高密度聚乙烯单轴拉伸力学性能及本构关系研究

利用万能试验机对高密度聚乙烯（PE-HD）进行了单轴拉伸试验,并选取了有效数据进行分析,得到了PE-HD的应力应变曲线,并利用Sherwood-Frost本构模型研究了PE-HD单轴拉伸的力学行为。结果表明,PE-HD的力学性能表现为明显的应变率相关性,屈服应力随着应变率的增大而提高,且屈服应力表现为应变率对数的线性关系; Sherwood-Frost本构模型能较好地描述PE-HD的力学特性。     

基于正交试验的聚丙烯泡沫混凝土基本力学性能研究

通过正交试验,研究了聚丙烯泡沫混凝土(PPFC)的基本力学性能及应力-应变本构关系。研究表明：在试验变量范围内,增加聚丙烯纤维(PP)体积掺量(0.5%、1.0%和1.5%),PPFC试件立方体抗压、轴心抗压和劈裂抗拉强度均依次降低;增大PP长度(3、6和9 mm),PPFC试件立方体抗压、轴心抗压和劈裂抗拉强度均先增大后减小;PPFC试件立方体抗压强度随粉煤灰(FA)质量掺量(40%、45%和50%)增加先增大后减小,轴心抗压强度和劈裂抗拉强度随FA掺量增加均依次减小。基于直观分析法,可得正交试验最优配合比组合为A₁B₂C₂,即PP体积掺量为0.5%,PP长度为6 mm, FA质量掺量为45%。PPFC受压试件破坏形态均为压剪破坏,破坏裂缝主要为斜裂缝,并伴有竖向裂缝,破坏面一般为斜面破坏;劈裂受拉试件破坏形态均为劈裂破坏,破坏裂缝均为沿荷载施加方向的竖向裂缝。基于单因素变量法可得,增加PP体积掺量(0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%和0.6%),PPFC试件立方体抗压、轴心抗压和劈裂抗拉强度均先增...     

温度对胎面材料拉伸力学性能的影响研究

研究温度和拉伸速率对胎面材料拉伸力学性能的影响。结果表明:胎面材料的拉伸力学性能对拉伸速率具有一定的敏感性;在0~90℃温度范围内及大应变时,胎面材料的拉伸模量随温度升高而减小;在-30℃时,应力-应变曲线表现出"玻璃态"的特性,拉伸模量明显提高。Mooney-Rivlin模型模拟结果与试验结果相一致。     

复合水泥土应力应变本构模型研究

通过对复合水泥土无侧限抗压变形破坏过程进行分析概括、对试件破坏的宏观特征进行观察描述及对试块抗压过程的应力应变曲线比较,得到不同龄期复合水泥土破坏形态差异,及破坏过程弹塑性与脆性强弱关系.根据水泥土与混凝土变形及损伤的相似性,参照混凝土应力应变本构模型,提出复合水泥土的应力应变本构模型,基于最小二乘法插值原理对模型进行试验验证,验证结果显示:实测数据基本与应力应变模型重合,证明所提出的本构模型能够反映复合水泥土应力应变的关系.     

表面修饰三氧化钨填充聚四氟乙烯复合材料的制备及其性能研究

为提升聚四氟乙烯(PTFE)的耐磨性能,开展γ?缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂KH560)表面修饰和未经表面修饰的纳米三氧化钨(nano?WO₃)填充的PTFE复合材料性能研究。通过冷压烧结法制备PTFE/nano?WO₃复合材料,采用材料试验机和磨损试验机分别研究复合材料的力学及摩擦学性能,探讨nano?WO₃的含量和表面修饰对复合材料性能的影响。结果表明,KH560接枝到nano?WO₃的表面,提高nano?MWO₃与PTFE基体的相容性;与PTFE/nano?WO₃相比,nano?MWO₃能够改善PTFE的力学性能;其中PTFE/5%nano?MWO₃的性能较好,与PTFE相比,拉伸强度降低了17.7%,但断裂伸长率提升了43.5%,弯曲强度提升了16.1%;与PTFE/nano?WO₃和PTFE相比,nano?MWO₃能够改善PTFE的耐磨性能;其中P...     

树脂基纤维增强复合材料高应变率下力学性能的研究进展

综述了国内外在树脂基纤维增强复合材料的动态力学性能测试的实验技术、高应变率下力学性能和动态本构模型方面所开展工作的研究进展,指出了研究中应注意的问题。     

常温固化FEVE氟碳涂料力学性能研究

研究了6种FEVE氟碳涂料的拉伸应力-应变行为以及氟碳涂料与环氧底漆的相容性,结果表明:氟碳涂料具钉良好的力学性能,并且与环氧底涂层匹配性良好.     

空心玻璃微珠增强聚四氟乙烯复合材料的制备及拉伸强度的研究

研究了空心玻璃微珠增强聚四氟乙烯复合材料的拉伸强度的变化。研究表明：复合材料的拉伸强度与空心玻璃微珠含量、烧结工艺条件和偶联剂的种类有关;用复合偶联剂处理过的玻璃微珠填充树脂,改善了微珠与树脂的相容性及分散性,从而提高了材料的拉伸强度。并对材料的拉伸强度进行了理论预测。     

聚丙烯/聚四氟乙烯纤维复合材料力学性能及发泡行为研究

将聚四氟乙烯纤维和相容剂加入聚丙烯中,在二次开模条件下注塑成型制备出聚丙烯/聚四氟乙烯纤维微发泡复合材料,研究了聚四氟乙烯纤维用量对复合材料力学性能、耐热性及发泡行为的影响。结果表明:当聚四氟乙烯纤维用量为2%时,复合材料的拉伸强度提高了13%,弯曲模量提高了16%;聚丙烯微发泡复合材料具有完美的泡孔结构,其泡孔平均直径为71μm,泡孔密度为1.26×10~6个/cm~3。     

温度对胎面材料压缩力学性能影响规律研究

环境温度对轮胎胎面材料力学性能有重要影响,它直接影响接地性能。为获取不同温度下胎面橡胶材料的压缩力学性能,进行了准静态单轴压缩实验。基于此,获取不同温度、不同速度下的应力-应变关系,揭示温度及应变率对其压缩力学性能的影响规律。采用Mooney-Rivlin本构模型来表征胎面橡胶压缩荷载下的力学行为。结果表明,在低应变率时应变率的影响不明显;在20-90℃温度范围内,随着温度的升高,橡胶压缩模量减小。Mooney-Rivlin本构模型拟合与实验结果相符,它为不同温度下胎面橡胶压缩性能分析奠定理论基础。     

复合材料气瓶有限元应力应变分析

本文利用ANSYS大型有限元程序建立了复合材料气瓶（金属内衬）的有限元模型,建模中将纤维缠绕层作为复合材料层合板处理,考虑了封头处缠绕层厚度及缠绕角沿子午线不断变化的情况。针对建立的模型进行了气瓶在几个工况点下的变形分析,通过在30MPa压力、45MPa压力下的位移分析和试验测量对比,分析和试验结果分别为6．25MPa和5．86MPa、8．48MPa和7．69MPa,误差分别为9．3％、9．O％,均在10％以内。利用最大应变准则预测了气瓶的爆破压力约为66MPa。两次爆破试验中,测得的爆破压力分别为65MPa和68MPa。结果表明,建模与分析方法县诈确的．     

淀粉/PP基发泡包装材料静态缓冲性能分析

以淀粉/聚丙烯(PP)基发泡缓冲包装材料为研究对象,通过静态压缩试验得到材料的应力-应变曲线和能量吸收图,研究了初始应变率和湿度对该材料静态压缩缓冲性能的影响,构建了基于初始应变率和相对湿度的静态压缩本构模型。结果表明,当静态压缩时,材料的应变率效应较显著。该材料的应力和能量吸收随着初始应变率的增大而增大。当相对湿度为50%,应变为0.6时,随着初始应变率由0.002 s^-1增大至0.01、0.017、0.033、0.05 s^-1,材料的应力分别增大了5.4%、12.51%、20.97%、26.3%,能量吸收分别增大了0.69%、7.18%、12.27%和19.21%。湿度对该材料的影响较大,该材料静态压缩力学性能随着相对湿度的增大显著降低,当初始应变率为0.017 s^-1,应变为0.6时,随着相对湿度由50%增大至70%、80%、90%,该材料的应力分别下降了7.26%、19.39%和39.42%,能量吸收分别下降了17.93%、25.7%和43.84%。另外,构建了基于初始应变率和湿度的淀粉/PP基发泡材料的静态压缩...     

树脂基碳纤维丝束本构方程的研究

分析了三维完全各向异性、三维正交各向异性和横观各向同性材料的本构关系,提出树脂基碳纤维丝束采用横观各向同性的本构方程,并基于该方程,通过隐式计算模块Abaqus/Standard中的牛顿迭代法求解材料的拉伸性能,与试验作对比。结果表明:拉伸应力—应变关系曲线与试验值比较吻合,能较好地模拟树脂基碳纤维丝束的形变,较准确地反映拉伸力学响应;该本构方程模型能够有效地预测碳纤维复合材料的拉伸力学行为。     

聚四氟乙烯复合材料与弹性体的组合应用

本文介绍了聚四氟乙烯复合材料的物理机械性能、摩擦磨损性能,由聚四氟乙烯复合材料与弹性体组合而成的 密封具有二者双重优点,密封效果好,摩擦阻力小,综合性能优良,简要介绍了组合密封在液压气动等方面的应用。     

2D-SiC/SiC陶瓷基复合材料的拉伸本构模型研究

通过单向拉伸试验,研究了2D-SiC/SiC复合材料的应力-应变行为.结果表明,材料单向拉伸应力-应变曲线表现出明显的双线性特征,且线弹性段较长.通过试件断口照片,分析了2D-SiC/SiC复合材料单向拉伸破坏机理和损伤模式.基于对损伤过程的假设,建立了二维连续纤维增强陶瓷基复合材料的双线性本构模型,并将其应用于2D-SiC/SiC复合材料的应力-应变曲线模拟,模拟结果与试验值吻合很好.同时,分析计算表明,2D-SiC/SiC复合材料的单轴拉伸行为主要由纵向纤维柬决定,横向纤维对材料的整体模量和强度贡献很小.     

未反应炸药本构关系

介绍了未反应炸药的本构方程表达式,几种试验方法和新的方案设想。     

圆柱形橡胶试样压缩变形有限元分析的超弹性本构方程对比研究

采用有限元分析方法预测圆柱形橡胶试样的压缩变形,并与试验数据进行对比,判断不同本构方程的计算精度。结果表明:对于应力-应变试验,仅采用单轴拉伸(UT)试验数据拟合本构方程时,不能单纯依赖拟合精度判断本构方程的优劣;同时采用UT、平面拉伸(PT)和等双轴拉伸(ET)试验数据拟合本构方程时,整体计算精度大幅提升,且可依据拟合精度判断超弹性本构方程的优劣。对于超弹性本构方程,若提供UT,PT和ET试验数据,宜选用拟合精度高的O_Ni,P_Ni,VdW,Marlow等方程;而在仅有UT数据的情况下,则宜选用RP_Ni,AB,Marlow等方程。     

玄武岩复合材料筋增强ECC受拉性能及裂缝控制机理

工程水泥基复合材料(ECC)因其高韧性和多缝开裂特性成为研究热点,纤维复合材料(FRP)因具有抗拉强度高、密度小、耐腐蚀性好等优点而受到广泛关注。为研究玄武岩复合材料(BFRP)筋增强ECC(BFRP-ECC)的受拉性能以及筋材对基体的裂缝控制机理,考虑了基体类别和配筋率等因素,对ECC狗骨试件、BFRP-ECC和BFRP-砂浆薄板试件进行了单轴拉伸试验,同时借助数字图像相关法(DIC)技术获得了试件受拉过程中的全场应变和开裂状态,基于Richard的弹塑性应力应变公式提出了BFRP-ECC单轴受拉应力应变本构模型。结果表明：BFRP-ECC的极限拉应力随配筋率的增加而增大;ECC基体对复合材料的受拉性能增强效果优于砂浆基体,同时以ECC为基体的复合材料在裂缝间距和宽度控制上都明显优于以砂浆为基体的复合材料;BFRP筋能增加BFRP-ECC裂缝处的桥连应力,减小裂缝间距和宽度,增加裂缝数量。本文建立的BFRP-ECC单轴受拉应力应变本构模型与试验数据吻合良好,较好地反映了BFRP-ECC受拉应力应变关系。     

塑钢纤维-橡胶混凝土应力-应变关系试验研究

对3种水胶比、6种塑钢纤维掺量的橡胶混凝土进行了单轴受压试验研究,测得不同水胶比、不同塑钢纤维掺量的橡胶混凝土应力-应变曲线.根据曲线特点,提出了含有本构参数A、B的塑钢纤维橡胶混凝土单轴压缩本构模型.对应力-应变试验结果进行最小二乘法非线性回归分析,求出本构参数值和纯橡胶混凝土本构参数A、B的数学表达式,明确了立方体抗压强度、橡胶混凝土本构参数及塑钢纤维特征参数与本构参数A、B的关系,得到了塑钢纤维-橡胶混凝土的本构方程.     

橡胶材料循环加载的本构行为及数值拟合

使用电子万能材料试验机对炭黑填充的橡胶材料进行单轴循环加载,对稳定后的应力-应变曲线进行数值拟合。对加载段的应力-应变曲线采用Marlow,Arruda Boyce,Van der Waals和Yeoh等超弹性本构模型进行描述,对卸载段的应力-应变曲线采用Mullins模型,即应力软化模型进行描述,对永久变形行为采用塑性变形模型进行描述,并使用反分析方法确定Mullins方程的参数。结果表明,Marlow超弹性模型对加载段的应力-应变曲线拟合效果最好,Mullins模型可较好地描述大应变时卸载段的应力-应变曲线,但无法拟合出材料的永久变形行为;将Marlow超弹性本构模型、Mullins模型以及塑性变形理论相结合,可以精确地描述橡胶材料的循环加载与卸载条件下的应力应变行为。