考虑折射影响的摄影测量法土工三轴模型精度分析

将摄影测量法用于土工三轴试验,可获得土样形变场,但光线穿越压力室及水所产生的折射影响试验的精度。如何消除折射的影响,提高三轴土样变形测量的精度是该研究的核心。以附有标记点的硬质圆柱为研究模型,通过摄影测量的三轴模拟试验,建立折射修正模型对折射误差进行校正,获取三轴模型分别在空气中、注水压力室以及折射修正后三种情况下的轴向值与径向值,并以空气中三轴模型的游标卡尺测量值为“基准值”,分别将注水压力室和折射修正后所获取的模型尺寸测量值与“基准值”进行对比,分析折射对三轴模型的成像影响。结果表明：摄影测量法在空气中具有较高的测量精度,通过折射修正模型可以有效减少折射误差,经折射修正后径向平均误差为0.63%,轴向平均误差为0.23%,这与折射修正前的径向平均误差和轴向平均误差相比分别减少26.29%和3.09%;折射对三轴模型轴向与径向的影响不一致,轴向受折射影响不如径向显著,且三轴模型各方向受到的折射影响各不相同。     

基于单轴缺口试样的一种低周疲劳测试方法与应用

对于漏斗式小曲率半径的缺口圆棒与缺口薄片试样提出了一种采用轴向测量应变的低周疲劳测试方法.通过有限元分析建立小曲率半径的漏斗式缺口圆棒或薄片试样的轴向测试应变到缺口根部Tresca等效应变的应变转换模型,并由疲劳损伤等效假设建立基于缺口试样疲劳实验数据的材料低周疲劳寿命估算模型;完成了大曲率半径漏斗光滑试样和小曲率半径缺口试样的Ti-4Al-2V合金低周疲劳试验,基于缺口试样的疲劳试验所建立的材料低周疲劳寿命估算模型与基于大曲率半径漏斗试样的低周疲劳寿命估算模型有良好的符合度.新方法也方便应用于N18锫合金缺口薄片试样的材料高温单轴低周疲劳行为试验研究,可推荐于材料低周疲劳测试规范修订采用.文中获得的Ti-4Al-2V合金和N18锆合金的不同温度下单轴低周疲劳行为试验数据与寿命估算模型有宜于工程应用.     

堆石料真三轴条件下力学特性试验研究进展

该文综述了国内外岩土真三轴仪的发展、堆石料力学特性及机理相关的研究现状。重点介绍了该研究团队开发的大型岩土静动真三轴试验机及在堆石料力学特性试验研究方面取得的初步成果。按加载方式,土的真三轴仪可以分为3类:刚性加载真三轴仪、柔性加载真三轴仪和混合型加载真三轴仪。堆石料真三轴试验具有试样尺寸大、承压高、各方向相互干扰强、试样变形后荷载对中难、加压板与试样间摩擦效应强、试样安装和量测复杂等诸多困难。因而,目前适用于堆石料的真三轴仪和试验成果均较少。考虑堆石料真三轴及复杂应力路径条件下的颗粒破碎、各向异性等,研究其力学特性并开发相应的本构模型是该课题发展的趋势。清华大学大型岩土静动真三轴试验机中联合采用了椭圆形试样帽和异形乳胶膜的封样方式,可很好地解决真三轴试样的高压密封、拆装、量测和耐久性等一系列难题。对堆石料进行了一系列真三轴复杂应力路径试验,结果表明真三轴试验中堆石料表现出更明显的应力诱导各向异性和应力状态依赖性,特别是对小主应力-应变关系、球应力-体应变关系和广义剪应力-剪应变关系的影响更显著。球应力和广义剪应力对体积应变和广义剪应变之间存在着明显的交叉影响。     

基于结构光三维扫描技术的小尺寸轴同轴度精密测量方法研究

针对传统测量方法存在的准确度不高、检测速度慢等问题,该文提出一种基于结构光三维扫描技术的小尺寸轴类零件的同轴度精密测量方法。采用视频图像信息的采集、视频图像处理和三维模型重构等技术实现轴类零件扫描重建,运用点云数据处理系统和同轴度误差计算系统获取同轴度误差。选取一小尺寸轴作为研究对象进行试验,系统重复性测量的标准偏差为0.7μm,以同轴度测量仪测量的径向跳动数据作为参考,截面最大差值为8.2μm,测量结果满足要求。该文可为小尺寸轴类零件的同轴度检测提供参考。     

不同应力路径下堆石料的动力变形特性试验研究

采用大型多功能静动三轴试验机,对堆石料分别进行了常规三轴循环加载、等p循环加载和等q循环加载三种不同应力路径下的动力变形试验研究,探讨了不同应力路径下围压﹑固结应力比及动应力比等因素对体应变和偏应变的影响规律及其变形机制。试验结果表明:在循环荷载作用下,不同应力路径对堆石料体应变和偏应变的发展规律影响较大;在等p循环加载作用下引起的往返体应变为负值,即发生剪胀现象,且在轴向剪切时达到最大剪胀值,反向剪切时基本不发生剪胀;在等q循环加载作用下产生较大的残余体应变和残余偏应变,两者均不可忽略不计,主要与堆石料的各向异性和颗粒破碎有关。     

预应力钢绞张的偏轴应变测量原理及实验验证

本文研究了受拉钢绞线的偏轴应变与轴向应变的转换关系,用实验验证了转换关系的正确性。提出了测量预应力钢绞线轴向应力的轴应变测量法。根据本方法,在预应力混凝土结构中,现场测量的钢绞线偏轴应变很容易转换为轴向应变和应力;工程实践表明,测量预应力钢绞线的偏轴应变法是一种实用的工程测试方法。     

圆柱体单轴压缩锤头进给与应变测试方法

以8mm×12mm圆柱体试样为分析对象,基于有限元软件DEFORM,采用三维弹塑性有限元法,对试样压缩过程进行数值模拟,分析了不同的应变测试方法(径向与高向)以及不同的锤头进给压缩方法(单向与双向)对测试应力-应变曲线真实性的影响。结果表明:两组试验方法所获得的应力-应变曲线都与真实应力-应变曲线存在一定的偏差,但单锤头进给压缩和径向应变测试法获得的应力-应变曲线能够更好地反映材料真实应力-应变曲线的变化规律。     

4D轴编C／C复合材料力学性能实验研究

通过宏观力学实验研究了4D轴编C／C复合材料的各向拉伸、压缩和剪切性能。采用ARAMIS非接触式应变测试系统有效地解决了常规测试中应变片和试样变形不协调的问题。结果表明：4D轴编C／C复合材料在拉伸、压缩和剪切时表现出较强的各向异性,具有双模量和非线性特征,径向拉伸表现为裂纹分层扩展,轴向拉伸表现为炭棒拔出,压缩时延性...     

典型形位误差对力矩电机转矩静态测量的影响及补偿

为了减小力矩电机转矩测量中零件的加工制造误差和系统的装配误差对设备测量精度的影响,从影响转矩测量结果的力矩电机定子、转子之间的轴向误差和力矩电机测量装置中转矩传动轴与力矩测量轴之间的径向误差两方面出发,从理论上分析两种误差对于测量结果的影响,并通过最小二乘线性拟合的方法,确定他们与转矩测量结果之间的关系.基于该关系模型,利用Romer Multigage三坐标测量机测量的力矩电机定子、转子的轴向误差和力矩电机测量装置中的径向误差值的大小,就可以预测这时的转矩测量偏差,从而对转矩测量结果进行补偿.实验表明,该方法减小了轴向误差和径向误差对力矩测量结果的影响,提高了转矩测量结果的准确度.     

基于不同颗粒形态模拟方法的道砟三轴试样变形特性对比分析

道砟不规则形态是影响有砟道床变形特性的重要因素，对道砟形状及棱角分布等不同尺度形态特征的刻画与数值重构仍是道砟仿真研究的热点问题。该文采用形态重构方法，生成了符合真实道砟形态指标概率分布的多面体道砟试样，构建了不同围压下道砟三轴加载计算模型，并将该仿真结果与三维扫描生成、非统计随机生成的道砟试样的仿真结果及室内试验结果对比分析。结果表明：围压提高，颗粒形态对道砟力学响应的影响逐渐显著，该文方法重构数值试样的应力-应变结果与试验结果的符合度高于非统计随机生成试样；道砟试样横向变形与堆积结构调整有关，与三维扫描生成的道砟试样相比，非统计随机生成试样的颗粒调整程度与侧向鼓胀范围均偏大；形态统计特征对道砟接触力演化趋势影响不大，但是不同形态特征的道砟最大接触力水平差异近50%。     

混凝土材料的动态压缩破坏机理及本构关系

为研究混凝土材料的动态性能,利用直径φ100 mm的SHPB(Split Hopkinson Pressure Bar)装置对骨料尺寸为15 mm～20 mm的混凝土材料试样进行了应变率范围30s(-1)～180s(-1)的动态压缩试验,并借助高速摄影装置获得了试样的变形与破坏过程,结果表明:在动态压缩强度附近应力区,材料表面先出现一条沿试样轴向的可见宏观裂纹,而多条主裂纹的形成与扩展才导致材料的最终破坏;建立了改进的ZWT模型,模型预测结果与试验结果较吻合.     

高温力学性能二级人员取证复习参考题(蠕变部分之四)

二 选择题16 为保证试样中心线垂直防止两端顶住,试样需离螺孔底部退出一,二牙,是为了避免产生________.(1)附加力(2)剪切力(3)非轴向力17 热电偶安装时必须将热端____表面.(1)附在试样(2)紧贴试样(3)粘在试样18 为防止炉壁热辐射,热电偶热端必须用_____缠绕包住.(1)石棉布或耐热玻璃棉带(2)粘胶带(3)黑胶带19 当试样计算长度等于或大于100mm时,应在______各绑一支热电偶.(1)试样两端(2)试样中间和上端(3)试样两端和中间20 为避免影响蠕变变形测量精度,热电偶的安装不能触及____.(1)试样中心(2)变形测量机构(3)夹头21 蠕变试验引伸计的安装应保证____.(1)紧、重、平三个要求(2)垂直状态(3)与试样平行22 测量蠕变试验机的同轴度主要仪器用________.(1)镜式引伸仪或电阻应变仪(2)反向器(3)测轴仪23 借助于_____可以测定蠕变、持久试验     

基于最小二乘圆拟合法的三轴转台垂直度误差测试

为快速准确测量三轴转台的垂直度误差,采用电子水平仪测试方位轴与水平面间的垂直度误差以及采用自准直仪与平面反射镜测试三轴转台的方位轴与俯仰轴(俯仰轴与横滚轴)的垂直度误差。研究基于最小二乘圆拟合法进行误差分析与分离以及数据处理的方法:首先通过对最小二乘圆拟合法公式进行详细的推导,得出拟合圆曲线的理想圆心及半径的估计值;其次对实测数据进行误差分析与分离;最终不仅实现三轴转台的垂直度误差的测量计算,且可以快速获得各轴系倾角回转误差的测量计算。检测结果表明,测量结果直观可靠。这种经典的测试方法简单易行,该数据处理方式可以快速便捷地获取测量结果。     

TA17合金薄片材料毫小试样疲劳性能研究

关键工程结构、小尺寸零部件和焊接区的疲劳寿命评估中往往无法采用传统大试样进行疲劳试验,因此本文提出了一种采用毫米级别薄片试样获取材料循环本构关系和低周疲劳寿命的新方法。在Care原位试验机上完成毫米级别薄片漏斗试样的加载工装和低周疲劳试验的基础上,通过变幅对称循环试验和等辐循环试验分别实现了材料循环本构关系和低周疲劳性能的获取。该文提出了一种对不同幂律材料和不同几何尺寸构型均具有良好普适性的材料循环本构关系预测模型,并通过有限元实现了模型准确性的正反向预测验证。将循环本构关系用于有限元计算中,给出了薄片漏斗试样漏斗两侧名义应力、名义应变和漏斗根部真实应力、真实应变的转换方程,进而预测材料的低周疲劳寿命。该文完成了TA17合金等直圆棒试样和1.2 mm厚度薄片漏斗试样的对称变幅循环试验和多级等辐循环试验。由模型预测获得的TA17合金循环本构关系与等直圆棒试样的试验结果比较表明:两种曲线的弹性段和0.009 mm/mm~0.011 mm/mm应变段吻合良好,在弹塑性过渡段（0.004 mm/mm~0.009 mm/mm）模型预测结果最大相对误差小于9%。根据两组应力和应变转换方程获得的漏斗试样材料代表性体积单元疲劳寿命和Manson-Coffin寿命预测模型与等直圆棒试样试验结果均吻合良好。     

多围压下三轴压缩试验与不可破裂颗粒离散元法分析

采用大型三轴试验仪器对道砟散体材料进行试验,重点研究不同围压条件下三轴试验力学特性与影响规律。同时基于离散单元法(DEM),采用非破裂不规则颗粒簇,在伺服条件下建立道砟三轴试验散粒体模型,对道砟颗粒在不同围压下进行相关数值三轴模拟,探讨偏应力、体应变、围压、体积应变与轴应变之间的关系,反映道砟基本力学特性。研究结果表明:采用离散单元方法进行数值模拟与室内三轴试验得到的一系列应力-应变规律基本一致,验证了离散单元法在道砟研究中的可行性与可靠性。同时,围压对道砟散体变形、最大偏应力、偏应力比值具有影响,其中随着围压提高道砟变形降低,因此在有砟道床设计和养护维修中,增大道床围压可降低道床沉降与变形。     

光学轴类测量仪轴向、径向尺寸示值误差不确定度分析

正为了确保所选标准器以及其他因素对光学轴类测量仪轴向、径向尺寸示值误差的影响,本文参照有关资料对光学轴类测量仪轴向、径向尺寸示值误差测量结果的不确定度进行评定。一、标准设备标准为阶梯轴标准装置,如表1、图1所示。表1阶梯轴标准装置     

高频疲劳试验机同轴度检测方法的研究

本文设计了静载荷同轴度校验试样,以检测高频疲劳试验机的同轴度,试验在5个载荷水平下,对校验试样相互垂直的4个相对角进行应变测量.记录每个截面4个应变片指示的变形值;参照HB5287-1996《金属材料轴向加栽疲劳试验方法》和GB/T3075-2008《金属材料疲劳试验轴向力控制方法》标准中公式,计算得到校验试样的弯曲变...     

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。     

基于应变监测的升降舵壁板变形重构方法

针对航空航天领域飞机升降舵装配过程中的实时变形监测问题,研究了一种基于应变监测的构件变形重构方法。理论分析了构件表面应变与位移变形之间的关系,建立了变形重构方程;通过最小应变误差优化函数得到更加精确的结构端部应变,提高了重构方程的重构精度;实验以模拟升降舵壁板的板形零件为被测构件,通过有限元分析建模,验证了变形重构技术的可行性。研究结果表明:在不同工况下,构件整体重构误差低于5.6%,90%以上的重构点的重构误差低于4%。基于应变监测的变形重构方法在对航空构件的实时变形监测中具有良好的应用前景。     

变围压条件下饱和红黏土动力特性研究

真实路基填料的应力路径十分复杂,常规循环三轴动力试验在常围压条件下进行,无法模拟真实路基填料的受力状态。基于此,为了更好的模拟交通荷载下路基层的真实受力状态,采用GDS循环三轴系统对赣南地区的路基红黏土分别进行了变围压(VCP)和常围压(CCP)下的循环三轴试验,在三种应力状态下,即相同的最大应力状态,相同的平均应力状态,相同的初始应力状态,对比分析了变围压对红黏土孔压发展、回弹模量和轴向累积变形的影响。试验结果表明,各应力状态下变围压都导致了孔压累积的增加。对于相同的最大应力状态,变围压下试样回弹模量较低,累积变形较大,而在相同的最小应力状态下则结论相反。对于相同的平均应力状态,变围压对红黏土长期变形特性的影响可忽略。