类纤维提高油井水泥拉伸性能的实验研究

为了提高普通油井水泥抗拉伸破坏的能力，研制了类纤维水泥。利用室内实验系统研究了类纤维改善水泥石抗折强度、抗冲击韧性和胶结强度的机理，并进行了验证。结果表明类纤维水泥较普通油井水泥，其抵抗拉伸破坏的能力显著提高，原因在于类纤维水泥中的活性物质与水泥水化过程中的水化产物耦合反应，在水泥基体中生成了类纤维物质，该物质的生成和合理分布显著改善了水泥石抵抗拉伸破坏的力学性能。     

编织复合材料拉伸力学性能的研究

针对三维四向和五向编织复合材料进行了拉伸实验, 从宏观角度研究了它们的力学行 为, 获得了这些材料的主要力学性能参数及变形、破坏规律。基于宏观实验, 本文还对拉伸试件断 口进行了扫描电镜测试, 从细观角度对编织复合材料的破坏机制作了分析, 得到一些重要结论。 这些结果为进一步研究编织复合材料的强度失效问题奠定了实验基础。      

弹性材料受杆形射弹冲击的实验研究

采用实验方法,研究了长杆形钢射弹冲击钢、铝和尼龙6弹性材料时,射弹中应力随时间的变化规律。分析了冲击初速度、被冲击物材料特性对射弹中应力变化的影响。实验结果表明:弹性范围内,冲击初速度不改变射弹中应力变化规律,仅改变其幅值,应力波形中包含了被冲击物材料特性信息和几何信息。     

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。     

用单轴拉伸实验研究HIPS的银纹增韧现象

高抗冲聚苯乙烯 (HIPS)是通过颗粒填充进行改性以提高其力学性能的工程塑料 ,通过单轴拉伸实验对其银纹损伤及增韧现象做初步探讨 ,发现银纹增韧机理是橡胶增韧中主导因素 ,分析得到受拉HIPS的弹塑性损伤本构方程的一般形式 .     

钨合金材料的动态拉伸实验研究

采用旋转盘式间接杆-杆型冲击拉伸装置(SHTB)对颗粒度分别为2, 5μm和20μm的三种91%(质量分数)细化钨合金材料在动态冲击载荷作用下的力学性能进行了实验研究,分析了三种钨合金在应变率为0.001, 200, 500s-1时动态力学性能,给出了颗粒度大小与材料屈服强度的关系;采用扫描电子显微镜(SEM)对动态拉伸实验中回收的试件断口进行断口分析,研究钨合金在不同应变率状态下材料的破坏特征,在动态拉伸载荷作用下钨合金材料呈现出一种混合破坏模式包括钨颗粒的劈裂以及颗粒与基体界面的开裂.     

泡沫镍拉伸蠕变实验研究

在常温下对开孔泡沫镍进行了拉伸蠕变实验,研究了应力与蠕变的关系,探讨了描述泡沫镍蠕变所适用的模型.结果表明,开孔泡沫镍的相对密度不变时,蠕变和蠕变率均随应力的增大而增大.Gibson和Ashby所提出的多孔材料结构模型能够很好地描述常温拉伸蠕变实验结果.     

纤维束的冲击拉伸实验研究

本文所述实验采用岛津DT-5000型万能实验机和自行研制的摆锤式杆-杆型冲击拉伸试验装置对玻璃纤维,Kevlar49及碳纤维束做了应变率从10-4到 102 s-1量级之间的冲击拉伸实验。首次得到纤维束在高应变率下的拉伸应力应变曲线。结果表明:玻璃纤维的强度,极限应变以及临界应变能密度对应变率非常敏感,弹性模量也随应变率的升高而增加。Kevlar49纤维对应变率不太敏感,而碳纤维的性能则对应变率不敏感。     

3He低温热力学性质实验数据综述

全面收集整理了3He在相变曲线、液体区、气体区和临界区低温热力学性质的实验数据和关联式,为建立3He覆盖不同区间的状态方程以及开发3He低温物性数据程序奠定了基础,同时也可供3He低温物性的研究人员参考.     

芳纶Ⅲ纤维拉伸性能的实验研究

测试了芳纶Ⅲ纤维的拉伸性能等,并与F-12和Kevlar-49纤维进行了对比.对由芳纶Ⅲ纤维与环氧树脂基体复合成型的单向纤维增强环形试样,测试了其拉伸强度、弹性模量和层间剪切强度,结果表明:芳纶Ⅲ纤维单向纤维复合材料的拉伸强度和弹性模量与F-12纤维相当,分别比Kevlar-49纤维要高出约25.7%和24.7%;但早期的芳纶Ⅲ纤维与环氧树脂基体的界面结合性较差,层间剪切强度仅为32.0～35.2MPa.     

混杂碳/碳复合材料超高温力学性能实验研究

利用快速通电加热测试技术,模拟混杂碳/碳复合材料的超高温工作环境,测试了材料不同温度下的拉伸、压缩力学性能,得到了材料的拉伸、压缩强度与模量随温度的变化规律,并给出了相应的拟合曲线。结果表明:材料的强度和模量在一定范围内随温度的升高而增加,在2000 K~2400 K之间达到最大值,当温度超过2700 K后迅速下降。材料轴向的拉伸、压缩性能随温度的变化较横向缓慢,强度的变化范围较模量的小。     

钢筋活性粉末混凝土简支梁受弯力学性能试验与计算

活性粉末混凝土（RPC）与普通混凝土（OC）相比,具有超高的强度、高韧性和优异的耐久性,其构件承载力与刚度计算方法必然不同于普通混凝土构件。该文对4根钢筋活性粉末混凝土简支梁开展受弯性能足尺试验,获得了梁的开裂弯矩、极限弯矩及荷载-跨中位移曲线,揭示了RPC简支梁受弯变形特征与破坏模式,推导了钢筋RPC简支梁的开裂弯矩与正截面受弯承载力计算公式。结果表明：钢纤维RPC极限压应变为4394 με~5200 με,开裂应变为690 με~820 με,均远大于普通混凝土;由于添加了钢纤维,公式推导时必须考虑RPC拉区拉应力的影响,推导所得开裂弯矩、正截面受弯承载力及刚度公式计算值与试验值吻合较好,计算公式具有较高的精度,可用于钢筋RPC梁的设计计算。     

SiC颗粒增强铝合金基梯度复合材料拉伸力学性能及其评价

对SiC颗粒增强铝合金基梯度复合材料的拉伸力学性能进行了研究。提出了一种新的材料力学性能评价指标——梯度系数K_x。理论研究表明,金属基梯度复合材料(MMGC)各组分性能的差异使其在拉伸变形时产生了三轴应力。实验及断口分析表明,由拉伸试验获得的材料平均力学性能指标弹性模量E和屈服强度σ_0.2近似符合ROM法则;此类材料的拉伸力学性能受SiC颗粒梯度分布方式的影响。外层为基体,芯部为高SiC含量的材料拉伸断口具有韧性断裂特征,能发挥其性能优势。反之,断口表现出脆性断裂特征,降低了材料的力学性能;受多种因素影响,裂纹穿过层间界面时,会引起断裂方式和扩展方向的改变。当梯度层间SiC颗粒体积分数相差较大时,材料会产生分层开裂;梯度系数K_σb和K_δ可反映材料的梯度分布方式和性能的优劣程度,梯度系数K_E则反映了材料性能的稳定性程度。     

石墨添加对原位合成钛基复合材料高温力学性能的影响

利用钛与碳化硼及石墨之间的自蔓延高温合成反应经普通的熔铸工艺原位合成制备了不同摩尔比值TiB和TiC增强的钛基复合材料。测定了原位合成钛基复合材料的高温力学性能。结果表明:由于增强体的原位合成,复合材料的高温拉伸性能与基体合金比较有了明显的提高。高温拉伸断裂与温度有关,温度较低时,增强体断裂是材料失效的主要原因;而随着温度的提高,增强体与基体合金界面脱粘成为材料失效的主要原因。高温拉伸时裂纹容易在短纤维状增强体TiB的端面处形核与长大从而使增强体与基体合金脱粘导致材料失效,因此加入石墨形成更多的TiC粒子有利于提高复合材料的高温力学性能。     

多铅芯橡胶隔震支座非线性力学性能试验研究及其显式有限元分析

对应用于桥梁隔震的多铅芯橡胶支座进行非线性力学性能试验,并与理论计算结果进行对比分析。研究表明:多铅芯橡胶隔震支座性能稳定、受力性能良好、安装方便,是一种理想的桥梁隔震装置。在此基础上,采用显式有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA分析多铅芯橡胶支座的非线性动态特性,建立铅芯橡胶支座的FEA(有限元)模型,针对支座中心加竖向荷载和水平向循环往复位移荷载,进行了数值模拟分析,其结果与试验曲线基本吻合,从而为确定多铅芯橡胶支座的动力分析参数提供计算方法,进而可为设计新型铅芯橡胶支座提供指导。     

预应力钢绞线高温力学性能试验研究

该文采用非接触式应变视频测量系统,开展了冷拉1860级钢绞线高温力学性能试验研究。基于试验测试的钢绞线高温应力-应变全过程曲线,建议了预应力钢结构用钢绞线的比例极限、弹性模量、名义屈服强度、断裂强度的高温折减系数以及高温应力-应变函数关系。试验结果表明,高强冷拉钢绞线高温下应力-应变全过程具有显著的应力强化阶段和颈缩阶段,1.25%应变下的高温名义屈服强度适用于高强冷拉钢绞线,钢绞线在高温下的捻度松弛效应对其高温力学性能存在影响。该研究成果进一步完善了预应力张拉钢结构用冷拉高强钢绞线高温下基本力学性能指标体系。     

一种碳纤维织物增强复合材料的层间冲击拉伸力学性能实验研究

为获得一种碳纤维二维正交平纹机织布增强树脂基复合材料准静态和动态下的层间拉伸力学性能,对垂直于碳布平面方向 ( 横向),分别利用Instron试验机和SHTB实验技术,进行了准静态拉伸和动态拉伸实验。得到了从低应变率 (10-3/s) 到较高应变率 (约3×102/s) 下的拉伸应力-应变曲线和拉伸强度。通过分析发现,拉伸破坏总是发生在相邻铺层的层间界面处,层间拉伸模量和拉伸强度都具有一定的应变率强化效应,但是层间拉伸破坏应变几乎不存在应变率效应。      

多铅芯橡胶隔震支座非线性力学性能试验研究

对应用于桥梁隔震的多铅芯橡胶支座进行非线性力学性能试验,并与理论计算结果进行对比分析。研究表明:多铅芯橡胶隔震支座性能稳定、受力性能良好、安装方便,是一种理想的桥梁隔震装置。在此基础上,采用显式有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA分析多铅芯橡胶支座的非线性动态特性,建立铅芯橡胶支座的FEA(有限元)模型,针对支座中心加竖向荷载和水平向循环往复位移荷载,进行了数值模拟分析,其结果与试验曲线基本吻合,从而为确定多铅芯橡胶支座的动力分析参数提供计算方法,进而可为设计新型铅芯橡胶支座提供指导。     

金属半球壳压缩力学性能实验和模拟研究

金属空心球结构是一种新型的多孔金属材料,对金属半球壳压缩力学性能的研究是研究整体材料力学性能的基础。通过一系列准静态压缩实验,研究了金属半球壳受刚性球、刚性平板及三种不同截面积的刚性圆柱压缩下的变形形貌及屈服极限、弹性模量等力学性能,分析了球壳受不同压头压缩时的变形规律。通过建立与实验对应的数值模型,对金属半球壳进行了压缩数值模拟,分析了其力学性能。研究表明：金属半球壳的屈服极限和弹性模量均与平面压头的截面积无关,屈曲应力则随刚性圆柱形压头截面积增大而增大,半球壳压缩吸能性能随压头面积减小而降低。