准静态及动态载荷加载下聚脲材料的力学性能

为分析聚脲材料在准静态及动态载荷加载下的力学性能变化规律,开展了霍普金森压杆冲击试验研究.利用万能材料试验机和霍普金森杆对聚脲材料进行力学性能测试,获得各应变率下材料应力-应变曲线,结果表明:准静态载荷加载下的聚脲材料切线模量随着应变的增大而呈现类似指数函数增长趋势,动态载荷加载下呈现类似线性降低趋势;随着应变率的增加,聚脲材料强度(拉伸强度和屈服强度)、断裂能逐渐增加.由此可见:聚脲材料具有显著的应变率效应;聚脲材料高应变率载荷加载下的"递减硬化"特性与聚脲抗爆、抗冲击特性密切相关;从低应变率到高应变率加载,聚脲材料存在有橡胶态到玻璃态的转变,强度显著增强.     

一种含铝炸药压缩力学性能和本构关系研究

对某含铝炸药进行了准静态和动态压缩实验,得到了不同初始密度的材料在不同应变率下的应力-应变曲线;曲线表明,材料的压缩强度随初始密度及加载应变率的增大而增加;初步建立了材料在不同初始密度、不同应变率下的本构模型,拟合曲线与实验曲线吻合较好,对该炸药不同密度下的力学行为特征和应变率效应得到了较为系统的认识。     

两种炸药材料本构行为的应变率效应分析

对PBX和B炸药两种压装炸药进行了应变率为10-4～102s-1的压缩实验,得到了两种炸药材料在不同应变率下的应力-应变曲线;通过回收试样的SEM观测,对材料的破坏模式进行了细观考察;初步建立了材料在高应变率下的本构模型;对两种炸药力学行为的特征和应变率效应得到了较系统的认识.     

混凝土材料拉伸强度的应变率强化效应实验研究

混凝土材料的拉伸强度具有明显的应变率强化效应。采用同批制作的混凝土圆盘和圆杆试样,利用霍普金森杆加载,进行动态劈裂实验和一维杆应力波层裂实验。借助超高速摄像机、数字图像相关(DIC)等测试方法观察实验中试件破坏过程,以准确测量混凝土材料在不同应变率下的拉伸强度。在劈裂实验中注重加载方式,以保证试件满足求解弹性解析解的中心起裂条件;在层裂实验中精确确定层裂发生位置和时刻,获得了可靠的材料拉伸强度,并分析劈裂拉伸与层裂拉伸强度的应变率强化规律。研究结果表明：对于动态劈裂实验,DIC方法显示圆盘中心起裂与否的临界应变率约为10 s^-1;而对于层裂实验,采用DIC方法可以得到多次层裂对应的拉伸强度及相应的应变率（10~100 s^-1）;通过线性拟合拉伸强度应变率强化规律,层裂拉伸强度随应变率增长的斜率较劈裂实验结果偏高,混凝土的层裂拉伸强度动态增强因子可达5以上。所得研究结果对脆性材料动态拉伸强度及应变率强化效应的准确测量,具有一定的参考意义。     

聚氨酯泡沫塑料抗冲击性能的实验研究

主要对硬质聚氨酯泡沫塑料（ＲＰＵＦ）以及半硬质聚氨酯泡沫塑料（ＳＲＰＵＦ）的动态力学性能进行了实验研究，并对这两种材料在高应变率冲击载荷作用下的应力波弥散效应以及它们对应变率的敏感性进行了讨论．     

三种含能材料力学行为应变率效应的实验研究

利用分离式霍普金森杆和万能材料试验机对复合固体推进剂(CSP)、高聚物粘接炸药(PBX)和B炸药(Comp．B)三种材料进行了高应变率和准静态压缩实验,得到了常温常压下,不同应变率的材料应力一应变曲线,对这三种材料本构行为的应变率效应进行了研究。     

16MnR钢的动态拉伸力学性能实验研究

在自制的冲击摆杆-杆型冲击拉伸试验机上,以16MnR钢为研究对象,进行了3个应变率的冲击拉伸实验,得到16MnR钢在不同应变率下的应力-应变曲线。测试结果表明:随着应变率的提高,材料的动态极限强度随之增大,表现出明显的应变率强化效应;通过对冲击拉伸试样断口扫描电镜分析可见,材料断口出现了比较均匀的韧窝,其断裂是韧性断裂;应变率对断口的影响不明显。     

界面性能对刚性粒子填充高聚物力学行为的影响

用经过不同表面处理的玻璃微珠填充高密度聚乙烯,获得不同界面性能的复合材料.拉伸实验结果显示弹性模量和拉伸强度都随应变率的提高而提高.如果界面粘结强度低,复合材料的拉伸强度低于纯基体的拉伸强度.反之,复合材料的拉伸强度将提高.然而,强界面复合材料的冲击韧性最低.分析表明,如果界面很弱,由于界面过早开裂形成的空洞导致拉伸强度的降低.当界面粘结很强时,冲击韧性降低.为获得良好性能的复合材料,必须使界面的粘结强度适中.     

D6AC钢的动态力学性能研究

利用SHPB实验技术 ,通过测定不同初始温度 ( 2 5～ 30 0℃ )和不同应变率 ( 10 2 ～ 10 3 /s)条件下D6AC钢的应力 -应变关系 ,确定了D6AC钢的本构关系。还利用 10 0mm轻气炮加载技术 ,对D6AC钢的层裂强度进行研究     

蜂窝增强泡沫塑料静态力学性能研究

采用蜂窝切割和注塑成型两道工序制备了蜂窝增强泡沫塑料试样,并对试样进行了准静态压缩试验。通过试验机压头的压力/位移数据,计算得出了不同参数蜂窝增强泡沫塑料试样的应力/应变曲线。实验表明,在相同条件下,所有蜂窝增强泡沫塑料试样的应力均大于蜂窝与泡沫塑料的应力之和。对于Nomex纸蜂窝,随着蜂窝孔格边长的减小和试样厚度的增大,其复合效应更加明显;但对于玻璃布蜂窝增强泡沫塑料复合材料,随试样厚度的增大,其复合效应变差。在实际应用中,可以根据这个规律合理地选择蜂窝的材料、孔格边长和材料厚度,来制备满足要求的复合材料。