玻璃陶瓷(MACOR)拉伸强度率相关性的研究

掌握玻璃陶瓷MACOR的拉伸性能,对于其在航空航天、国防和其它工程中的应用,以及材料科学本身而言具有重要价值。本文使用巴西圆盘实验方法研究了加载速率对MACOR拉伸强度的影响。静态实验是在MTS试验机上完成的,动态实验是在6.35mmSHPB实验装置中完成的。脉冲整形技术被用于实现试件两端力的动态平衡,以消除惯性效应的影响,从而实现准静态应力分析。实验结果表明MACOR的拉伸强度与加载率相关,拉伸强度作为加载率的函数,当加载速率从0增加到5780GPa/s时,MACOR的拉伸强度从26MPa增大到50MPa。     

不同孔隙率CFRP层合板冲击后力学性能试验表征

为了研究吸湿量、孔隙率及冲击能量对CFRP层合板冲击后剩余拉伸强度及剩余弯曲强度的影响规律,首先将3种孔隙率CFRP层合板试样置于湿热环境中分别吸湿7、14 d及吸湿至饱和状态,然后在室温环境中对3种孔隙率不同老化程度的CFRP层合板试样分别进行5种能量即3-15J的冲击作用,并测量其冲击后剩余拉伸强度及剩余弯曲强度．试验结果表明:随着冲击能量的提高,CFRP层合板冲击后剩余拉伸强度及剩余弯曲强度均显著下降;冲击能量相同时,孔隙率对CFRP层合板冲击后剩余拉伸强度及剩余弯曲强度的影响并不明显．分析认为层合板受到冲击作用后产生的分层损伤降低了孔隙率对冲击试样剩余强度的影响程度．     

三维编织T300/QY9512弯曲性能的实验研究

对于均质各向同性材料，三点弯曲实验和四点弯曲实验得到的弯曲模量与拉伸模量基本上一致。而对于三维编织复合材料，其弯曲模量特性则与拉伸性能不同。通过对三维编织T300／QY9512复合材料三点弯曲和四点弯曲的实验，得到三维编织复合材料的弯曲性能。比较分析后，发现与四点弯曲实验不同，三点弯曲实验并不能直接得到试件的弯曲模量；而两种实验得到的强度差异不大。与拉伸压缩的实验数据比较，可以得到：试件的弯曲模量不等于其拉伸和压缩模量；弯曲强度也不同于拉伸强度和压缩强度。试件的弯曲破坏是由试件内部压缩失效造成的结论。     

玻璃纤维增强环氧树脂单向复合材料力学性能分析

采用连续玻璃纤维与环氧树脂相复合,通过金属模压成型工艺,制备出单向玻璃纤维／环氧树脂复合材料。通过三点弯曲实验论证单向纤维对树脂基体的增强作用,从而研究不同纤维含量下复合材料的弹性模量、纵向拉伸强度、纵向压缩强度的变化趋势。结果表明：随着纤维含量的增加,复合材料的力学性能均增强,当纤维体积含量为50％时,其各项性能均较好,弹性模量为40GPa,纵向拉伸强度为1200MPa,纵向压缩模量为700MPa。此外,对复合材料的其他常用力学性能参数进行检测。     

复合材料层合板低速冲击及其剩余压缩强度

为了研究冲击能量对层合结构冲击性能及吸能特性的影响规律,本文主要采用不同冲击能量作用下的复合材料层合板低速冲击性能及其剩余压缩强度的研究方法.通过低速冲击实验,研究了冲击能量对复合材料层合板的损伤影响.通过准静态压缩试验,较好地分析冲击能量对试件的压缩剩余强度的影响.     

纤维组分比例对玄武岩/聚丙烯复合材料力学性能影响研究

采用非织造加工工艺,将玄武岩纤维和聚丙烯纤维通过开松混合后梳理成网,然后按照一定的尺寸制成预制件,使用模压成型工艺制备玄武岩/聚丙烯复合材料,研究不同比例的玄武岩纤维和聚丙烯纤维对复合材料力学性能的影响,并通过数学方差分析方法确定了影响因素的显著性.结果表明:当玄武岩纤维和聚丙烯纤维的比例为30/70时,复合材料的拉伸、弯曲强度和模量达到最高,最大拉伸强度、弯曲强度分别为92.998 MPa和156.134 MPa,最大拉伸和弯曲模量分别为3.400 GPa和1.288 GPa.     

X70钢在模拟深海环境中的腐蚀对力学及疲劳性能影响分析

基于模拟深海环境腐蚀试验,分析获得深海常用管线钢X70的腐蚀规律,采用三维扫描仪获得不同腐蚀时间对应的腐蚀坑分布和深度。基于腐蚀规律和扫描结果采用MATLAB编程获得标准试件表面腐蚀坑分布,采用ABAQUS建立不同腐蚀程度的标准试件模型,并模拟试件拉伸和单轴疲劳试验,以获得腐蚀影响的X70钢力学和疲劳性能。结果表明,随着腐蚀时间增加,X70钢的腐蚀速率随着腐蚀时间增加呈现先增大后减少最终趋于稳定的趋势。随着腐蚀速率增加,X70钢屈服强度和极限抗拉强度变化不大,但是伸长率明显降低;X70钢的疲劳性能明显降低,在疲劳寿命为10⁷时的疲劳强度从未腐蚀的195 MPa最大降低至121 MPa,下降率高达37.95%。     

光弹性测定应力强度因子K_1的双参数面积法

本文在分析二维光弹测定应力强度因子K_1的单参数向径法、双参数向径法、单参数面积法的基础上,提出了光弹性测定应力强度因子K_1的一种新方法—双参数面积法。用单边裂纹三点弯曲试件和单边裂纹拉伸试件进行了实验检测。通过对各种方法实验结果的对比,证明双参数面积法所得结果稳定,误差小。     

八钼酸铵与聚磷酸铵阻燃抑烟PVC的研究

以聚磷酸铵为阻燃剂,八钼酸铵为抑烟剂,通过烟密度、氧指数、拉伸和冲击等研究手段,探讨其对聚氯乙烯力学性能及燃烧特性的影响。研究结果表明:加入6份八钼酸铵后,对比空白PVC样品,其拉伸强度、断裂伸长率分别下降5.8 MPa和3.9%。随着聚磷酸铵组分的增加,拉伸强度和断裂伸长率下降,冲击强度增加。加入12份聚磷酸铵时,PVC的拉伸强度和断裂伸长率分别下降10.23 MPa、46.9%,冲击性能提高了1.65kJ/m~2。两者对PVC抑烟有协同效应,其中八钼酸铵3份,聚磷酸铵6份的抑烟效果最好,最高烟密度等级下降26.92。同时,聚磷酸铵添加量增加至12份,氧指数达到49.1。     

基于Mooney-Rivlin本构模型橡胶防尘罩的非线性有限元分析

为揭示橡胶防尘罩的结构参数对其拉压应力的影响,采用ABAQUS软件建立了基于Mooney-Rivlin本构模型的防尘罩有限元模型。根据标准试件轴向拉伸实验数据拟合了本构模型参数C10和C01,完成了防尘罩轴向拉伸和轴向压缩工况的有限元分析,得到了防尘罩的应力应变分布规律。通过对试件和防尘罩制品的拉伸试验验证了有限元计算结果的可信性,为橡胶类零部件的强度性能分析、结构参数优化提供了一种方法。     

Residual Tensile Strength of Plain Concrete Under Tensile Fatigue Loading

The functional relation between the residual tensile strength of plain concrete and number of cycles was determined. 99 tappered prism specimens of plain concrete were tested under uniaxial tensile fatigue loading. Based on the probability distribution of the residual tensile strength, the empirical expressions of the residual tensile strength corresponding to the number of cycles were obtained. The residual tensile strength attenuating curves can be used to predict the residual fatigue life of the specimen under variable-amplitude fatigue loading. There is a good correlation between residual tensile strength and residual secant elastic modulus. The relationship between the residual secant elastic modulus and number of cycles was also established.     

超高性能轻质混凝土的循环拉伸力学性能

超高性能轻质混凝土(ultra-high performance lightweight concrete, UHPLC)是一种具有高拉压比和拉伸应变强化特性的轻质水泥基材料。为了阐述UHPLC与钢筋在钢筋屈服点之前的协同受拉机制,针对一种密度为1 789 kg/m~3、抗压强度为63.1 MPa、极限拉伸应变约为2.4×10~(-3)～2.8×10~(-3)、极限抗拉强度约为6.9～7.8 MPa的UHPLC,采用自主研发的拉伸测试装置,研究其循环拉伸力学性能,分别考虑了4种加载条件(循环应变分别是2.0×10~(-4)、5.0×10~(-4)、1.0×10~(-3)、1.5×10~(-3))。试验结果表明:不同加载条件的UHPLC的循环拉伸应力-应变曲线的包络线与单调拉伸应力-应变全曲线具有较高的重合度;循环加载曲线的残余应变、加载刚度、卸载刚度均反映了桥接微裂纹的纤维脱黏状态,残余应变越大,说明纤维的脱黏长度越长,将导致UHPLC的加载、卸载刚度降低;UHPLC在循环加载作用下的累积应变小于其极限拉伸应变时,多次循环加载主要是对已脱黏部分纤维的循环拉伸作用;UHPLC的循环加载刚度退化率与累积残余应变的关系符合幂函数关系,拟合度为0.99。UHPLC的循环拉伸加载刚度本质上由纤维参与受拉的有效长度(脱黏部分)决定,可用累积残余应变来表征。     

缝线区域及界面特性对缝纫复合材料单向板力学性能的影响研究

通过试验和显微观察研究了缝纫复合材料单向层压板缝线及其周围区域的结构和损伤的形貌，以及缝纫对复合材料单向板的宏观力学性能的影响。建立了缝线与基体界面强弱对复合材料单向板的强度和刚度影响的两种有限元分析模型，并与试验结果进行了比较分析。结果表明，缝线与基体的结合处的界面特性对复合材料单向板的强度和刚度都有影响，对拉伸强度的影响尤为显著；另外，缝线区域形成的富树脂区的存在也是影响复合材料强度刚度的重要因素。     

高温作用对大掺量粉煤灰混凝土力学性能影响

研究了高温作用对大掺量粉煤灰混凝土(HFCC)立方体力学性能的影响,探讨了不同加热温度、不同粉煤灰掺量与HFCC残余强度的关系.将粉煤灰掺量30%、40%和50%的混凝土立方体试块加热至250,450,550和650℃进行强度测试,并与素混凝土(不掺粉煤灰)试块进行对比.研究结果表明,随着温度升高,HFCC残余抗压、劈裂抗拉强度均出现明显退化,劈裂抗拉强度退化尤为明显;随着粉煤灰的掺入,粉煤灰掺量对强度退化率的影响具有复杂性:高温后HFCC抗压强度退化率均低于普通混凝土强度退化率;劈裂抗拉强度退化率除粉煤灰掺量30%外均低于普通混凝土退化率.在试验基础上建立HFCC高温后立方体残余抗压强度、残余劈裂抗拉强度与温度、粉煤灰掺量的定量关系,为高温后HFCC材料强度评估及修复提供依据.     

混杂纤维增强高性能混凝土拉压比试验研究

研究了揭示钢纤维和聚丙烯纤维混杂后对高性能混凝土强度和拉压比的影响.参照国家标准和试验方法,按不同的纤维掺量设计了9组混杂纤维增强高性能混凝土试件以及3组钢纤维增强高性能混凝土对比试件和1组普通高性能混凝土对比试件,进行了大量立方体抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验研究,并对拉压比进行回归分析.结果在高性能混凝土中掺加适量的钢纤维和聚丙烯纤维后:对抗压强度影响不明显,但可使抗拉强度提高10%~30%,使拉压比增大到0.06~0.068;钢纤维体积掺量为0.8%、聚丙烯纤维体积掺量为0.11%时,混杂纤维增强高性能混凝土拉压比为0.068;混杂纤维增强高性能混凝土的劈裂抗拉试验为近似于延性断裂破坏.结论掺加适量钢纤维和聚丙烯纤维后,高性能混凝土的抗拉强度和拉压比均有不同程度的提高,这有利于提高高性能混凝土的抗裂性能和抗震性能.     

Effect of carbon fibre on properties of TiB2/C composite cathode coating for aluminum electrolysis

The tensile strength, compressive strength and electrical resistivity of TiB2/C composite cathode coating were measured with a hydraulic pressure universal test machine and an electrical resistivity test device, and the effects of carbon fibre content and carbon fibre length on tensile strength, compressive strength and electrical resistivity were investigated. The results show that the tensile strength of coating increases at the beginning and then reduces with the increase of carbon fibre content when the carbon fibre (length of 3 mm) content ranges from 0 to 4.0%; at the carbon fibre content of 1.5%, the tensile strength of coating reaches the maximum, 25.6 MPa. For the coating with carbon fibre content of 1.5%, the carbon fibre length has a great influence on tensile strength and compressive strength of coating; when the carbon fibre length is 6 mm, the tensile strength and compressive strength of coating reach the maximum, 27.6 MPa and 39.2 MPa, respectively. The electrical resistivity of coating reduces with the rise of temperature and the length of carbon fibre, and the influence of carbon fibre length on electrical resistivity of coating at low temperature (30-200℃) is more obvious than that at high temperature (960℃).     

激光焊接650MPa相变诱发塑性钢的组织与性能

采用固体Nd:YAG激光器焊接拉伸强度级别为650MPa、厚度为1.2mm的相变诱发塑性钢(TRIP)薄板,利用光学显微镜和电子显微镜研究了其不同焊接速度下对接焊缝的形貌和组织特点。测试了接头的硬度和抗拉强度,借助杯凸试验对比研究了激光焊接接头和母材的成形能力,并分析了焊接速度对接头组织、性能的影响。研究表明:TRIP钢的相组成主要是大量铁素体、贝氏体和少量的残余奥氏体;激光焊缝金属则主要由马氏体构成。焊缝金属或焊接热影响区的近缝区具有最高的硬度。焊缝金属的屈服强度和抗拉强度在垂直于焊缝方向与母材基本相同,但在平行于焊缝方向明显高于母材。与母材相比,激光焊接TRIP钢薄板的冲压成型能力明显下降。     

Effects of quenching process on mechanical properties and microstructure of high strength steel

The effects of direct quenching and tempering (DQ-T) process and conventional reheat quenching and tempering (RQ-T) processes on mechanical properties and microstructure of high strength steel were investigated. The DQ process was found to enhance the hardenability of steel effectively. The tensile strength and yield strength of DQ specimen was 975 MPa and 925 MPa respectively, which were higher than those of RQ specimen??s of 920 MPa and 871 MPa. In contrast, low temperature toughness (?40 °C, AKV) of DQ-T specimen (124 J) was generally inferior to that of RQ-T specimen (156 J). The direct quenching temperature was one of the potential process parameters to determine strength/toughness balance of steel manufactured by DQ process. The experimental results showed that excellent strength/toughness balance was obtained when the specimens was quenched at temperature in the range of 850?C910 °C. The yield strength and impact energy (?40 °C) of DQ steel decreased significantly with increasing of quenching temperature, although the tensile strength was nearly stable.