PVO建筑膜材拉伸异向性能研究

以PVC建筑膜材料的单轴向拉伸试验为研究基础,对偏离基材经向0、15、30、45、60、75°和90°七个面内方向的拉伸性能进行测试和分析。结果表明：膜材为典型的正交各向异性材料,其不同方向上的抗拉强度、断裂伸长率、初始模量和断裂功均有较大差异,且正交各向异性弹性理论对膜材的初始模量具有较好的预测。在膜结构的裁剪分析中,应尽量使0°或90°方向上的膜材处于主轴受力方向,避免15°和45°方向上受较大的力,以免其遭到破坏。     

PTFE膜材料的偏轴拉伸性能及破坏机理

为深入把握PTFE膜材料的率相关力学性能及破坏机理,对3种常见的PTFE膜材料进行了偏轴拉伸试验,主要考虑了0°、5°、15°、25°、35°、45°、55°、65°、75°、85°、90°等11个偏轴角度和10、25、50、100、200、500 mm/min等6种拉伸速率,分析了主要力学参数的变化规律,研究了不同拉伸速率下的膜材破坏模式及破坏机理.结果表明:不同拉伸速率下膜材主要力学参数的变化规律比较一致,表现出明显的各向异性;材料的抗拉强度与破坏模式密切相关,随着拉伸速率的增加,抗拉强度逐渐升高,且与拉伸速率的对数呈近似线性关系,这主要与材料应变能及编织结构有关;材料的破坏模式和断裂延伸率受拉伸速率的变化影响不明显.     

双轴向纬编结构玻纤聚丙烯层合板拉伸性能研究

采用以玻璃纤维纬平针为地组织、经纬向衬入玻纤/聚丙烯复合纱的双轴向纬编结构预型件,利用热压方法制备了5种不同铺层的复合材料层合板,即[0]4,[0/90]2,[-45/45]2,[0/-45/45/90]和[90]4,实验研究了层合板的拉伸性能,分析了拉伸方向衬纱的纤维体积含量对层合板轴向拉伸的初始模量和断裂强度的影响关系,并对材料的断裂形式进行了分析。实验表明,材料的轴向拉伸和非轴向拉伸的力学性能有较大差异,材料轴向拉伸的初始模量和断裂强度与纤维体积含量成正比,衬纱的引入提高了针织结构复合材料的力学性能。     

挤压态AZ31镁合金室温拉伸力学各向异性研究

基于三向取样拉伸实验研究了挤压态AZ31镁合金室温拉伸各向异性力学行为,从微观变形机制的角度分析了挤压态镁合金宏观拉伸各向异性产生的机理.结果表明,挤压态镁合金三向取样拉伸塑性变形初期,主导变形机制虽然都是基面滑移,但是基面滑移开启所对应的施密特(Schmid)因子不同,得到同样的分切应力所需要施加的宏观外界应力就会不同,最终导致了三向取样拉伸屈服强度各向异性;随着变形的深入,0°拉伸主导变形机制转变为柱面滑移,而45°和90°拉伸主导变形机制仍然是基面滑移,这就导致了后期变形过程中0°拉伸流变应力远高于45°和90°拉伸过程;总而言之,挤压态镁合金初始丝织构分布,决定了其沿不同方向拉伸变形时不同机制导致的相对变形量和变形抗力各不相同,引起了宏观拉伸力学性能的各向异性.     

不同取样方向钢板试件的声发射特性分析

从ST13冷轧钢板中分别沿0°方向、45°方向和90°方向截取标准拉伸试样进行拉伸试验。结合金属材料的力学性能,分析试件在拉伸过程中声发射参数的表征和特性,以及在拉伸过程中声发射特征参数的异同性。结果表明：声发射计数、幅值和能量能较好地表征试件的整个拉伸过程,并得出0°方向钢板试件强度高,伸长率大,断裂能量大,90°方向次之,45°方向强度低,伸长率小,断裂能量小。     

基于有限元模拟的碳纤维复合材料层合板拉伸失效机理分析

碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)具有高比强度、良好的耐腐蚀性,在汽车轻量化研究中受到很大重视。设计了三种不同铺层方式的碳纤维增强环氧树脂复合材料层合板(单向铺层([0°]₈),各向同性铺层([0₂/45₂/90₂/-45₂]_s),有取向铺层([0/45₂/90/-45₂/0₂]_s)),研究其拉伸破坏形式,并结合有限元模拟进行分析验证。结果表明,拉伸强度与模量主要取决于层合板中沿拉伸方向排列的纤维层数量占比,占比越高,拉伸强度与模量越大。不同角度铺层呈现不同破坏形式,断裂时0°层纤维与基体均发生破坏;±45°层与90°层断裂主要以基体开裂为主;层间结合较好的情况下,0°层和90°层会受到相邻±45°层的影响发生剪切破坏。有限元模拟结果与试验结果匹配度较高,为后续建立汽车零件级产品失效模式评估系统奠定了基础。     

可再现大型机械构件疲劳的3轴试验装置开发成功

日本日立公司开发了可再现大型机械结构件疲劳现象的3轴试验装置，可用于实现部件材料、尺寸，以及结构的最优化。该装置配备可在0°、45°、90°方向对试验片材加载负荷敛动器并将试验片材单侧固定的夹具，通过分别从3个方向向试验片材施加独立的负载，在试验片材上再现实际机械结构件运转时产生的复杂的受力情况。     

紫外线对建筑膜材料拉伸性能的影响

采用2因子二次通用旋转组合设计,以紫外线照射时间和强度为两个因子,对建筑膜材料进行紫外线照射,测试材料的拉伸性能,分别建立了膜材断裂强力和断裂伸长率的数学模型。结果表明:紫外线对建筑膜材料的断裂强力和断裂伸长率有显著的影响;通过红外光谱分析,涂层化学结构发生了变化。     

正交各向异性板复合型裂纹能量释放率分析法

将Palan iswamy能量释放率准则推广到各向异性材料,即认为裂纹沿着最大能量释放率的方向扩展.通过计算支裂纹尖端的应力强度因子得到主裂纹尖端的能量释放率,分析了正交各向异性板I-II复合型裂纹的断裂方向角与KⅠ/KⅡ之间的关系.计算结果表明:随着KⅠ/KⅡ增大,断裂方向角θ减小.当K/K大于7时,θ小于3°,基本上沿裂纹面扩展;当θ等于15°时,KⅠ/KⅡ等于0.894 9,KⅡ的影响已经超过KⅠ的影响;当θ大于35°时,KⅠ/KⅡ,这时基本上为Ⅱ型裂纹.     

直接剪切下页岩的各向异性破坏特征和强度预测模型

了解页岩剪切破坏特性对页岩气储层改造和井壁稳定性控制具有重要意义。然而,由于页岩本身的各向异性属性,页岩的剪切破坏行为复杂。本文对6种不同层理倾角（0°、30°、60°、90°、120°和150°）的立方体页岩进行了系统的直接剪切破坏测试,详细分析了在层理弱面影响下页岩的剪切应力–剪切位移、抗剪强度、剪切模量和破坏模式的各向异性特征。结果表明：页岩的剪切破坏表现为典型的非线性渐进破坏特征;页岩平均抗剪强度和剪切模量随层理倾角的增加均呈现“M”型变化趋势;在90°～180°的层理倾角区间,平均抗剪强度的极值差明显大于0°～90°区间,而剪切模量近似关于90°呈对称变化;当层理倾角从0°变化到180°时,页岩剪切各向异性行为呈现非对称演化规律。在层理倾角和直接剪切荷载作用下,页岩的破坏模式有3类：层理倾角为0°时,沿层理面剪切滑移破坏;层理倾角为30°、60°和90°时,表现为穿透层理和基质的剪切滑移破坏;其他倾角下呈现穿透层理和基质的剪切滑移与沿层理的拉伸劈裂相结合的复合破坏。基于试验结果和组构张量,构建了一个可考虑页岩本征各向异性和剪应力诱导各向异性影响的直接剪切破坏准则,其理论预测值...