纳米ZnO在NR/SBR材料中的应用研究

研究了不同类型的ZnO在NR/SBR材料中的应用,并对其拉伸性能、硬度、耐磨性、热性能进行表征.结果表明:与添加5份普通ZnO的NR/SBR材料相比,添加3份的纳米ZnO的NR/SBR材料的拉伸强度、硬度、耐磨性和耐热性均提高,且纳米ZnO用量减半时其硫化特性与普通ZnO相当.     

高温疲劳断裂的研究与发展

本文介绍近15年来北京航空材料研究所在高温疲劳断裂研究领域内所取得的部分研究成果,其中包括高温低周疲劳、高温断裂韧性以及高温疲劳裂纹扩展的研究与发展。     

Ti—25Al—10Nb—3V—1Mo合金的高周疲劳性能及断裂特征

实验测定了Ｔｉ－２５Ａｌ－１０Ｎｂ－３Ｖ－１Ｍｏ合金６５０℃下高周疲劳Ｓ－Ｎ曲线及热暴露后合金的疲劳性能。结果表明，Ｔｉ－２５Ａｌ－１０Ｎｂ－３Ｖ－１Ｍｏ合金具有较高的疲劳强度，可以满足转子零件的要求。对比光滑和缺口试样的高周疲劳性能，可以看出该合金缺口敏感程度高，且随着应力水平的增加而增大。     

TA15钛合金的高周疲劳性能和断裂特征

研究了双态组织的TA15钛合金的高周疲劳性能和疲劳断裂特征,结果表明,β转变组织中次生α相的数量和形态对疲劳性能有显著影响,次生相α相的球化显著降低了合金抗裂纹扩展的能力,而大量的片状次生α相则通过造成疲劳裂纹的分枝有效地降低了疲劳裂纹的扩展速度,提高了疲劳极限.     

镍基单晶高温合金热机疲劳断裂特征

为了进一步提高镍基单晶高温合金的热机疲劳性能,通过微观结构解析研究了合金热机疲劳断裂特征.通过金相和扫描电子显微镜研究了热机疲劳断裂的断口特征和微观结构.研究表明:裂纹起源于形变孪晶与试样外表面的交截处,过程中的氧化有助于裂纹的长大;裂纹尖端的应力场诱发出大量形变孪晶,而形变孪晶的存在为裂纹进一步沿着孪晶界扩展提供了便利条件;镍基单晶高温合金的疲劳断裂主要是由于形变孪晶的形成以及裂纹沿孪晶界的扩展造成的.形变孪晶与高温合金疲劳断裂密切相关.     

NR/CR并用胶共混性能研究

研究了天然橡胶和氯丁橡胶的共混工艺,并研究了NR/CR二者之间并用比例对并用胶性能的影响。结果显示,天然橡胶和氯丁橡胶分别加填料混炼均匀后再共混在一起,共混胶的各项物理力学性能较好,并用胶组成中,天然橡胶比重大时,硫化速度较快,但耐天候老化及阻燃性差。氯丁橡胶比重大时,耐溶剂性和阻燃性较好。     

玻璃陶瓷疲劳断裂的宏观规律研究

对K2O-MgO－AlO3-B2O3-SiO2-F多元系统的可切削微晶玻璃的疲劳行为进行了研究。结果表明：材料在静载荷、动载荷、循环载荷作用下的应力腐蚀指数n分别为69.54、35．2、18.18。应力腐蚀指数n的大小强烈依赖于加载方式，并能作为材料抵抗裂纹扩展的某种抗力指标，循环载荷和动载荷对材料造成了附加损伤，致使在相同应力水平下材料寿命明显下降。     

动态硫化NR／HDPE热塑性弹性体的研究

本文采用母胶子混动态硫化新工艺，以硫黄为硫化体系，制备了ＮＲ／ＨＤＰＥ共混热塑性弹性体。考察了橡塑比，共混温度，共混时间，硫化剂、促进剂用量、增塑剂及填料的用量对共混物性能的影响。实验结果表明，当橡塑比为６０：４０，硫化剂和促进剂用量分别为１．８和１份时，综合性能良好，采用增容剂技术，可使共混热塑性弹性体的物理机械性能达到最佳。     

间苯二酚甲醛／丁苯吡共混胶膜的动态粘弹性与疲劳性能

制备了间苯二酚甲醛/丁苯吡共混胶膜(RFL)。研究了RFL胶膜的动态粘弹性、拉伸性能以及拉伸疲劳性能,发现间苯二酚(R)/甲醛(F)=1/0.8~1/2.0之间时,F的增加,对RFL胶膜的E′和Tg影响不大,但在RFL熟化一定时间后,补充F可使RFL胶膜的E′提高,而Tg略有降低。此外,F用量以及加入时机对RFL胶膜拉伸强度、杨氏模量、拉伸疲劳次数以及粘合性有较大的影响。提出了适于芳香聚酰胺纤维和玻璃纤维表面处理的配方。     

GMT-PP复合材料的界面粘结状况与动态疲劳关系研究

采用动态疲劳试验研究了不同界面粘结状况的GMT-PP复合材料的疲劳行为。结果表明:GMT-PP界面粘结状况对其拉伸疲劳性能有明显的影响,界面粘结的改善有利于抗疲劳性的提高。进而通过扫描电镜的观察发现具有良好界面粘结的GMT-PP在静态拉伸时破坏形式为基体破坏,而动态拉伸疲劳破坏则以界面脱粘为主。由于界面粘结强度越高,界面脱粘过程越慢,因而,材料的抗疲劳性越好。      

HPVC/ABS/SBR共混物性能与结构

研究了ＤＯＰ增塑的ＨＰＶＣ／ＡＢＳ／ＳＢＲ共混物的性能和形态结构。发现ＡＢＳ可提高增塑ＨＰＶＣ的硬度和拉伸强度，并降低其低温侧硬度对温度的依赖性，随ＳＢＲ用量增加，混合物的硬度下降，断裂伸长率增加，体系结构的不均匀性加剧；重复加工后，拉伸强度进一步提高     

铁路钢轨扣件系统垂向动力模型及振动特性

该文针对铁路钢轨扣件系统,分别考虑了扣压件及垫层的弹性特性,并考虑了扣件系统中扣压件的预压力,建立了详细的垂向动力分析模型,并推导了钢轨受力方程,然后基于车辆-轨道耦合动力学理论,分析了扣件系统垂向振动特性,结果表明：扣压件及垫层的弹性变形均受预扣压力及轮轨动态相互作用力的影响,扣压件及垫层作用在钢轨上的力均含有预扣压力及轮轨力的成分。因此,在铁路轨道扣件系统的动力分析与设计研究中,有必要分开考虑扣压件及垫层的弹性特性。     

用附加质量与刚度调整无阻尼结构动态特性

提出一种动态特性调整的新方法以满足结构优化设计调整要求。该方法根据原结构模型的动态特性,利用与调整点自由度相关的频率特性函数,通过对无阻尼自由振动方程的推导,给出结构局部质量或刚度调整的通解。数值算例表明,应用通解计算值调整模型得到的动态特性可以满足预定的设计要求,1/2比例三层砌体模型实验显示了调整方法的实用性。     

冲击荷载下网壳结构的失效模式及其动力响应特性

为系统全面确定网壳结构的冲击失效模式, 通过大量的参数计算研究网壳结构(包括Kiewitt-8型球面网壳、短程线型球面网壳、肋环斜杆型球面网壳、柱壳)的冲击响应特性, 并以Kiewitt-8型单层球面网壳为例, 总结分析网壳结构冲击失效的4个典型算例, 详述各类失效模式下网壳结构冲击失效的全过程及其荷载作用、结构特征响应、能量传递与转化特点;然后依据不同冲击荷载下网壳的冲击失效特点, 定义了网壳结构的3类失效模式(结构局部凹陷、结构整体倒塌、结构冲切破坏)。为揭示网壳结构的冲击失效机理并提出防护建议做了基础性工作。     

定日镜结构的动力风效应和风致疲劳损伤研究

典型的定日镜结构由下部立柱支撑扭矩梁、桁架、驱动传动系统及上部镜面板组成,一般位于平坦开阔地区,所受风荷载较大,风致振动较为显著。建立了某定日镜整体结构的精细化有限元模型,镜面尺寸为8 m×8 m,立柱高5 m。分布于镜面的脉动风荷载通过风洞试验测得,完成了定日镜整体结构在不同水平风向角和不同镜面仰角下的风振响应时程分析。分别基于雨流法、等效应力法、等效窄带法、等效宽带法,结合Miner疲劳线性累积损伤理论,实现了时域与频域内的定日镜结构关键部位在最不利风荷载工况下的风振疲劳损伤分析,并对各种方法得出的损伤值进行了比较,验证了疲劳损伤频域分析方法的有效性。     

低速冲击下RC梁的动态响应和破坏机理研究

考虑材料非线性和应变率相关性等因素的影响,运用LS_DYNA非线性有限元软件对RC梁横向低速冲击试验进行了数值模拟,从动态损伤扩展、冲击能量转化等方面研究了RC梁的冲击响应过程和破坏机理。结果表明：RC梁的冲击响应过程可分为局部响应、整体响应和回弹变形三个阶段;RC梁的损伤主要发生在局部响应阶段,梁体变形主要发生在整体响应阶段;局部响应阶段的冲击力完全由梁体惯性力平衡,整体响应阶段的变形模式和截面弯矩分布与刚塑性模型基本相同;受拉钢筋变形耗能是RC梁最主要的冲击耗能机制。     

基于齿根动应力的船用人字齿轮疲劳分析与优化

为了合理预估人字齿轮齿根动应力疲劳寿命,利用考虑啮合刚度激励、啮合冲击激励和齿面摩擦激励的十二自由度人字齿轮弯-扭-轴耦合动力学模型,同时考虑了参与啮合齿对之间的齿根应力关联性,并由此合理有效地计算出了人字齿轮齿根受拉侧的动应力变化趋势。通过对轮齿疲劳寿命机理分析,选取三种常用载荷工况下小轮齿根中点受拉侧动应力作为疲劳寿命计算对象,采用考虑应力幅值和应力均值双参数的雨流计数法,结合Miner线性累积损伤理论对人字齿轮受拉侧齿根弯曲疲劳寿命进行了预估。同时比较了考察啮合轮齿在进入啮合前其它齿对产生的反向压缩应力对疲劳寿命的影响。通过三维修形技术,对人字齿轮齿面进行了以综合载荷工况下齿根动应力疲劳寿命为目标的优化设计,优化结果表明修形后齿根动应力变化趋势平缓,疲劳寿命增加25%。     

在多轴载荷下45钢的循环特性

通过多轴疲劳试验，研究了在多轴加载条件下45钢的循环特性变化规律，分析了非比例附加强化、多轴循环软化/硬化特性及疲劳寿命对加载路径参数的依赖性，结果表明，相位角主要影响非比例附加强化程度，幅值比主要影响多轴循环软化/硬化特性，二者都影响多轴疲劳寿命。