非接触式位移／应变视频测量仪在拉伸试验中的应用

运用IMETRUM公司生产的非接触式位移／应变视频测量仪在MTS810材料试验机上进行Q235钢静拉伸试验,可同时通过两种仪器分别得到应力一应变曲线。结果比对表明：两种仪器得到的应力——应变曲线基本重合,在弹性变形和屈服阶段不重合程度相对较大,在弹性变形阶段视频测量仪所得的应力——应变曲线相对于试验机的接触式引伸计所得的曲线较弯曲,反映了其测试精度略低于接触式引伸计。证实了IMETRUM位移／应变视频测量仪应用于金属材料静拉伸试验的可行性。     

泡沫镍力学性能的实验研究

本研究在室温下控制位移,先以5mm/min的位移速度对泡沫镍进行了单轴拉伸、压缩实验,然后在不同应变率情况下进行了一系列单轴拉伸实验,得到了相应的应力-应变曲线,讨论了材料的应变率相关性.结果表明在普通拉伸试验范围内(准静态),改变变形速度会影响应力-应变曲线,屈服应力、强度极限随变形速度增大而下降;单轴拉伸时,应力应变关系明显分为线弹性变形、塑性变形、线性硬化和破坏4个阶段;单轴压缩时,具备其他泡沫材料受压典型应力-应变曲线的3阶段特征,即明显的弹性变形段、屈服平台段和紧实段.     

矩形拉伸试样夹持位置对金属材料强度测试值的影响

通过X70管线钢板和S690QL高强钢板的室温拉伸试验,研究了矩形拉伸试样夹持位置对钢材强度测试值的影响。结果表明:在试验人员、试验机及引伸计、试样、试验方案、试验环境均相同的前提下,试样夹持在夹头的边缘与夹持在夹头的中间相比,测得的下屈服强度ReL、上屈服强度ReH和抗拉强度Rm几乎没有变化,但会造成试样的拉伸应力-应变曲线弹性变形阶段异常,从而影响对规定塑性延伸强度Rp0.2及规定总延伸强度Rt0.5的测试。     

TC11钛合金几种不同横梁位移速率下拉伸试验的K值关系分析

选取Φ5 mm的TC11钛合金圆棒拉伸试样,在3种不同型号的电子拉伸试验机上按照ISO 6892-1:2016中的方法A2选取不同的横梁位移速率进行室温拉伸试验,在试样上装夹引伸计,测量Fp0.2感兴趣点处和弹性阶段的80%Fp0.2处试样上的真实应变速率。通过比较试样平行长度上的名义应变速率与试样不同感兴趣点处的真实应变速率的比值K发现,相同试样和相同试验设备,采用不同的横梁位移速率的试验,对于相同感兴趣点,K值基本不随横梁位移速率的变化而变化,是近似恒定值。     

试样形状和循环加载对两种环氧树脂拉力试验的影响

本文介绍两种环氧树脂(其中一种含橡胶粒子)的循环加载试验。间歇卸载试验都在同一台Instron试验机上进行,十字头以恒速位移,其中装有一台可测断裂应变而无死区的均值引伸计。间歇卸载试验结果表明,试样的标距段以外部分的弹性对测得的应力——应变曲线有影响。     

引伸计的过去和现在

通过对过去机械式引伸计(包括杠杆式引伸计、镜式引伸计、蝶式引伸计和球铰式引伸计)的介绍,说明了在材料拉伸试验过程中,为了扣除偏心拉伸的弯曲变形对试验结果的影响,一般都需要在拉伸试样的两侧各安装一只引伸计进行同时测量.对现在经常使用的电子引伸计(包括单侧电子引伸计、平均值引伸计、双侧电子引伸计、视频引伸计和自动引伸计)也...     

引伸计对不同材料屈服强度测试值的影响

分别对有明显屈服和无明显屈服的材料进行室温、高温拉伸试验,对比了使用引伸计与未使用引伸计所测试的屈服强度的差异,同时结合力-变形曲线和力-位移曲线,探讨了使用引伸计和未使用引伸计测得的屈服强度不一致的原因。结果表明:室温拉伸实验时,对于无明显屈服的材料,装夹引伸计测得的屈服强度小于未装夹引伸计测得的;对于有明显屈服的材料,装夹引伸计与不装夹引伸计测得的屈服强度相差不大;高温拉伸实验时,无明显屈服的材料和有明显屈服的材料,在装夹引伸计时测得的屈服强度均小于不装夹引伸计时测得的。     

引伸计的选择与应用

介绍了引伸计的分类,以及在材料力学性能测试过程中,分别针对塑料材料试样和金属材料试样,应用引伸计精确测定相关材料在特征应变条件下所对应的应变数据的方法与注意事项.并根据引伸计的应用情况,分别从弹性变形范围的测试、弹塑性变形范围的测试和塑性变形范围的测试三个方面介绍了引伸计的选择依据.     

视频引伸计在金属板r值测定中的应用

塑性应变比(r值)是评价金属材料成形性能的重要指标之一,ISO 10113:2020标准规定:采用全自动方法测试时,应在试样平行长度部分至少均匀测试3处宽度.根据ISO 10113:2020标准的要求,采用视频引伸计同时测试了试样长度和宽度方向的实时应变.结果表明:视频引伸计采用非接触式测试,避免了与试样接触产生的人为...     

熔体发泡法泡沫铝的力学性能研究

对采用熔体发泡法制造的不同密度泡沫铝进行了准静态压缩试验、拉伸试验和弯曲试验。结果表明,泡沫铝的压缩特性曲线包括线弹性变形区、平台区和密实化区。试样的高宽比H/D明显影响压缩应力-应变曲线。当H/D较小时,平台应力曲线较平滑;当H/D较大时,平台应力曲线剧烈波动,呈显著的锯齿状。且在试样中间部位出现与加载轴线呈25°—45°的剪切带。拉伸和弯曲过程中,泡沫铝应力快速增加,当达到应力峰值即屈服点后急剧减小,在最终破断失效前,没有明显的屈服变形带。压缩坪应力Rpl、拉伸屈服应力RUTS和冷弯屈服应力Rf随密度的增加而增加。     

Practical strain extensometry for biaxial cruciform specimens—Part 1

Of a number of methods for testing materials under biaxial stress conditions, the cruciform specimen with tension/compression loading of the arms allows exploration of the whole in-plane failure envelope. This paper highlights the problems arising in the measuring, monitoring and control of strains in cruciform specimens subject to static and cyclic biaxial loading. Three extensometers are described which have been used respectively for testing high strain fatigue in steels, fatigue crack propagation in steels and fatigue and fracture of a glass reinforced polyester composite. Each extensometer uses a full bridge resistance strain gauge circuit; two are based on bending of a beam and the third on deformation of a thin ring. Examples are shown of stress/strain loops for equibiaxial and shear conditions from fatigue tests on a steel and g.r.p.     

应变率对T300/Al(L2)复合丝拉伸性能的影响

利用MTS810试验机和自行研制的冲击拉伸试验装置对T300／Al复合丝实施了不同应变率下的拉伸试验,获得了材料从0．001s^-1到1300s^-1应变率范围内完整的应力应变曲线。结果表明：T300／Al是一种应变率敏感复合材料,随着应变率的提高,材料的拉伸强度、失稳应变均相应提高,具有明显的应变率强化效应和动态韧性现象,这主要是由铝基体的应变率强化效应和应变率历史效应引起的。根据材料在不同应变率下的试验结果以及对其不同变形阶段机理的分析,提出了弹塑性复合丝束模型,并由此建立了相应的应变率相关的一维统计损伤本构方程,模型拟合结果与试验结果一致。     

Interpreting strain bursts and size effects in micropillars using gradient plasticity

Size effects and strain bursts that are observed in compression experiments of single crystalline micropillars are interpreted using a gradient plasticity model that can capture the process of sequential slip and heterogeneous yielding of thin material layers. According to in situ experiments during compression sub-grains and significant strain gradients develop, while deformation occurs through slip layers in the gauge region. In the multilayer strain gradient model, the higher order stress is discontinuous across the interface between a plastic layer and an elastic layer, but it becomes continuous across the interface between two plastic layers. Strain bursts occur when two neighboring layers yield. Based on this hypothesis the experimental stress-strain curves with strain bursts observed in micropillars can be fitted by properly selecting the number of layers that yield and the ratio of the internal length over the specimen size; the modulus and the yield stress are obtained from the experimental curves while the hardening modulus evolves during deformation based on the dislocation mechanisms.     

钢纤维混凝土动态抗拉强度的实验研究

基于线弹性和一维应力波假定,采用Φ75mmSHPB对钢纤维体积率Vf分别为0、0.75%和1.50%的三种混凝土材料进行了一维杆层裂实验,考虑了应力波在混凝土材料内传播时的波形弥散效应和应力幅值衰减,通过计算应变片记录的应力信号确定了材料的动态抗拉强度。结果表明,钢纤维混凝土的动态抗拉强度受应变率和钢纤维体积率的影响,本文为测试脆性材料的动态抗拉强度提供了一种有效方法。基于微观扫描技术,对钢纤维增强机理进行了分析。     

不同初始静载混凝土轴向拉伸试验研究

为研究混凝土材料的动态性能,利用MTS-810NEW液压伺服试验机对尺寸为100 mm×100 mm×510 mm棱柱体混凝土材料试样进行了初始静态荷载为0~20 k N的动态轴向拉伸试验,研究了混凝土材料经历不同初始静态荷载后的动态拉伸破坏特征、应力应变关系和动态抗拉强度。结果表明:荷载值由静态过渡到动态荷载时,混凝土材料的动弹性模量发生较大变化,且随着初始静态荷载值的增加,混凝土材料动弹性模量有增大趋势;混凝土材料动态应力应变关系曲线中,峰值应力所对应的应变值与初始静态荷载值无关;随着初始静态荷载的增加,混凝土材料动态拉伸破坏断面面积逐渐增大,且粗骨料被拉断的数目随着初始静态荷载的增加而先增加,后趋于平稳;随着初始预加静态荷载值的增加,混凝土材料的动态轴向拉伸强度先增加,然后趋于稳定。     

干涉对复合材料层合板连接系统的极限挤压强度影响

本文对复合材料层合板单面螺纹抽钉紧固件干涉配合连接结构和高锁螺栓间隙配合连接结构的静挤压强度进行了试验研究.分别考虑了不同干涉量配合和间隙配合对紧固件连接结构极限挤压强度的影响.在静拉伸试验中,采用了卡口引伸计来实时监测孔的变形量.根据ASTM D 5961挤压试验方法标准,得到极限挤压强度及偏移量为2%的2%偏移挤压...     

考虑应变梯度效应的三点弯梁模型解析研究--第二部分:局部化带的位移及转角

基于梯度塑性理论,分析了应变软化及真实裂纹扩展阶段的局部化带的张拉位移和转角。在弹性阶段,可以由弹性理论来确定二者的关系。真实裂纹出现后,利用平衡条件、几何条件及梯度以来的应变软化本构关系,得到了真实裂纹长度与局部化带长度的关系。当真实裂纹刚出现时,局部化带长度达到最大值。在任何阶段,局部化带到中性轴的距离单调降低,局部化带的张拉位移和转角受梁深、带宽、弹模及下降模量等的影响。弹模及下降模量越大,带宽越小,则局部化带的张拉位移和转角都增加。而且,在前两个阶段,张拉位移都线性增加,但在后两个阶段,转角都非线性增加。     

The Experimental Study of the Strain-Rate Dependence of a Unidirectional Reinforced Gr/Al Metal Matrix Composite

Loading and loading-unloading tests of a unidirectional reinforced Gr/Al metal matrix composite have been carried out using a self-designed tensile impact apparatus, and quasi-static tensile tests have been performed on the Shimadzu-5000 testing apparatus. The stress/strain curves of composites have been obtained in strain rate range from 0. 0005 s^{– 1} to 1300 s^–1. The experimental results show that complete stress/strain curves of the material can be divided into two parts: the nonlinear elastic brittle deformation and residual deformation. The tests results also clearly indicate that the Gr/Al composite is a rate-sensitive material; namely the strength, failure strain and residual strength of composite all depend on strain rate. Statistical analysis and models were used to obtain the mechanical parameters for composites and their relationship with strain rate from experimental results. The simulated stress/strain curves from the model are in good agreement with the test data. The theoretical model and test results show that the shape parameter and the scale parameter ₀ are both independent of strain rate. The constituent, Gr fibers in Gr/Al composites, can be regarded as a rate-insensitive material, and the strain rate effect of Gr/Al composites is mainly caused by the Al alloy matrix.     

循环荷载作用对CFRP筋力学性能的影响

应用于桥梁工程的碳纤维增强复合材料（CFRP）筋通常受循环荷载作用,导致其力学性能的退化,这将影响桥梁结构的受力。为了考察循环荷载作用对CFRP筋力学性能的影响,首先利用静载试验对CFRP筋的初始力学性能进行了检测,然后结合静载试验结果并利用疲劳试验考察了各阶段循环荷载作用对CFRP筋弹性模量、松弛及抗拉强度的影响。研究结果表明,极限拉力作用下CFRP筋的弹性模量较初始状态高约5%,对于CFRP筋构件的变形对结构内力有较大影响的结构,在设计阶段建议适当地考虑CFRP材料的非线性问题;桥梁工程中,经200万次正常使用设计循环荷载作用的CFRP筋,其弹性模量和松弛性能较初始状态未发生明显退化,经应力幅为4.3%的极限抗拉强度的循环荷载作用后,CFRP筋的抗拉强度提高了1.2%,但应力幅提高至7%的极限抗拉强度时,其抗拉强度与初始状态相比无明显变化。