焊接接头韧度CTOD评定的适用性与允许值研究

对厚钢板两种焊接工艺焊接接头中的焊缝材料和热影响区材料进行拉伸试验。发现各自的拉伸曲线都可视为理想弹塑性，符合Wells提出裂纹尖端张开位移（crack tip opening displacemem，CTOD）理论的假设条件。因此，证明CTOD试验评定焊接接头韧度的适用性。提出确定钢结构焊接接头CTOD允许值的“母材参考法”和“类比法”，为在钢结构的设计和建造中合理地确定焊接接头韧度指标提供方法。     

基于数字图像相关的光学引伸计应变测量精度研究

基于数字图像相关(DIC)方法的光学引伸计在应变测量领域有着广泛的应用。为了提高数字图像相关方法的测量精度,本文采用二维DIC与三维DIC的光学引伸计、基于双45°反射镜成像的二维光学引伸计以及电测法,对单轴拉伸试验中不锈钢试件的应变进行同时测量,比较分析了各个光学引伸计在测量轴向与横向应变方面的优劣以及误差产生的原因。实验结果表明:试件离面运动的存在大幅降低了普通二维光学引伸计的应变精度;基于双45°反射镜成像的二维光学引伸计可以有效消除离面刚体位移对测量结果的影响,其应变测量精度(尤其是横向应变精度)高于其他光学引伸计,且测量结果与电测法的测量结果高度吻合;三维DIC光学引伸计的横向应变精度明显不如轴向应变精度。     

模块支墩厚板焊接接头CTOD韧度研究

按照国际通用规范BS7448和DNV—OS—C401的要求,对模块支墩焊缝和熔合区进行了低温（-18℃）裂纹尖端张开位移（CTOD）的试验研究。试验结果表明：按拟用焊接工艺所焊接的模块支墩焊接接头,其焊缝和熔合区的CTOD试验值都能满足国际通用规范DNV-OS—C401规定的要求（≥0．15mm）,因此,可以确认,该焊接工艺可应用于模块支墩的焊接施工,并且焊后的模块支墩可以免除退火处理。     

LC4CS铝合金三维复合型断裂的试验研究

设计并完成了LC4CS铝合金2mm,4mm,8mm,14mm等四种不同厚度紧凑拉伸试样的Ⅰ＋Ⅱ复合型断裂试验，得到各个厚度下不同加载条件时不同加载条件的载荷位移曲线和裂纹起角。结果表明试样厚度和载荷复合比对试样的承载能力，裂纹起裂角均有明显影响，纯I型载荷下载薄试样的承载能力好于厚试样；Ⅰ＋Ⅱ复合载荷条件下4mm的承载能力最大，2mm和8mm接近，14mm最小，纯Ⅱ型载荷条件下各厚度的承载能力基本一致。2mm试样的起裂角值与14mm试样的值很接近，4mm试样的值略高，8mm试样的值低得多，基于平面假设基础上的最大周向应力准则能够很好地预测2mm薄试样和14mm厚试样的裂纹起裂角，但预测8mm中间厚度时误差很大，此结果为建立三维复合型断裂准则提供必要的试验基础。     

刮板输送机链条张力检测系统研究

为了研究刮板输送机复杂工况下链条的力学特性,实现了刮板输送机运行过程中链条随机张力谱的在线监测,采用无线信号收发模块采集并存储检测数据,待试验结束后将数据统一导出并分析。试验结果表明:同一圆环链的两条直边张力出现明显不均等现象;采煤机截煤时,随落煤量增加靠近采煤侧一端链条张力明显大于采空侧链条张力。图像表明链条每经过一次链轮都会产生一次张力阶跃突变,时间间隔为空载运行周期的一半51 s,刮板输送机空载时下端运动阻力为16 k N,链条最大张力值为896 k N。研究结果为链条的设计和优化提供了理论依据。     

抽油杆涡流在线检测中的几个问题

通过数值计算得到涡流探头阻抗与裂纹深度的关系,提出以探头阻抗的相位分量作为描述裂纹尺寸的原始伤变量。     

紧凑拉剪试验应力强度因子公式分析

Richard提出的紧凑拉剪试验(CTS)是较常用的Ⅰ、Ⅱ复合型加载试验类型,相关文献已经给出CTS试验对应的应力强度因子公式.由于该公式在之后的研究中出现多种不同形式,因此确定正确的CTS试验应力强度因子公式是十分必要的.针对目前文献中出现的多种CTS试验应力强度因子公式,通过与原文曲线进行比较并确定公式.为进一步验...     

定向有机玻璃拉伸度的等达因法研究

定向有机玻璃凭借其优良的力学性能和高透光率广泛应用于航空领域。由于定向有机玻璃分子链变为有序的定向排列,故其力学性能与未拉伸的有机玻璃相比有颇大改善,力学性能改善程度的决定性因素是拉伸度。定向有机玻璃拉伸度的测试是研究的难点和急待解决的问题,它直接阻碍对定向有机玻璃力学性能的研究。运用等达因法实现双轴定向有机玻璃不同方向和沿厚度方向不同层面的拉伸度测试。通过对不同方向的拉伸度测试结果进行分析,得出与拉伸平面垂直方向力学性能相对薄弱的结论;并对沿厚度方向不同层面的拉伸度测试结果进行分析,得出层间剪切强度降低的结论。     

微型材料的拉伸测试方法研究

微电子机械系统技术的迅速崛起,推动了微型材料拉伸测试方法的发展。文中列举几种典型的微型材料拉伸实验方法,具体说明其驱动方式、力和位移测试原理,并介绍实验中的难点,如试样加工、夹持和对中等方法。并进一步分析能满足未来发展需求的拉伸测试原理。     

超声疲劳试验方法在铸铝疲劳试验中的应用

应用20kHz频率下的超声疲劳设备完成亿周次疲劳试验,获得铸铝AS5U3G-Y35超高周疲劳特性。通过20kHz频率下的超声疲劳试验和35Hz频率下的常规试验,完成10^4～10^10周的S-N曲线。试验结果表明,在10^7周以上试件仍会发生疲劳断裂。在10^7～10^10周之间,当应力比R=-1时,疲劳强度随循环数的增加而下降;当应力比r=0．1时,在循环数超过10^8周时,疲劳强度不再下降,S-N曲线出现平台。比较20kHz和35Hz两种频率下的试验结果,在10^4～10^7周之间没有明显差别,即铸铝AS5U3G-Y35在超声疲劳试验中不存在频率效应。扫描电镜观察试件疲劳断裂面发现材料中分布许多小的缩孔,而且大多数试件的疲劳破坏都发生在试件表面或接近表面的缩孔处。     

对J积分测试方法中几个问题的讨论

针对延性断裂韧度JIC测试中遇到的困难,讨论现行,积分测试标准中关于最小裂纹扩展线和对裂纹扩展阻力JR值的上限限制及JIC的定义.研究认为,不同金属具有不同的裂纹钝化特征,钝化线方程取决于材料的强度、塑性和应变强化能力。测试标准中规定的钝化线方程只与材料强度水平有关,而且斜率太低,不能准确描述裂纹的钝化行为,进而以此钝化线为基础设置最小裂纹扩展线,并用它排除裂纹未真实扩展的试验数据势必造成某些不准确判断。因此,在提出合理的钝化线方程之前,建议采用下列原则处理J积分测试结果：J=1．5(σa σb)△α作为钝化线方程;由钝化线向右偏置0．03mm的平行线作为最小裂纹扩展线;Ja≤b0σY／15作为测试数据的有效性条件。另外对饱和伸张区(critical length of the stretched zone width,SZWC)的测试结果表明,钝化线与JR曲线交点所对应的J值即Ji可定义为延性断裂韧度JIC。文中还比较了不同研究者报告的16Mn钢测试结果的差别,并分析造成差别的原因。     

非均质焊接接头中J积分虚拟裂纹扩展计算方法研究

将虚拟裂纹扩展（ＶＣＥ）算法推广应用于非均质焊接接头，建立了三维弹塑性状态下Ｊ积分参量的ＶＣＥ算法有限元程序。基于平面数值分析，详细考察了该算法在非均质焊接接头中的适用性。此外，讨论了焊接接头中三维状态下Ｊ参量沿裂纹前缘的分布规律。     

纳米压痕数据分析的混合方法研究

在Oliver-Pharr方法的基础上,提出一种新的纳米压痕数据分析方法称为混和方法.该方法通过量纲分析和理论分析,得到压痕过程中相关物理量之间的线性关系,在此基础上通过分析整个加卸载曲线,可实现从少量的压痕试验计算得到随压入深度连续变化的硬度和弹性模量.实验研究验证线性关系是正确的,混合方法是可靠的.     

A METHOD FOR DETERMINING THE IMPACT FORCE IN CRASH TESTING

A method for measuring the impact force in crash testing is developed. In this method, a mass is made to collide with the object being tested and the instantaneous value of the impact force is measured as the inertial force acting on the mass. To realise linear motion with sufficiently small friction acting on the mass, a pneumatic linear bearing is used, and the velocity and acceleration of the mass, the moving part of the bearing, are measured using an optical interferometer. The relative combined standard uncertainty in determining the impact force in a three-point bending test is estimated to be 0.5×10⁻²(0.5%) of the maximum value of the impact force.