有机玻璃板材高低温力学行为试验研究

摘要在温度为80-130℃、应变率为0.001-0．01／s的范围内通过WDW万能试验机对PMMA板材进行了恒应变率下的单轴拉伸试验。结果表明,PMMA板材力学行为具有明显的温度和应变率效应,玻璃态时其真应力一真应变曲线存在明显的非线性;玻璃化转变区以上时其真应力一真应变曲线近似呈线性关系。     

超高性能混凝土拉伸力学行为的研究进展

超高性能混凝土(UHPC)是一种具有超高比强度、突出韧性和优异耐久性的水泥基材料,其韧性立足于高强基体和高强纤维之间的高效协同机制基础之上,往往通过拉伸力学行为加以表征。从试验方法、基体和纤维三个角度综述了UHPC拉伸力学行为的研究进展情况,指出UHPC拉伸力学行为宜采用狗骨头状试件进行测试,具有明显的尺寸效应且受加载速率影响;合理优化材料组成、尺寸和分布是提高UHPC拉伸性能的有效途径;纤维种类对UHPC拉伸性能的影响最为显著,提高纤维增强因子和调控纤维分布有利于拉伸性能的提升。最后,从工程应用角度,提出了UHPC拉伸力学行为需要进一步加强研究的建议。     

聚碳酸酯透明板材的高温力学行为实验研究

在温度为175～200℃、应变率为0.001～0.1s-1的范围内通过Meissner新型拉伸流变仪对聚碳酸酯进行了恒应变率下的高温单轴拉伸实验.结果表明:聚碳酸酯的高温力学行为具有明显的温度效应和应变率效应,其真应力-真应变曲线存在明显的非线性.     

2D-C_f/SiC复合材料缺口试件拉伸力学行为研究

通过对V型、半圆型和细线型双边缺口2D-Cf/SiC复合材料试件进行拉伸实验,研究了不同形状缺口对试件拉伸力学行为的影响。通过引伸计获得了拉伸过程中缺口段材料整体拉伸变形与净截面应力之间的对应关系;通过应变片获得了缺口附近局部材料的应变数值,直观体现了缺口周围的应变集中现象;依据应变变化规律,分析了双边缺口试件的损伤失效进程。通过对比标准拉伸试件,全面分析了2D-Cf/SiC复合材料双边缺口试件拉伸净强度的主要影响因素和破坏机理;最后通过有限元模拟,得到了三种缺口试件缺口段材料的应变分布情况。结果表明:拉伸过程中缺口试件缺口段材料损伤失效进程具有明显的非同步性,净拉伸强度随缺口形状不同出现不同程度下降;有限元模拟结果与实验结果吻合较好。     

碳纤维静、动态加载下拉伸力学性能的试验研究

利用岛津试验机和自行研制的旋转盘式击拉伸试验装置,对Ｔ３００和Ｍ４０Ｊ两种碳纤维实施了应变速率范围为０．００１－１３００ｓ＾－１的静、动态拉伸试验,获得了两种材料在不同应变速率下的完整的应力变曲线。     

力学行为研究在新材料发展中的作用：评第六届国际材料的力学行为会议

本文概述了第六届国际材料的力学行为会议(ICM6),着重介绍了各国在新材料的力学行为研究中取得的最新成果,并讨论了它在新材料发展和应用中的重要作用。文章最后就如何加强我国在该领域的研究提出了几点建议。     

双向玻纤织物复合材料双轴拉伸载荷下的力学行为

为研究双向玻纤织物复合材料在复杂应力状态下的力学行为,设计双轴加载十字型试样,对其进行不同载荷比的双轴拉伸实验,对比分析了材料在双轴拉伸载荷下的拉伸模量、拉伸强度及失效模式。结果表明:双向玻纤织物复合材料单轴拉伸行为表现为后期非线性、脆性断裂,双轴拉伸载荷下非线性现象更为显著;双轴拉伸模量随载荷的增大而增加,双轴拉伸载荷对材料的拉伸模量具有一定的强化作用;材料的双轴拉伸强度存在双向弱化效应,等比例双轴拉伸时,双轴拉伸强度最低,仅为单轴强度的60.5%;试样破坏发生于中心实验区域,材料不同载荷比的破坏形式有所不同,分别主要表现为纤维断裂、基体失效和玻纤布分层。     

钢筋混凝土梁力学试验研究

粘贴加固试验梁的加固效果随加固量的增加有明显提高,但是随着加固量的增加其结构承载力的提高是有限的。粘贴碳纤维布量与对试验梁承载力提高幅度不成线性比例关系,并且随着粘贴量的增加,加固材料(碳纤维布)不能充分发挥出其应有的强度。     

DP980高强钢动态拉伸力学行为

对比分析DP980高强钢在应变速率10~(-3)~10~3s~(-1)范围内的动态拉伸实验结果,研究其力学行为以及断裂模式特点。结果表明:应变速率从准静态(10~(-3)s~(-1))增加至10~0s~(-1)过程中,强度基本保持不变,塑性下降了7.5%;应变速率从100s~(-1)增加至103s~(-1)过程中,强度不断增大,而塑性在10~0~10~2s~(-1)范围内上升14%,随后在10~2~103s~(-1)范围内下降了24.7%;应变速率敏感系数m始终随应变速率的增加而升高。变形过程中,位错增殖强化和加速阻力是强度上升的主要原因。塑性变形集中在铁素体中,微孔裂纹主要沿马氏体/铁素体交界扩展。试样沿厚度方向上的宏观断口,在应变速率小于101s~(-1)时呈"V"形杯锥状,在应变速率高于10~1s~(-1)时则是与拉伸方向成约45°的纯剪切型。     

涂层／基体型复合材料微观力学行为的研究

利用纳米力学显微探针，详细地分析了碳化钨／金属基复合材料界面微区的微观力学行为。结果表明，在强度、硬度和弹性方面，超音速火焰喷涂层优于爆炸喷涂层；在塑性、微区吸收功方面，爆炸喷层则优于超音速火焰喷涂层。     

温度、应变率对航空PMMA压缩力学性能的影响研究

本文利用INSTRON试验机和分离式Hopkinson压杆测试了航空有机玻璃在试验温度为299K～373K之间,两种准静态应变率(10-3,10-1 1/s)和一种动态应变率(550 1/s)下的压缩力学行为.试验结果表明:在准静态载荷下,随着温度的升高,材料的弹性模量和流动应力减小,在应变率为10-1 1/s时表现出明显的应变软化行为;在高应变率(550 1/s)下,随着温度的升高,材料的流动应力逐渐减小而破坏应变增大,当温度超过333K时也有应变软化现象发生;在相同温度下,随着应变率的升高,材料的流动应力增大,但破坏应变减小.通过观察变形后试样的形貌,可以认为试样内部的微裂纹是应变软化的主要原因.最后,ZWT粘弹性本构模型被用来对试验数据进行拟合,结果表明该模型能够较好地预测这种材料在应变8%以内的力学行为.     

DOP增塑PMMA的弛豫和力学行为

研究了0%～20%(质量分数)邻苯二甲酸二辛酯(DOP)与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)混合后的相溶性.用差熟分析(DSC)和动态机械分析(DMA)法表征了其玻璃化温度(Tg)和弛豫行为.Tg和α弛豫温度随DOP含量的增加而减小,表明DOP的添加改善了PMMA的塑性.在β弛豫区,损耗模量E"的振幅几乎不随DOP含量的增加而改变.DMA测试也表明,低温处存在明显的局部运动.用单轴力学压缩测试研究其塑性行为,通过应力-应变曲线分析了屈服强度(σy、塑性流动应力(σpf及应变软化(SSA)与温度和DOP含量的关系.不同DOP含量时的Tg-T关系曲线表明α运动在整个温度范围内对σpf作用;σy低温处由β运动起作用,在靠近Tg时α运动起作用.除低温外,所有的DIOP/PMMA体系均呈现出很小的SSA值,这与强的β弛豫运动有关.     

PMMA转动微动摩擦学行为的研究

在新型转动微动试验机上,进行了 PMMA与GCr15钢球(40mm直径)在转动角位移幅值为0.25～ 2.5°和法向载荷为100N的转动微动试验.在摩擦动力学行为研究的基础上,结合磨痕的微观分析,研究了其转动微动磨损机理.结果表明:随转动角位移幅值的增加,PMMA的转动微动会依次呈现三个区域,即部分滑移区、混合区和完全滑移区;相比部分滑移区和完全滑移区,混合区的摩擦系数明显较高;部分滑移区摩擦系数保持在较低水平且损伤轻微,微动的相对运动由弹性变形协调.在混合区和滑移区PMMA的转动微动磨损机制为伴随黏性流动的颗粒剥落和磨粒磨损.研究发现在混合区和滑移区的磨斑中央产生因黏性流动造成的损伤累积所致的材料隆起.     

轿车地毯复合材料高温拉伸性能研究

对轿车用针刺地毯复合材料进行了高温力学性能研究,探讨了地毯材料结构与其高温力学性能间的关系。根据材料整体以及毯坯层拉伸曲线的分析结果表明,针刺地毯复合材料的极限强度随温度上升而减小,极限伸长随温度上升而增加。材料整体的性能是毯坯层和背胶层共同作用的结果,背胶层使材料的力学性能变得均匀,毯坯层的强度决定了材料整体的力学强度。不同温度条件下,毯坯层和背胶层对材料变形的影响权重不同。     

铸态Ti40阻燃钛合金高温拉伸力学性能及断裂行为研究

研究了不同试验温度下铸态Ti40合金的高温拉伸力学性能变化规律,并采用光学显微镜和扫描电子显微镜对拉伸样断口形貌进行观测,确定其断裂机制。结果表明:合金的抗拉强度随着试验温度的升高而显著下降,而塑性则分别表现出两个塑性较优区和脆性区,即400℃以下低温和900~1000℃高温的较好塑性区以及500~800℃的热脆区和1000℃以上的高温脆性区。脆性区试样断口形貌均呈现为沿晶脆性断裂,这一断裂机制与合金粗大晶粒以及严重的氧化相关。高温塑性区断口形貌为穿晶韧性断裂,则合金具有较高的塑性和较低的变形抗力,可作为较好的热加工温度区间。     

型砂高温力学行为的试验研究方法

研究了型砂高温力学性能微机数据采集处理系统并对ＳＱＷ－Ⅱ型砂高温强度仪进行改进，应用散体力学中的Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ破坏理论，确立了一套以定量描述型砂的高温力学行为为目的手段和方法。通过它们可以实现对型砂在不同温度下的应力－应变曲线，模量，抗压强度，粘降力，内磨擦角、型砂软化后的粘度系数以及热膨胀系数等基本参数的测算，从而基本上能满足型砂高温力学行为研究的需要。     

镭射BOPP基膜循环拉伸力学性能的试验研究

目的 为研究双向拉伸聚丙烯（Biaxially Oriented Polypropylene,BOPP）薄膜在重复拉伸使用后的弹性模量变化以及应变变化趋势。方法 以26μm BOPP薄膜为研究对象,以1、1.5、2、2.5、3、3.5、4N为最大加载力分别进行加载周期为15次的单轴循环拉伸试验,总结对比循环次数以及加载力对弹性模量及棘轮应变的影响,分析薄膜性能变化趋势。结果 通过对比同一加载应力不同循环下的弹性模量以及棘轮应变,发现在预设加载力下随着循环次数增加,薄膜弹性模量呈增大趋势,且增大幅度逐渐减小,其棘轮应变与弹性模量变化趋势一致;通过取均值对比不同加载力下的弹性模量以及棘轮应变变化,发现薄膜弹性模量随加载力增大而先增大后减小,最大应变以及最小应变均随加载力的增加而增大。结论 通过试验研究得出了BOPP薄膜在循环拉伸中弹性模量及棘轮应变随加载力、循环次数增大的变化趋势;对薄膜性能变化有了一定的预测,并为实际加工中的张力选择提供了指导性建议。     

Mechanical properties of TiO2-filled CNT/PMMA composites

ABSTRACT

The present study investigated the effect of TiO₂ fillers on the mechanical properties of CNT/PMMA composites. TiO₂/PMMA/CNT composites were prepared by using twin screw extruder and test samples by injection moulding. Results indicated that incorporation of CNT in PMMA causes decreases in tensile stress, elongation at break, and on impact properties. It is observed that addition of CNT and TiO₂ seems to be beneficial in increasing mechanical strength via increasing the interface dispersed phase.     

航空MDYB-3定向有机玻璃蠕变行为温度效应试验研究

对航空MDYB-3定向有机玻璃不同温度下的蠕变行为进行了试验研究.得到了有机玻璃在20,50℃和75℃和不同应力下的蠕变曲线,结果表明:有机玻璃蠕变分为三个阶段,随着温度和应力的增大,有机玻璃的蠕变速率加快,蠕变断裂伸长增大,抗蠕变断裂时间变短.运用陈化理论,Norton公式和指数公式分别描述了蠕变三个阶段的特性.