超低导热系数多层复合材料低气压环境隔热性能

本文以氧化锆纤维、碳纤维和石墨纸为主要原料，利用磷酸二氢铝作为粘结剂，采用真空抽滤和逐层铺设工艺制备成氧化锆纤维/碳纤维/石墨纸多层复合隔热材料。测试了制备材料的体积密度，抗压强度和导热系数，并通过XRD分析了制备材料的物相组成，SEM观察了制备材料的微观结构和低气压下隔热测试后的微观结构变化。采用低气压隔热性能测试装置测试了材料在低气压下的绝热性能。探究了低气压条件下对制备材料绝热性能的影响规律。材料的体积密度为 0.755 g/cm3，最大压缩应变量高达70%，1200℃的导热系数只有0.103W/(m•K)。在气压2 kPa、热面温度1200℃时，冷面温度仅为331.1℃。研究结果表明：低气压下制备材料的隔热性能有显著提高。     

再生骨料混凝土在剪力墙上应用的可行性试验研究

再生骨料混凝土应用在钢筋混凝土剪力墙上,不但要满足力学方面的性能要求,还要满足混凝土材料方面的耐久性能要求.本次试验从材料稳定性方面考虑,研究了再生骨料混凝土在约束条件下剪力墙上产生的干燥收缩裂缝,并利用混凝土表面应变片和内部应变片分别对约束条件下再生骨料混凝土剪力墙以及对比用普通混凝土剪力墙进行了干燥收缩应变测试.试验结果表明:混凝土的内部收缩应变明显小于外表面的收缩应变,并且随着再生粗细骨料置换率的增大,钢筋混凝土剪力墙上产生的微裂缝比普通混凝土剪力墙多.     

应变状态下徐冷玻璃态PVC老化现象研究

通过机械拉伸试验和差示扫描量热法(DSC)等手段对物理老化和应变老化的聚氯乙烯(PVC)试样进行研究。力学性能测试结果表明:应变状态下老化试样的屈服应力和弹性模量均大于物理老化试样的屈服应力和弹性模量,而断裂伸长率则相反。这说明PVC试样在应变状态下的老化导致材料脆性增加。DSC测试中,观察到应变状态下老化试样的吸热峰随着时间的增加表现在滞后于物理老化试样。这种现象可以解释为应变状态下老化试样形成了与物理老化试样不同的结构。     

剪切增稠胶流变性能及其抗冲击性能研究

介绍了剪切增稠胶(STG)的研制,在不同温度条件下制备STG来探究STG性能。采用流变仪测试STG性能,分析不同压力下的蠕变―回复曲线,表明随着施加压力的增加STG具有较大的蠕变量,卸载应变后STG应变随时间基本不变;对STG进行频率扫描得到材料在外界高频率条件刺激下其储能模量增大了将近4个数量级,材料表现出了典型的剪切变硬性能;对STG进行振幅扫描,得到材料的线性极限为3%,该应变为材料从线性到非线性转变的临界应变点,对于大多数样品来说,在应变幅值扫描范围内G'始终大于G″,表明STG在整个形变范围内呈现出固态特性;对STG进行落锤冲击测试,对其力学行为进行了探讨,结果表明随着冲击速度的增大,STG的能量吸收系数变大60%,说明STG具有较好的能量吸收特性及良好的抗冲击性能。     

几种PE树脂在高拉伸应变速率下的拉伸行为研究

研究了拉伸应变速率特别是高应变速率对三种聚乙烯(PE)树脂拉伸行为的影响,并比较了高应变速率下不同几何形状试样测试结果之间的差异。结果表明:当应变速率增加到100s~(-1)以上时,聚乙烯树脂呈现出脆性材料的性质,屈服强度的增加和断裂应变的下降均不显著;在相同应变速率下,不同几何尺寸的试样对屈服强度影响不大。     

熔融沉积PLA材料动态力学行为及本构模型研究

为分析低、高应变率下增材制造熔融沉积材料聚乳酸（PLA）的静、动态力学性能,利用万能材料试验机和分离式霍普金森压杆（SHPB）实验装置分别对3种打印速度（40、80、120 mm/s）的PLA材料进行加载应变率为0.000 5、1 000、1 500、2 000 s^-1的静、动态力学性能测试,并观测了试样表面微观形貌。结果表明,PLA材料的弹性模量、屈服应力随应变率的增加而显著增加;微观形貌分析发现,打印速度为80 mm/s的材料缺陷较少,相同应变率下,该打印速度材料的弹性模量和屈服应力明显高于40 mm/s和120 mm/s 2种打印速度材料;静态载荷下,PLA材料会出现明显的弹性和塑性阶段,且塑性段呈现出了应变软化现象;动态载荷下,PLA材料具有显著的黏弹性特征,选取朱-王-唐（ZWT）模型建立了材料的黏弹性本构,该本构模型拟合曲线与实验曲线吻合较好。     

粘弹性材料动态性能测试研究

试验研究通过粘弹性材料的滞回曲线测试其动态性能.结果表明,在低频情况下材料动态性能测试结果较好,高频下滞回曲线扭曲严重.加载杆质量、预应变、预循环次数和振幅等试验参数对测试结果也有影响,合理设置试验参数可尽量减小误差,得到可靠的数据。     

用三点弯曲法测量环氧树脂材料的断裂韧性

本文研究了用三点弯曲(3—PB)试样测试环氧树脂材料断裂韧性的方法。材料在平面应变条件下张开型断裂的临界应力场强度因子K_(IC)可以由实验直接测得,临界应变能释放速率G_(IC)可通过断裂力学给定的关系式由K_(IC)求得。该方法具有用料少、简便易得等优点,测试结果离散度较小。文章对3—PB法与其它方法的测试结果作了比较,并讨论了3—PB法测试K_(IC)的影响因素。     

三维正交机织物的冲击拉伸响应

本文利用MTS810．23材料测试系统和自行设计的分离式Hopkinson拉杆装置对三维正交机织物（3DOr-thogonalWovenFabric，3DOWF）进行测试，得到不同应变率（1×10-5s-1～2308s-1）下该织物的冲击拉伸响应。结果发现：3DOWF是应变率敏感材料，随着应变率提高，拉伸强度和失效应变均明显提高，且高应变率下应力一应变曲线具有双阶段韧性现象。研究表明：织物特殊结构效应引起应力波反射与透射差异，从而导致3DOWF双阶段韧性现象。     

聚异氰氨酸酯唑烷酮的高应变动态响应研究

通过基本力学性能测试和Kolsky杆(SHPB)方法,测试聚异氰氨酸脂唑烷酮(POZD)在高应变率下的非线性力学行为。结果表明,防爆新材料POZD应力应变关系能够较好地用Mooney-Rivlin模型来表示,该模型采用左柯西张量不变量表示的应变能函数来描述POZD材料的力学响应特性,以便对其防爆性能进行进一步设计和优化。     

复合材料电缆支架结构强度的有限元仿真计算

介绍了复合材料电缆支架的应用背景,基于使用现场的实际受力工况,利用ABAQUS分析软件,对复合材料电缆支架的经典三托臂结构进行了静态有限元仿真计算,并进行了各种工况下的实验室测试。3种不同受力状态下的应力应变计算结果和实验室测试结果表明,该结构设计能够满足在静态力作用下的材料强度要求。     

高应变速率下的应力-应变曲线获得方法研究

在通常的汽车碰撞CAE仿真分析中,需要用到应变速率从0.01~100s-1全应变速率下甚至更高应变速率下的应力-应变曲线。当测试速率达到1s-1甚至更高时,数据的获得就变得困难起来。通常有两种方法:采用方程拟合法;采用液压原理的高速拉伸试验机测试。结果表明,采用方程拟合的方法可以得到比测试得出的最高应变速率高出两个数量级的曲线及特征值;对于达到峰值应力后应力变化较小的曲线,方程拟合法准确性较好,对于达到峰值应力后应力降低或增加的材料,方程拟合法的准确度稍弱。     

玻纤/环氧三维编织复合材料动态压缩性能研究

本文利用SHPB(split Hopkinson pressure bar)装置对玻璃纤维/环氧三维编织复合材料在高应变率(4000s-1,5000s-1,6000s-1)下的动态压缩性质进行测试.试验结果表明,玻纤/环氧三维编织复合材料是应变率敏感材料.     

基于数字图像相关法的熔融沉积聚乳酸材料动态力学性能测试

为研究熔融沉积聚乳酸（PLA）材料动态的力学性能,利用分离式霍普金森压杆（SHPB）装置对PLA材料进行了加载应变率分别为880、1 230、1 650、2 230 s^-1的动态压缩实验,通过高帧率图像采集设备获得了不同应变率下PLA材料的变形图像,结合数字图像相关（DIC）法分析得到PLA试样表面沿加载方向的应变场,并对应变率进行了分析。结果表明,熔融沉积PLA材料在动态载荷作用下的变形过程存在弹性阶段、塑性阶段和卸载阶段;随着应变率的增加,PLA材料在塑性阶段出现了显著的塑性流动区域;PLA材料的压缩强度和最大应变均随应变率增大而增大;利用DIC法测得在整个动态冲击实验过程中,应变在试样中分布基本均匀,应变范围随应变率增大而增大,应变率在整个加载过程中基本保持恒定;DIC法测得的应变与SHPB实验基本一致,应变率误差均小于3 %,表明本研究使用的DIC法能够应用于SHPB实验。     

平纹机织玄武岩纤维/环氧树脂复合材料冲击拉伸行为

以常规机织工艺生产织物增强体,以真空辅助树脂转移模塑法(VARTM)制备成型复合材料,研究单层平纹玄武岩长丝增强环氧树脂复合材料在准静态和高应变率加载下的拉伸性能。准静态和高应变率拉伸试验分别在MTS-810.23试验仪和分离式霍普金森拉杆(SHTB)测试系统上完成。试验结果表明该材料的力学性能具有应变率依赖性:随着应变速率的增加,拉伸模量和拉伸强度单调增加,失效应变单调减小,弹性能先增加后减小。材料的失效破坏特征也呈现明显的应变率效应:准静态拉伸时,材料断口整齐,树脂的破碎少,几乎没有纤维的抽拔和经纬向纤维束间的滑移;高应变率拉伸时,材料断口参差错乱,树脂完全破碎,纤维束抽拔严重、相互崩裂和滑移,织物增强体结构的整体性破坏严重。     

炭黑填充天然橡胶和丁苯橡胶的应力软化对比

正天然橡胶(NR)和丁苯橡胶(SBR)是轮胎胶料用橡胶材料。NR和SBR之间除大分子存在差异外,两类材料的主要差别是NR在大应变下可以结晶。对应变诱导结晶已进行了广泛的研究,Huneau对此进行了全面评述。就对填充NR机械性能的影响而言,已知在高应变下,结晶会增加材料的硬度(称作材料硬化)、应变-应力曲线的     

回转体非金属材料托轮的受热分析

针对非金属托轮材料在使用过程中受热载破坏问题,设计了一种受压托轮材料优选方法,通过对选定材料进行力学性能测试得到制作托轮材料的压缩应力应变曲线、压缩弹性模量以及压缩弹性极限强度,利用有限元软件ANSYS模拟托轮在受压状态下的受力状况及塑性变形能量,利用ANSYS热分析,施加热载荷和边界条件,得到托轮在受压情况下的径向温度分布曲线和最大温度。     

蜂窝结构复合硅橡胶泡沫材料的制备与性能

采用同步硫化技术制备了蜂窝结构理面复合硅橡胶泡沫材料。对材料进行了ＳＥＭ照片分析,并测试了材料的拉伸和压缩应力－应变曲线。结果表明：蜂窝结构硅橡胶泡沫材料内部为大小不等但相互边通的开孔网络结构、泡沫与硅橡胶之间无明显界面;拉伸性能比开孔硅橡胶泡沫材料高得多;压缩性能与开孔硅橡胶泡沫相近。     

耐火材料高温弯曲应力-应变关系测试方法及影响因素

介绍了耐火材料弯曲应力-应变测试仪的基本构成以及对试验炉、加荷装置、变形量测量装置和计算机控制系统等各构件的要求;重点介绍了使用该仪器研究耐火材料应力-应变关系的方法以及影响测试结果的相关的因素。该方法可以用来研究耐火材料在高温下承受弯曲应力时的变形问题,确定耐火材料在各温度下的应力-应变关系,测试和判断耐火材料的弹性、塑性和粘滞流动的温度范围,并根据应力-应变关系计算耐火材料在不同温度下的弹性模量。     

基于SHPB的塑料动态压缩力学性能实验研究进展

从塑料类聚合物软材料目前力学性能研究现状及性能表征的不足,讨论了塑料类软材料在高应变率动态加载条件下霍普金森杆(SHPB)实验装置及实验用杆系的选取、应力应变信号的采集方式以及目前对塑料材料在高应变率加载条件下动态力学性能的实验研究,总结了SHPB高应变率动态实验时塑料材料的特性、提高实验数据精度的方式等方面。