改性聚四氟乙烯材料的力学性能实验研究

为了研究改性低密度聚四氟乙烯材料的力学性能,利用万能试验机进行了准静态拉伸和压缩试验,通过霍普金森杆实验研究其在冲击载荷作用下的动态力学特性.对不同长径比改性与非改性试样在不同载荷加载下的力学特性以及不同冲击速度下的动态响应特性进行了分析.结果表明,通过在聚四氟乙烯材料中添加铜粉可以提高其抗拉强度,改善伸长率,增强抗压缩强度;随应变率的增大,改性聚四氟乙烯的屈服强度得到提高.     

高强石墨材料的动态本构模型

利用分离式Hopkinson压杆试验装置对SMF-800高强石墨进行了冲击压缩试验,获得了不同应变速率(618,868,1 185s-1)下的应力-应变曲线;采用损伤型朱-王-唐粘弹性本构模型和一维弹脆性损伤本构模型分别对应力-应变曲线进行拟合,并对拟合结果进行了对比。结果表明:高强石墨材料的破坏应力和应变随着应变速率的增大而不断增大;损伤型朱-王-唐粘弹性本构模型比一维弹脆性本构模型更能有效描述高强石墨材料的动态力学性能,在应变速率为618,868,1 185s-1时,前者拟合曲线的相关指数分别为0.992 15,0.999 52,0.972 15。     

一种实用的近距离测速仪的研制

设计并研制了一种简单实用的近距离测速仪,可用于分离式霍普金逊压杆实验装置。该测速仪采用红外线脉冲发射、光电二极管探测器接收,来自冲锤反射的脉冲信息被接收并后转换电路传送给单片机,单片机记录下相应的时间信息,进而计算并显示冲锤在单次撞击后的末速度。设计了软硬件,介绍了测速仪的结构、工作原理、功能特点;构建了用于分离式霍普金逊压杆实验装置的测试系统,为实验提供了一种简单实用的测速仪器。     

GH2132高温高应变率下力学性能分析与Johnson-Cook本构模型的建立

对铁基高温合金GH2132进行了准静态压缩试验和分离式霍普金森压杆(SHPB)试验,获得了该材料在不同温度和应变率下的应力应变曲线,分析了其力学行为.GH2132在准静态压缩过程中出现加工硬化且没有明显的屈服阶段.在SHPB试验中,GH2132有明显的温度软化效应,当应变率在4000～8000 s-1之间时表现出应变率...     

SiCp/2024Al复合材料高应变率热变形行为的新本构模型#br#

通过分离式霍普金森压杆(SHPB)动态压缩试验研究了体积分数为45%的铝基碳化硅颗粒增强复合材料（SiCp/2024Al）在大应变率和变形温度范围内的热变形行为,分析了热变形参数（变形温度和应变率）对流动应力的影响。研究发现：变形温度和应变率对复合材料的流变应力、抗压强度、弹性模量、应变率敏感性有显著影响;抗压强度、弹性模量随变形温度的增大而减小,而抗压强度、弹性模量、应变率敏感性随应变率的增大出现了拐点。根据试验结果,结合热力学和统计损伤力学理论,建立了描述SiCp/2024Al复合材料动态热变形行为的连续损伤本构模型,预测的流动应力与试验结果吻合较好,表明所建立的模型能够准确地描述SiCp/2024Al复合材料动态热变形行为。     

TC4-DT钛合金材料动态力学性能及其本构模型

利用同步组装的高温分离式Hopkinson压杆试验装置,对TC4-DT钛合金材料分别进行了常温下不同应变率（930~9700s-1）和应变率为5000s-1时不同温度下（20~800℃）的动态力学性能测试,获得了各种冲击载荷下的应力-应变曲线。试验数据表明,TC4-DT材料具有应变率增塑效应且存在着临界应变率值,当应变率高于此值时应变率敏感性增强明显,此外随着材料加热温度的升高,软化效应减弱。利用试验所得的数据拟合了基于Power-Law和Johnson-Cook两种热-黏塑性本构方程且获得这两种动态本构模型参数,并将所得的两种拟合曲线与试验所得数据进行对比分析,结果表明两曲线吻合度都较好,此外还对这两种曲线的拟合精度进行对比,对比结果表明两种模型的拟合误差相差不大,但是Power-Law模型拟合精度要略优于Johnson-Cook模型的拟合精度。     

TC17钛合金在高温与高应变率下的动态压缩力学行为研究

采用微型分离式霍普金森压杆实验系统对TC17钛合金在高温、高应变率条件下的动态力学行为进行研究,测试材料的应力应变行为,分析实验温度、应变率和应变对其动态力学性能的影响规律。实验结果表明：当应变率为3000s-1时,TC17钛合金表现出明显的应变硬化效应,但在高温、高应变率条件下其应变硬化效应明显减弱;TC17钛合金具有应变率强化效应,但在温度升高过程中其应变率敏感性随着实验温度的升高而先减小后增大;实验温度对TC17钛合金的动态压缩力学行为的影响非常明显,温度敏感性因子随温度的升高大幅度增大。     

铜/铝复层板成形极限视觉测量方法及成形性能

基于数字图像相关法（DIC）与双目视觉技术,提出并实现了一种用于爆炸焊接制备的铜/铝复层板成形极限应变的视觉测量方法,利用有限元模拟结果对该方法进行验证。根据DIC方法获得的板料成形极限应变,分析热处理工艺及接触状态对铜/铝复层板成形极限的影响,使用扫描电子显微镜对界面与断口形貌进行观察分析。结果表明：DIC方法测得的铜/铝复层板失稳破裂时的最大主应变与有限元模拟结果的相对误差为0.1%,且应变值分布与有限元模拟吻合也较好;铝在内层时复层板成形极限大于铜在内层时的成形极限;经过退火处理的铜/铝复层板成形性能优于未退火时的性能;铜/铝复层板发生失稳断裂时,界面产生脱离。     

Dynamic deformation of hot temperature degraded POM and PP using a modified SHPB with pulse shaper technique

The conventional split Hopkinson pressure bar (C-SHPB) technique with a special experimental apparatus is used to obtain a dynamic deformation material behavior under a high strain rate loading condition. An experimental modification is introduced to reduce the non-equilibrium on the dynamic material response during a short test period for two polymeric materials. The proposed method uses aluminum pressure bars to achieve a closer impedance match between the pressure bars and the specimen materials such as hot temperature degraded POM (Poly Oxy Methylene) and PP (Poly Propylene) to obtain more distinguishable experimental signals. In addition, a pulse shaper technique is used for increasing the rise time of the incident pulse to ensure the dynamic stress equilibrium and the homogeneous deformation in the specimen under dynamic compression loading condition. The details on the dynamic stress equilibrium and the duration of uniform strain rate during the dynamic deformation of the specimen are experimentally investigated. The effects of degradation at a few different hot temperatures on the maximum compressive stresses are also experimentally studied under varying impulsive loading conditions.