一套数据采集与分析系统。最后,应用该测试系统完成对电镀Ni薄膜材料性能的测试。实验结果表明,该系统能够精确测试试样应变,精度达到0.01μm,拉伸力精度达到mN级。得到的电镀Ni薄膜材料的杨氏模量约为94.5 GPa,抗拉强度约为1.76 GPa。该系统基本满足微米尺度材料单轴微拉伸力学性能测试的需要。     

基于RS-485总线的土工布渗透率测控系统

土工布在工程应用中，其渗透率是一项重要的参考性能指标。该系统通过RS－485总线连接上位机与89C52单片机（下位机），实现了土工布水平渗透率的自动测控系统。下位机具有自动加压／水力梯度控制及渗透率计算功能。上位机与多个下位机通讯进行实时监测，并实现测试数据的报表打印、曲线绘制，提高了测量精度，减少了测试时间。     

用于应力应变和疲劳显微分析的原位拉伸系统的研制

工业上的应用和材料学的发展客观上要求对材料的力学性能测试进行实时动态观测。本研究部自主研发出了配合扫描电子显微镜的原位拉伸试验系统,成功地实现了对拉伸试验全过程的原位观测和微区分析,并初步具备了原位疲劳试验的功能。该系统使用直流伺服电机驱动机械部分对样品施加拉伸载荷,在基于PC104的嵌入式控制系统中,使用专用PID控制芯片实现电机的闭环控制,并在软件设计中对数据采集、原位保持等关键技术进行了算法优化,以实现较高的精度和稳定性。本文介绍了该系统的机械结构、软硬件组成,并展示了使用该系统对金属材料进行原位拉伸实验得到的数据和结果。该结果为材料的拉伸性能提供了很好的宏观和微观证据。     

微拉伸测试系统中PZT微驱动器的设计与实现

为了实现微拉伸测试系统中微位移的精密进给,首先设计了一种压电陶瓷微驱动器,然后在LabVIEW平台上利用PID控制算法对其进行了闭环控制.控制后的微驱动器输出精度达到10 nm,响应时间较开环时缩短了近10倍,明显改善了输出特性并达到了线性输出的目的.最后将该驱动器应用于搭建的微拉伸测试系统,对SU-8光刻胶薄膜进行了微尺度力学性能测试,测得SU-8光刻胶薄膜的杨氏模量为(1.47±0.27) GPa,抗拉强度为(62.18±16.49) MPa,最大应变为(3.57±1.4)％.该驱动器基本满足了微拉伸测试的需要.     

定向有机玻璃拉伸度的等达因法研究

定向有机玻璃凭借其优良的力学性能和高透光率广泛应用于航空领域。由于定向有机玻璃分子链变为有序的定向排列,故其力学性能与未拉伸的有机玻璃相比有颇大改善,力学性能改善程度的决定性因素是拉伸度。定向有机玻璃拉伸度的测试是研究的难点和急待解决的问题,它直接阻碍对定向有机玻璃力学性能的研究。运用等达因法实现双轴定向有机玻璃不同方向和沿厚度方向不同层面的拉伸度测试。通过对不同方向的拉伸度测试结果进行分析,得出与拉伸平面垂直方向力学性能相对薄弱的结论;并对沿厚度方向不同层面的拉伸度测试结果进行分析,得出层间剪切强度降低的结论。     

液压拉伸法紧固法兰螺栓的载荷损失研究

法兰连接系统被广泛应用于航天、石油、化工等相关领域，法兰发生泄漏会造成严重的危害，故法兰螺栓的紧固工作显得尤为重要。工程中常用液压拉伸法来紧固管法兰螺栓，鲜有学者对液压拉伸紧固法兰螺栓的螺栓载荷损失情况展开研究。在研究螺栓载荷损失情况时，首先进行螺栓材料的力学性能测试试验来测试螺栓材料的弹性模量、屈服强度等力学性能参数，为拉伸紧固试验提供理论计算；然后按照ASME PCC-1中对螺栓分步拉伸紧固的方法，采用3种不同的拉伸应力且每种拉伸应力下均运用四步加压法对其进行紧固；最后根据螺栓剩余载荷和拉伸力的关系可以得出螺栓载荷损失的情况。结果表明，35CrMo的M27螺栓的温度越高，其弹性模量和屈服强度越低；拉伸紧固螺栓时，螺栓所受拉伸载荷越大，则螺栓载荷的损失率也越大。     

电磁驱动式微拉伸装置的改进

电磁驱动微拉伸装置是测试和评定微构件拉伸力学性能的一种较精确的仪器。通过分析该装置测量微构件材料力学性能的原理，提出采用高精度电容位移传感器．利用高输入阻抗的运算放大器电路和驱动电缆技术使传感器具有很好的线性度、准确度和较高的稳定性，使改进后的微拉伸装置对位移的分辨率达到1．195nm,大大提高了测量结果的精确性。     

PVC／ABS复合材料的力学性能研究

应用冲击试验机、材料试验机和其它一些相关仪器对PVC／ABS复合材料的力学性能进行了测试和研究,结果表明,该复合材料的性能是组分的函数,ABS的加入改善了其力学性能。随着ABS含量的增加,复合材料PVC／AnS的冲击强度和断裂仲长率明显提高,而拉伸强度和拉伸模量几乎随ABS含量的增加而单调地下降。     

焊缝结构微区材料力学性能研究

介绍三种对微区材料力学性能进行测试的方法,微拉伸试验、微剪切试验和维氏硬度试验,并分析其各自的优缺点。采用这三种方法对0Cr18Ni10Ti焊接接头不同区域材料进行力学性能测试,并对试验结果进行比较分析。研究指出,采用微小拉伸试样的微拉伸试验方法测定微区材料的力学性能更为准确可靠。     

汽车/护栏碰撞试验室张紧系统的设计

通过对汽车/护栏碰撞试验室张紧系统结构的分析,结合实际情况,提出了一种新型的张紧系统设计方法。此种张紧系统既能在空闲期又能在碰撞试验过程中安全地放松和张紧牵引钢丝绳。通过这种设计方法设计完成的长沙理工大学汽车/护栏碰撞试验室的张紧系统,经碰撞试验和突发事故系统应变性检验,能到达预期的张紧效果。     

球罐用15MnNbR钢焊接接头力学性能试验研究

为了将15MnNbR钢板用于建造大型液化气球罐，根据确定的焊接工艺和焊接工艺参数，研究了焊接接头的拉伸性能、系列冲击性能、无塑性转变温度、断裂韧性等，各项力学性能表明：爆接接头可满足球罐的设计要求并且保证球罐的安全运行。     

MEMS材料力学性能的测试方法

介绍国内外MEMS(micro-electro-mechanical system)材料力学性能的测试方法,包括纳米压痕法、薄膜打压法、梁弯曲试验、微拉曼光谱法、单轴拉伸法等.分析各种测试方法的优缺点、基本原理和最新进展.详细介绍单轴拉伸试验方法的试验原理、特点及发展现状, 在此基础上介绍作者们在MEMS材料单轴拉伸试验方面的阶段性研究成果,包括单轴拉伸试样设计、夹具设计、加载方法及应变测量技术等.试样和夹具的设计采用有限元方法模拟不同形状参数试样的拉伸试验过程,确定试样的外形和尺寸.应变测量采用的是激光干涉应变计法(interference strain /displacement gauge, ISDG),并用所研制的微小试样拉伸试验机,成功测得多晶铜薄膜材料的应力-应变曲线.     

行波管螺旋线缠绕机张力控制系统的设计

介绍了张力控制系统的硬件设计和控制算法的研究。首先进行了张力执行元件的选择,设计了张力检测装置,然后确立数学模型,采用增量式数字PID控制器,设计了张力控制器。通过仿真证明能较好地满足预期的控制要求。     

Design, fabrication, and implementation of thermally driven outdoor testing devices for building joint sealants

The paper describes the development, implementation, and testing of two thermally driven outdoor exposure instruments. These devices are unique in their ability to impose field generated thermally induced strain on sealant specimens while monitoring their resulting load and displacement. The instruments combine a fixed wood and steel supporting frame with a moving polyvinyl chloride frame, and employ differences in the coefficients of thermal expansion between the supporting frame and moving frame to induce strain on the sealant specimens. Two different kinds of instruments have been fabricated, "winter/tension" and "winter/compression" designs. In the winter/tension design, the thermally induced dimensional change is directly transferred to the specimens; while in the winter/compression design, the samples are loaded in an opposite direction with the dimensional change. Both designs are instrumented to monitor load and displacement and are built so that the strain on the specimen does not exceed ±25% over the range of temperatures expected in Gaithersburg, MD. Additionally, a weather station is colocated with the device to record environmental conditions in 1 min intervals. This combination of weather information with mechanical property data enables a direct link between environmental conditions and the corresponding sealant response. The reliability and effectiveness of these instruments are demonstrated with a typical sealant material. The results show that the instruments work according to the design criteria and provide a meaningful quantitative platform to monitor the mechanical response of sealant exposed to outdoor weathering.     

高钢级输气管线钢的止裂设计判据研究

对国产X70,X80管线钢,分别进行了夏比冲击试验(CVN)和单拉伸试验,测量得到管线钢的CVN和力学性能指标。基于管线钢CVN和力学性能指标的实测值,分析了管道断裂扩展速度的影响因素。基于速度准则,由编制程序计算的减压波速曲线联合管道断裂扩展速度计算公式,进行了实际工程的止裂设计应用。     

一种风机转子用FV520（B）不锈钢碱性焊条的研制

根据风机叶轮焊接接头强韧性对高性能焊条的要求,结合焊材设计的组织匹配原则,通过金相分析、力学性能测试、断口观察等方法,研制了一种力学性能和工艺性能都较为优异的焊条。结果表明,所研制焊条熔敷金属的合金系为Cr—Ni—Nb—Cu—Ti,其力学性能优于FV520（B）专用焊务;Mo、Nb、Ti、Cr等合金元素的富铬碳化物和合金碳化物M02C3、NbCrN、Ti（C,N）提高了熔敷金属的强韧性;焊缝区和HAz的组织均为回火索氏体（SH）＋板条马氏体（M）＋残余奥氏体（A＇）＋二次析出相;1#、2#、4#焊条的断裂机理为准解理断裂,而3#焊条的断裂机理为韧窝加解理的复合型断裂。     

Characterisation of a measurement system for reproducible friction testing on sheet metal under plane strain

The testing equipment can compromise the quantification of the friction on sheet metal. This paper focuses on a systematic analysis of the testing equipment as a measurement system of the friction phenomena. It is shown that the mechanical response of the system may be responsible for significant variations on the quantification of frictional effects. Historical and inter-laboratory testing data show that, upon proper design of the measurement system, friction can be quantified, reproduced, and replicated with a significant degree of accuracy. This paper discusses the requirements and the controls of the test needed to maintain the uncertainty at its minimum level. The results show the feasibility of characterising friction in order to study the effects of the sheet, lubricant, and forming tools. This study is based on tests where cyclic bending under tension resulted in significant stretching and thinning of the sheet, but with the width remaining approximately constant. Friction research under other sheet forming modes may, however, benefit from the significance of the findings presented here.     

幕墙钢索张力测试装置的原理及性能分析

阐述幕墙钢索张力的测试装置,介绍张力机械式测试装置、频谱分析测试装置及电阻应变式测试装置的原理,并进行性能分析,最后给出应用实例.