托盘用竹木复合层合板在疲劳/蠕变交互作用下断裂损伤研究

研究了在疲劳/蠕变交互作用下竹木复合层合板的断裂损伤行为.结果表明,在交变载荷最大值为75%的应力水平下,其疲劳/蠕变断裂曲线为3段式曲线;在55%的应力水平下,15小时内其疲劳/蠕变曲线为两段式曲线.随着最大载荷保持时间的增加,层合板的断裂寿命降低.在疲劳/蠕变交互作用下层合板的破坏形式主要为纤维撕裂、界面剪切破坏和层间开裂3种形式的综合表现.影响疲劳/蠕变断裂寿命分散性的因素主要有层合板的铺设结构、木材缺陷和竹材结构等的影响.     

蜂窝纸板低周疲劳及蠕变复合作用下的损伤研究

对蜂窝纸板在低周疲劳和蠕变作用下的损伤进行了研究,并采用梁柔量作为损伤参量.研究结果表明:在80%应力水平下,梁柔量在疲劳和蠕变作用下演化规律可分为:快速增加、稳定增加和梁加速断裂3个阶段.随着蠕变保载时间的增加,蜂窝纸板的蠕变寿命分数和疲劳寿命分数均下降很快.蜂窝纸板蠕变寿命分数与蠕变保载时间几乎成线性关系下降,且蠕变寿命分数远远大于疲劳寿命分数.随着蠕变作用时间的增加,疲劳/蠕变损伤的负交互作用加剧.     

蠕变/疲劳共同作用下寿命估算方法

通过载荷谱转换，将带保载时间的蠕变／疲劳循环用不带保载时间的纯疲劳循环代替，提出蠕变／疲劳共同作用时的寿命估算方法。对１２Ｃｒ１ＭｏＶ钢母材和焊材的蠕变／疲劳交互作用试验数据的分析结果表明，本方法方便、实用。提出一个表征蠕变／疲劳连续加载时交互作用行为的参数，蠕变／疲劳寿命比。分析认为，材料的蠕变疲劳交互作用行为与该比值的大小腾。材料在蠕变／疲劳共同作用下呈这是呈负交经作用，并非材料固有的特性，还取决于载荷条件。     

竹木复合层合板疲劳与循环蠕变的累积损伤研究

为了对疲劳与循环蠕变交互作用下的损伤进行定量描述,采用一种考虑应变比率和弹性模量2个参数共同描述损伤的变量,并建立了损伤力学模型,该模型能够综合表现疲劳循环过程中塑性应变变化和弹性模量变化规律。通过对竹木复合层合板在80%、75%和70%3种应力水平下的纯疲劳弯曲试验,得出其损伤变量变化规律的实验曲线。通过对力学模型进行分段求解的方法,得到了竹木复合层合板在疲劳与循环蠕变交互作用下的累积损伤的拟合曲线。结果表明,该损伤参量及损伤模型可以较准确的描述在疲劳与循环蠕变交互作用下竹木复合层合板的损伤累积变化规律。     

多孔试件在热循环下的复合疲劳的损伤特性研究

根据航空发动机工作叶片实际工作中的载荷环境,即气冷叶片承受低周的离心力负荷,气动载荷及温度负荷,同时还叠加高弯曲振动载荷,进行了一系列热循环下复合疲劳和常温机械疲劳的组合试验,在试验研究基础上提出复合疲劳中耦合损伤的概念及分析,     

聚苯乙烯/铝粉超细复合粒子制备研究

以苯乙烯(St)为原料,以过硫酸钾为引发剂,采用乳液聚合法在球形金属铝粉表面聚合并包覆聚苯乙烯(PS),制备出包覆式PS/4铝粉复合粒子.通过改变铝粉的加入量及选择不同特性的表面活性剂,确定了制备包覆完全均匀致密复合粒子的合理条件.应用扫瞄电镜、傅立叶变换红外光谱及粒度测试等分析方法对复合粒子进行表征.     

[±20°]钢丝/橡胶复合材料的疲劳损伤累积

对[±20°]钢丝帘线增强的橡胶复合材料在拉伸循环载荷下的疲劳损伤累积进行了研究.结果表明:在载荷控制的疲劳过程中,材料的周期最大应变发展曲线呈现明显的三阶段规律.帘线端头处基体裂纹的出现是宏观疲劳损伤的初始,损伤的累积表现为裂纹数量增加、帘线/基体脱粘和层间裂纹的扩展.以动蠕变为参量建立了线性疲劳损伤累积模型,该模型能够较好地预报两级加载条件下材料的第二级疲劳寿命.     

热处理对聚丙烯酸丁酯/聚苯乙烯复合粒子形态的影响

用扭辫法研究了ＰＢＡ／ＰＳ复合胶乳的动态力学行为，发现ＰＢＡ／ＰＳ复合粒子为两相体系，组分间有一定的相容性。加热至２００℃左右，体系发生进一步的相分离，致使玻璃化转变温度外移。当复合粒子与聚苯乙烯粒料熔融共混时，也有类似的相分离现象发生。     

车轮应变疲劳性能及损伤演变规律研究

试验分析了Φ９１５喂线车轮的低周疲劳性能，测定了循环稳定和单调拉伸应力－应变曲线，给出了应变－寿命及应力－寿命关系，讨论了循环软化循环硬化特性，导出应变疲劳损伤演变方程和寿命估算方程，还列表给出车轮钢的全部应变疲劳参数和与之对应的静态参数，可供设计选材、寿命估算时使用。     

[±20°]钢丝/橡胶复合材料的疲劳损伤累积

对 钢丝帘线增强的橡胶复合材料在拉伸循环载荷下的疲劳损伤累积进行了研究。结果表明:在载荷控制的疲劳过程中,材料的周期最大应变发展曲线呈现明显的三阶段规律。帘线端头处基体裂纹的出现是宏观疲劳损伤的初始,损伤的累积表现为裂纹数量增加、帘线/基体脱粘和层间裂纹的扩展。以动蠕变为参量建立了线性疲劳损伤累积模型,该模型能够较好地预报两级加载条件下材料的第二级疲劳寿命。     

混凝土三轴蠕变统计损伤模型研究

为探讨混凝土三轴蠕变特性,采用SAM-2000微机控制电液伺服材料三轴试验机并配备压力自平衡式三轴压力室对混凝土进行了三轴压缩试验和三轴蠕变试验,结果表明：围压的存在可以显著提高混凝土的承载能力,围压越大,混凝土的轴向承载能力越高,蠕变变形量和变形速率越小。假设混凝土破坏为其内部微元破坏累积所致,微元破坏概率与混凝土应变存在一定关系P[#x003b5;],且服从Weibull分布,结合三轴压缩试验结果,计算得到了描述混凝土损伤特性的统计损伤变量;基于Burgers流变模型,通过引入损伤变量建立了混凝土三轴蠕变统计损伤模型,利用MATLAB软件进行了模型参数拟合,经对比分析,模型曲线与试验曲线拟合结果较理想,主偏应力越大,拟合结果越精确。此模型可供今后研究参考。     

钢纤维混凝土等幅弯曲疲劳加载下的疲劳应变和疲劳模量以及损伤研究

利用已有试验数据,对最大疲劳应变和疲劳残余应变进行拟合,得到疲劳应变演化方程,其相关系数均在0.97以上。考虑到等幅弯曲疲劳加载条件下,疲劳模量与疲劳应变成反比关系,利用对称性,由疲劳应变演化方程得到疲劳模量演化方程,通过拟合试验结果,发现由疲劳模量演化方程表达的拟合曲线与试验曲线吻合很好,其相关系数均在0.99以上。最后,利用疲劳应变与疲劳模量定义损伤变量,得到损伤变量演化曲线,经对比发现,由最大疲劳应变和疲劳残余应变定义的损伤变量演化曲线基本一致,且相差很小;而由疲劳模量定义的损伤变量演化曲线明显大于由疲劳应变定义的损伤变量演化曲线。     

梁的蠕变脆断弯曲损伤Norton分析和预测

提出了纯弯曲梁的蠕变脆断损伤失效分析方法。与Kachanov的材料受载横截面减少 定义拉伸损伤变量类似,以梁的弯曲惯性矩减少定义弯曲损伤变量。为了讨论问题的广泛性, 应力和应交关系采用Norton非线性关系。推导了梁的弯曲蠕变脆断损伤基本方程,其中的材 料常数可由Kachanov拉伸损伤模型的材料常数确定。并且提出了便于工程应用的蠕变失效预 测方程。     

加筋沥青路面APA试验及其非线性疲劳损伤分析

应用沥青路面分析仪(APA)对沥青路面结构模拟试件进行多种荷载下的往返轮载疲劳试验,对比研究土工布、玻璃纤维格栅对沥青路面疲劳性能的加筋效果.在此基础上,提出沥青混合料非线性疲劳损伤演化模型,应用基于疲劳损伤力学的非线性有限元方法模拟APA 试验过程,分析了试件应力、变形、疲劳寿命等,并与试验结果对比,论证了所提疲劳损伤演化模型的合理性,指出因加筋材料的桥联效应显著地改善了裂缝穿过筋材后路面的受力变形状况,有效地延长路面的疲劳寿命.同时,基于疲劳损伤分析,进一步验证了Paris 公式可用于描述路面结构的疲劳裂缝稳定发展过程,并获得了有关的参数.     

老化沥青混合料粘弹性疲劳损伤模型研究

为了较真实反映沥青路面服务期的疲劳损伤特性,从粘弹性材料的基本特性出发,通过本构方程和耗散能的定义构造了耗散能的泛函,定义耗散能为损伤变量,建立基于Burgers模型的老化沥青混合料粘弹性疲劳损伤模型,通过直接拉伸试验确定沥青混合料的粘弹性参数,求出损伤函数、损伤演化方程,提出一种考虑疲劳过程中老化程度对疲劳损伤影响的累积疲劳损伤计算理论与方法,为沥青混合料在不同老化程度下的疲劳寿命预估提供了依据。根据疲劳损伤模型推导出沥青混合料临界损伤度、疲劳寿命计算公式,并对其进行计算比较,精度满足要求,从而验证了粘弹性疲劳损伤模型的合理性。     

MICROCRACK PROPAGATION AND MICROSTRUCTURAL PARAMETERS OF FATIGUE DAMAGE

Abstract— Modern approaches to microstructural analysis of fatigue in metallic materials consider the density and the total length per unit area of propagating surface microcracks as useful indicators of fatigue damage. Such parameters, when observed on a carbon steel studied in a previous paper, have a dispersion similar to that of fatigue life and they are linearly correlated with fatigue endurance.
The aim of this paper is to extend the research on fatigue damage in the already studied carbon steel and to examine the scatter of crack propagation rate together with the evolution of surface cracks during fatigue life. The final aim of this work is to study how these two factors are correlated with fatigue life distribution in order to evaluate the effectiveness of damage detection methods.     

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。     

橡胶复合材料疲劳破坏特性

分别对[00 ]和[ ±200 ]橡胶复合材料在拉伸循环载荷下的疲劳损伤进行了实验研究。两类材料的周期最大应变随循环周次的变化遵循三阶段规律, 三个阶段对应着疲劳损伤从萌生、稳定扩展到加速扩展直至整体破坏的过程。单层和双层材料的疲劳破坏分别为帘线控制和基体控制。实验表明, 用加载最大应力表征的疲劳寿命与循环周次的对数近似成线性关系。疲劳过程中材料的滞后损失基本保持不变。滞后损失和导热系数的差异是造成不同种类试件表面温升差异的主要原因。