GH4090合金圆柱螺旋弹簧应力松弛性能研究

以航空发动机用GH4090合金圆柱螺旋弹簧为研究对象,研究了不同温度下弹簧的静态和动态抗松弛性能。结果表明,静态抗松弛实验下,时效态GH4090合金弹簧在室温和300℃下无松弛、无蠕变;350和400℃下应力松弛率分别为1.08%和1.09%。动态抗松弛实验下,时效态GH4090合金弹簧在室温下无松弛,350℃下应力松弛率为3.23%;变形态GH4090合金弹簧在室温和350℃下应力松弛率分别为3.30%和16.85%。变形态和时效态GH4090合金弹簧的松弛率均随温度的升高而增大,且变形态松弛率变化尤为明显。     

CG混合纤维/橡胶复合材料的黏弹性

采用干法混炼工艺制备了CG混合纤维 (炭纤维和玻璃纤维) /橡胶复合材料, 并在热模拟实验机上测定其蠕变曲线和应力松弛曲线, 对其黏弹性进行了研究。结果表明: 当CG混合纤维体积分数小于15 %时, 可提高橡胶的抗蠕变和抗应力松弛性能; 而当CG混合纤维体积分数大于15 %时, 抗蠕变和抗应力松弛性能开始下降。理论推导表明: CG混合纤维/橡胶复合材料的蠕变与应力松弛在数值上互为倒数关系。      

超声法研究Cu基块体非晶合金的弹性性能

用铜模吸铸法制备了直径为3mm的Cu基块体非晶合金,利用热分析方法测得了合金的热力学参数,采用超声水浸聚焦方法测得了合金的纵波及横波声速,由此计算并比较了不同成分含量块体非晶合金的弹性性能参数.发现不同成分含量合金的声速及弹性模量与玻璃转变温度Tg及约化晶化温度Tx/Tm的变化规律是一致的;同时随着第三组元Al含量的增加,弹性模量也呈现递增的趋势.     

Cu-15Ni-8Sn及Cu-15Ni-8Sn-0.2Nb Spinodal分解型弹性合金的研究

研究了形变时效和淬火时效对含 Nb 和不含 Nb 的两种 Cu-15Ni-8Sn spinodal 分解型合金的力学性能、应力松弛性能和其他物理性能。经56%形变、400℃时效30min 能使这两种合金获得很高的强度(σb～1400MPa,σ_(0.2)～1300MPa)和弹性模量(E～140,000MPa);在200℃具有良好的抗应力松弛性能;加 Nb 的合金能改善250℃的抗应力松弛性能。淬火时效处理能获得适中的强度(σ_b900～950MFa,σ_(0.2)630～650MPa)和极良好的延性(δ～20%);加 Nb 能加速 spinodal分解,提高时效初期的强度。淬火时效态的两种合金在250℃下均显示良好的强度和弹性的稳定性,十分适合用作高温导电弹性材料。对调幅组织的强化和 Nb 的作用进行了讨论。     

高品质因数恒弹性合金Ni_(40)Cr_4Ti_2MoNb的研制

通过研究热处理制度、加工工艺、化学成分等方面对Ni_(40)Cr_4Ti_2MoNb合金的力学性能、机械品质因数Q、弹性模量E的影响,探索一种高机械品质因数恒弹性合金生产工艺。通过实验研究分析发现,时效处理能显著提升材料力学性能,且冷加工工艺对改变Q值起主导作用。同时,w(Mo)%的变化对Q和E,特别是E的影响并不明显。研究表明,w(Mo)%为1.84%的3号试样经过40%冷加工变形和650℃×3 h时效处理后,Q值为46 866,抗拉强度1 366 MPa,弹性模量E为186.9 GPa,综合性能较好,达到期望的高品质因数恒弹合金要求。     

游梁式抽油机皮带传动效率的仿真模型

针对游梁式抽油机电动机转速存在波动、皮带传动负载扭矩波动大、皮带纵向弹性变形交变的特点,将皮带简化为无质量的具有抗拉刚度的弹簧,并综合考虑电动机转速波动、皮带与带轮之间滑动摩擦力、皮带传动瞬时负载扭矩对带轮滑动角以及等效弹簧刚度的影响,建立了游梁式抽油机皮带传动装置的动力学仿真模型。根据主从动轮瞬时转速、电动机瞬时输出扭矩的仿真结果,建立了游梁式抽油机皮带瞬时传动效率的仿真模型。仿真结果表明：1)电动机转速存在波动,皮带的纵向交变弹性变形加剧了电动机转速的高频波动;2)从动轮与主动轮之间存在转差损失,降低了皮带传动效率;3)系统达到稳定状态后,皮带传动效率呈周期性变化,皮带传动效率的变化幅度取决于负载扭矩特性。皮带平均传动效率随负载扭矩幅值的增加而降低、随扭矩平衡度的降低而降低;4)游梁式抽油机皮带的平均传动效率一般低于90%。当负载扭矩幅值较大,且扭矩平衡度较低时,皮带的平均传动效率会低于85%。     

钢材弹性模具测试方法

正一、测试方法的理论依据——"虎克定律""增量法"理论的依据是英国科学家虎克1660年创立的"虎克定律":ΔL=F×L/S_0×E;即E=F×L/S_0×ΔL;或E=σ/ε式中:E——弹性模量((1.9~2.1)×10~5/mm~2);F——力值,N;S_0——试样截面积,mm_2;L——引伸仪标距,mm;ΔL——弹性变形(微量的),mm;ΔF——等量力值(测试中用),N;σ——应力,N/mm~2;ε——应变(变形比值)。     

CE-4耐热导电弹性合金的研究及其应用

本文介绍一种Ni含量小于5％,并加入少量Al、Si、Cr、Mg等元素的高强度导电铜合金(CE-4合金),研究了时效温度和时间以及变形量对该合金机械性能的影响,以及室温电阻率和弹性模量与温度的关系,并测试了几种温度下的应力松弛性能。结果表明,在36％变形量下,最佳的热处理制度为450℃时效1h,此时合金具有较好的机械性能;σ_b～93kg/mm~2,σ_(0.2)～87kg/mm~2,δ～5％,Hv～273。室温下和近300℃高温下的弹性模量分别为13900kg/mm~2和12800kg/mm~2,相应的电阻率分别为0.086和0.113Ωmm~2/M。变形量达36％能显著提高合金的强度和硬度。该合金有良好的抗应力松弛能力,在150°和200℃保温100小时后,试样的分别保持～96％和～85％的初始应力。故该合金具有与铍青铜相近的弹性和导电性:而耐高温性则优于铍青铜:可用作175～200℃工作的弹性元件。     

材料硬度与弹性模量比(H/E)的简便测定方法

介绍一种简便测定材料硬度与弹性模量比(H/E)的新方法,根据维氏硬度压痕的加载和卸载曲线的差别就可直接计算 H/E 值。     

Cu-Ni-AI-Ti弹性合金应力松弛特性的测定

本文就新近研制的一种 Spinodal 型高强度(σ_b=146kgf/mm~2)耐热导电弹性材料——Cu-Ni-Al-Ti 合金的应力松弛特性进行了试验研究,并与传统的导电弹性材料——铍青铜(C17200)进行了比较.测定结果表明,该合金的高温抗应力松弛特性与 C17200相比具有明显的优势,且强度高,无铍毒,价格便宜,加工性能好,是一种极有工业开发价值的新型导电弹性材料.     

不同引发剂体系对氧化铝浆料固化过程的影响

研究了引发剂体系对氧化铝浆料固化过程的影响. 通过测试丙烯酰胺(AM)水溶液聚合过程的弹性模量曲线, 考察了引发剂体系对丙烯酰胺(AM)和N,N’-亚甲基双丙烯酰胺 (MBAM)水溶液交联聚合过程的影响. 引发剂体系分别为过硫酸铵(APS)、过硫酸铵-四甲基乙二胺(APS-TEMED)氧化还原体系和2,2’-偶氮[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]盐酸盐(AZIP·2HCl). 三种引发剂中AZIP\cdot2HCl引发的聚合产物的模量在40～50℃都比较高; 温度对闲置时间影响较大, 更容易控制固化进程. AZIP·2HCl引发的50vol%浆料固化的模量曲线表明温度和引发剂浓度对浆料固化影响较大. 比较了三种引发剂引发的50vol%氧化铝浆料的固化过程模量曲线, 50℃时AZIP·HCl引发的浆料固化后的湿坯的弹性模量达到2.3×10⁶Pa, 比APS(1.58×10⁶Pa,55℃)和APS--TEMED(1.58×10⁶Pa, 25℃)引发的浆料固化后的湿坯模量要高.     

校正缺口环法评价石英玻璃管的高温弹性模量

石英玻璃管大量应用于化工、机械和光学等领域, 但由于缺少精准有效的高温弹性模量评价手段, 限制了其高温热应力分析和结构设计。最近发展起来的缺口环方法可测试玻璃管材的室温弹性模量, 但其在高温下的应用因变形测量困难而鲜有报道。本研究利用相对法解决高温缺口环变形测量的难题, 从而可以方便准确地计算出高温弹性模量。采用本方法测试石英玻璃管的弹性模量并探索其在室温至1200℃间的变化规律, 发现在800℃时达到最大值87.20 GPa, 而后缓慢下降, 1100℃以后开始急剧下降。本研究显示用校正后的缺口环法测试石英玻璃管的高温弹性模量值准确、可靠, 有望推广应用于评价其他脆性圆管材料的高温弹性模量。     

高强高模聚乙烯纤维力学性能的应变率和温度效应

利用MTS810材料试验机、旋转盘式杆-杆型冲击拉伸装置和温度控制箱,在温度20℃~110℃、应变率为0.001/s~700/s范围内,对高强高模聚乙烯纤维束进行了准静态和高应变率冲击拉伸实验,得到了不同温度、不同应变率时纤维束的应力-应变曲线。结果表明:高强高模聚乙烯纤维束的初始弹性模量具有应变率和温度相关的特性,随应变率提高而增加,随温度提高而下降;在常温下,破坏应力从准静态到动态,具有明显的应变率相关性,随应变率提高而增加,但在20℃~110℃范围内、高应变率下,对应变率变化不敏感;失稳应变也具有应变率和温度相关的特性,随应变率提高而减小,随温度提高而增大。在高应变率下,断裂应变能密度主要由初始弹性模量和失稳应变共同决定,受温度效应和应变率效应的综合影响。     

不同超低温温度区间冻融循环作用混凝土弹性模量软化性能试验研究

通过混凝土经历10℃~-40℃、10℃~-80℃和10℃~-160℃等3种典型的超低温温度区间冻融循环作用试验,探讨不同的温度区间和冻融循环作用次数对混凝土弹性模量的影响。结果表明,随冻融循环作用次数的增加,上限温度时因冻融损伤累积使混凝土的弹性模量呈逐渐软化趋势,其中下限温度较低温度区间的变化趋势最为明显;下限温度时因混凝土内孔隙水结冰使混凝土弹性模量呈先增大后减小趋势,且较上限温度时的变化幅度更大。不同温度区间的混凝土相对弹性模量差以及上下限温度时单次冻融软化指标和累积冻融软化指标均存在明显的差异且变化规律较为复杂。该文还由试验结果拟合出混凝土相对弹性模量与超低温冻融循环作用的温度区间和次数间的关系式。所获得的这些结果可为LNG储罐类混凝土结构的设计和安全性能评估提供参考。     

散斑打印技术及其在纸弹性模量测试中的应用

目的基于数字图像相关方法和可控散斑打印技术实现纸弹性模量的非接触测试。方法由于纸是可打印材料,可利用打印机将设计制作的高质量散斑图打印在纸试样的标距两端,在单轴拉伸过程中,利用数字图像相关方法测试标距线应变,将应变值与拉伸机得到的应力值进行线性拟合,即可计算得到纸的弹性模量。结果利用文中方法测试定量为80 g/m~2牛皮纸的纵向弹性模量3个试件平均值为1900MPa。结论通过对模拟图像参数的合理设计,使纸张具有高质量的散斑图,并且印刷油墨对纸张力学性能的影响最小。将提出的方法用于测量牛皮纸的弹性模量,3个试样的测量结果偏差很小,在一定程度上证明了该方法具有良好的可靠性。     

无应力氧化下C/SiC复合材料弹性性能模拟及验证

结合复合材料氧化质量损失率模型和混合率公式, 发展了单向C/SiC复合材料在无应力氧化下的弹性模量预测方法。对400~700 ℃和700~900 ℃两种氧化机制下C/SiC复合材料的弹性模量进行了预测, 分析了氧化温度、氧化时间和纤维体积含量对C/SiC复合材料弹性模量的影响。开展了单向C/SiC复合材料在650 ℃和800 ℃空气环境下的无应力氧化试验, 建立了复合材料质量损失率与氧化时间的变化关系, 得到了氧化后材料拉伸应力-应变曲线。同时, 将理论预测值与试验结果进行对比, 发现理论值与试验值基本吻合, 从而验证了该方法能够有效地预测无应力氧化下陶瓷基复合材料的弹性性能。     

考虑温度对于弹模影响效应的大体积混凝土施工期应力计算

阐述了水泥水化反应遵循物理化学反应中Arrhenius方程的规律,用“等效龄期”的概念考查了温度对于混凝土弹性模量的影响,进行了某碾压混凝土拱坝施工期温度场的计算,并利用该温度场及“等效龄期”进行了应力场的计算,该应力计算中包含了温度及自重徐变应力。对比了20℃定温下弹模变化的应力场。考虑温度对于混凝土弹模影响的计算结果是趋于危险情况的。     

弹性气凝胶的制备及其力学、热学性能研究

以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为硅源、水为溶剂、醋酸和氨水作为酸碱催化剂, 采用酸碱两步法和酒精超临界干燥制备了透明块体气凝胶。用扫描电镜、比表面积与孔径分析仪、动态力学分析仪和hotdisk热分析仪等表征了气凝胶的微观形貌、孔结构、力学、热学等性能。制备的气凝胶具有很好的弹性性能, 压缩60%后可回复到原长的78%, 经热处理后反弹到原长的94%。气凝胶同时具有较好的保温隔热性能, 常温热导率仅为0.028 W/(m?K)。其接触角达154°, 表现出较好的疏水性能。气凝胶的耐热温度为440℃, 高于此温度将导致甲基氧化分解。气凝胶优良的保温隔热性能和力学性能使其在保温隔热领域中具有广泛的应用前景。     

模拟点腐蚀油气管线钢的力学性能

通过计算机产生随机数确定点腐蚀孔的位置,利用小钻头打孔的方法模拟X60管线钢基体多孔特征进行拉伸试验,测得其弹性模量、屈服强度和抗拉强度,并将理论计算值与前二者比较,给出了三者与孔隙率的函数关系.结果表明,多孔材料的弹性模量试验值随其孔隙率的变化在低孔隙率时与理论预测基本吻合;实测材料的屈服强度也随着孔隙率的增加而递减,与理论预测也基本吻合,特别是较高孔隙率时相近或相同;实测材料的抗拉强度随孔隙率的变化拟合曲线与屈服强度相似,但受孔隙率影响较大.