Cr2O3对尾矿氟金云母微晶玻璃电学性能和切削性能的影响

以金尾矿为主要原料,采用传统熔融法制备尾矿氟金云母微晶玻璃。利用DSC、XRD、SEM等检测手段,对尾矿氟金云母微晶玻璃的组织结构、电学性能、加工性能进行研究。实验结果表明:以Cr_2O_3为晶核剂,650℃核化2 h,860℃晶化3 h,可制备主晶相为KMg_3(Si_3AlO_(10))F_2的氟金云母微晶玻璃。随着Cr_2O_3含量增加,其晶体交错程度增大,径厚比达73。常温下,尾矿微晶玻璃体积电阻率达10~(12)Ω·m,而温度达到600℃时,尾矿微晶玻璃体积电阻率为10~6Ω·m;常温100 kHz时,尾矿微晶玻璃的介电常数为8.79～9.64,介电损耗为10~(-3)。随着Cr_2O_3含量增加,材料硬度逐渐下降后达到稳定,材料切削性能先增强,之后趋于稳定,基于材料硬度计算所得的切削性大于0.032。     

云母微晶玻璃的裂纹愈合研究

通过热处理对云母微晶玻璃预制裂纹的愈合进行了初步的探索与研究,分析认为其愈合过程可分为裂面内凹与裂尖钝化、裂腔分节与球化和球化孔洞的缩小愈合三个部分.在与外界无物质交换的条件下,材料内部裂纹与损伤的愈合靠内部物质迁移及结构变化完成.该系列微晶玻璃的裂纹愈合主要受愈合温度的影响.     

强冲击载荷下混凝土动态本构关系

利用一级轻气炮对混凝土靶板进行冲击压缩试验,测量出不同冲击速度下的压力-时间信号曲线。采用拉氏分析方法对实验数据进行分析,得到了流场中各力学量沿时-空的分布规律,从而得到混凝土材料应力-应变试验曲线。在试验研究及拉氏分析的基础上,分析混凝土材料在强冲击载荷下的动态本构特性。最后,结合损伤率型演化和粘弹性理论,建立了混凝土材料的损伤型粘弹性本构方程。数值拟合表明理论预示与试验吻合良好。     

含初始损伤的水泥砂浆材料的动态本构关系研究

建立了含初始损伤的水泥砂浆试件的两种动态损伤演化模型及本构模型 ,然后通过霍普金森压杆对水泥砂浆试件进行了冲击压缩试验。结果表明 ,正交异性损伤演化模型更适合描述实际介质的损伤 ,从而建立了水泥砂浆材料的正交异性动态本构方程。     

含初始损伤的水泥砂浆材料的动态本构关系研究

建立了含初始损伤的水泥砂浆试件的两种动态损伤演化模型及本构模型 ,然后通过霍普金森压杆对水泥砂浆试件进行了冲击压缩试验。结果表明 ,正交异性损伤演化模型更适合描述实际介质的损伤 ,从而建立了水泥砂浆材料的正交异性动态本构方程。     

基于纳米压痕技术的本构关系反演分析进展

介绍了应力应变反演分析的几种分析方法,包括Dao-Suresh法、极限分析法以及Zhao-Chen法。针对各种方法的力学理论进行论述,并给出每种方法的优缺点和适用范围。介绍了本构关系反演分析中的唯一性问题,尤其侧重于介绍Liu和Chen的研究工作。对本构关系反演分析的不足进行了阐述,并对发展趋势做出了展望。     

钨基复合材料的微观本构研究

钨基复合材料微观特性与宏观性能的差别一直大家研究的焦点,本文为了弄清钨基复合材料微宏观的关系,通过纳米压痕实验测出材料的微观硬度与模量,再根据宏观实验的结果推算出材料的微观本构,以此本构代入计算模拟纳米压痕实验,以验证本构的正确性。通过计算与实验的比较,证明了微观本构的正确。为今后找寻宏观力学行为与微观结构的关系奠定了基础。     

杨木静动态压缩本构模型研究

目的 以杨木为研究对象,研究其静动态压缩载荷作用下应力-应变曲线的变化特征,建立适合的本构模型,并对其进行描述。方法 对杨木试件进行静动态压缩加载试验,分析静动态压缩载荷作用下杨木应力-应变曲线的变化特征,构建适用于静动态压缩载荷作用下杨木的本构模型。结果 静态压缩加载杨木的应力-应变曲线分为线弹性阶段、屈服阶段和密实化阶段等3个部分,动态压缩加载杨木的应力-应变曲线分为线弹性阶段和屈服阶段等2个部分;静态压缩加载时,杨木轴向屈服应力最大,分别是径向和弦向的5.70倍和7.75倍;动态压缩加载时,当应变率从400 s-1增加到1000 s-1时,径向、弦向和轴向的屈服应力分别增加了1.51,1.59,3.12倍,杨木的屈服应力具有应变率敏感性;采用包含应变率影响的本构方程来描述杨木在静动态压缩载荷作用下的本构关系是比较合适的。结论 杨木是一种应变率敏感材料,静动态压缩载荷作用下杨木的应力-应变曲线均表现出多孔材料的特征,将多孔材料本构模型应用于木材是可行的。     

尼龙的压缩力学性能及本构模型研究

尼龙材料在用作齿轮、辊轴、航空器件等情况下需承受动态荷载,因此研究尼龙材料在静、动态荷载下的力学性能是有必要的。利用MTS810材料实验机和SHPB实验装置,开展尼龙(PA)的准静态压缩实验和动态压缩实验,通过实验获得尼龙材料的应力应变曲线。结果表明:尼龙材料在压缩时,随着应变率的增大屈服应力逐渐增大。与静态压缩相比,动态压缩软化效应减弱,而被随后而至的强化效应所取代,表明高应变率下应变软化和应变硬化存在竞争趋势。采用Cowper-Symonds过应力模型结合实验数据获得尼龙的材料参数并拟合理论曲线,其结果与实验结果的最大误差分别为2%,1%,7%,吻合较好。     

钨合金的冲击拉伸行为及其本构和断裂判据的表述

利用飞轮式Hopkinson拉杆实验技术对钨质量分数为93% 的钨合金在-50～100℃温度范围、应变率ε=102～10３s-1区间的动态拉伸性态进行了测试，提供了相应的σ-ε曲线和最大拉伸失效应变，并以此为依据建立了该合金动态拉伸行为的本构关系，提出了该合金受动载发生塑性失稳以致发生拉断的判据。利用断口分形分析理论，对试件拉伸断口微观特征所作的分析和对宏观力学性态实验所作的结论给予了有力的支持。     

天然气管道动态断裂参数与裂纹速度关系的研究

通过全尺寸试验的数据和小试件试验确定的材料动态断裂韧性,采用裂纹减速机制和节点力释放技术,利用有限元方法模拟了天然气管道动态断裂全过程,研究了天然气管道裂纹扩展速度与材料动态断裂参数之间的关系。     

定向断裂控制爆破爆生裂纹扩展机理的实验研究

采用新型数字激光动态焦散线实验系统,对缺陷介质双孔定向断裂控制爆破裂纹扩展的动态行为进行了研究。结果表明,预制斜裂纹阻断了爆生主裂纹的扩展,最终两条主裂纹分别与翼裂纹形成相互勾连的形状。爆生主裂纹尖端以张拉应力场为主,其断裂为近似I型断裂。当爆生主裂纹运动到预制裂纹附近时,主裂纹端部应力场与预制裂纹尖端奇异应力场相互叠加,在预制裂纹尖端形成较强的拉剪应力场,且受已有主裂纹面的影响,预制裂纹扩展表现为弯向主裂纹面的弯曲断裂。研究结果可为含节理岩体定向断裂控制爆破提供理论依据。     

SiC／Al复合材料断裂机制的声发射研究

用ＳｉＣ单纤维Ａｌ基模型复合材料使断裂源单一化，测定这些断裂源的声发射特征，成功地用声发射特征区分知识复合材料中的纤维断裂，纤维－Ａｌ基体间的界面断裂、基体断裂，结合金相观察，分析了这些断裂产生不同声发射特征的原因。     

PMMA断口形态及其破坏机理

本文通过对PMMA蠕变试件断口的SEM分析,把材料蠕变破坏过程中主裂纹的发展划分为三个阶段,提出了决定材料承载寿命的因素。     

中高应变率和不同温度下离子型中间膜的拉伸力学性能及本构关系

为系统研究中高应变率和不同温度下离子型中间膜的拉伸力学性能,进行了1 s-1～800 s-1和-40℃～60℃下的系列动态拉伸试验.基于试验结果,确定了离子型中间膜的关键力学参数,并着重分析了温度和应变率的影响:随着应变率的升高和温度的降低,离子型中间膜的初始弹性模量、屈服强度和抗拉强度均普遍提高,但极限应变有所降低....     

一种钢板材料动态拉伸本构方程确定以及试件尺度效应研究

采用数值模拟方法,优化设计了Hopkinson拉伸实验中,QP980CR钢的片状试件尺度。对所设计的试件,在MTS(810材料试验机)上进行了准静态拉伸试验,在Hopkinson拉杆装置上进行了不同应变率及不同温度的动态拉伸试验。由准静态及动态拉伸试验结果,确定了试件材料的J-C型动态拉伸本构方程。基于确定的试件动态拉伸本构方程,采用数值模拟方法,研究了Hopkinson拉伸试验中,试件的形状和尺度对测试结果的影响。     

钛-钢复合钢材力学性能及本构模型研究

为系统研究钛-钢复合钢材的力学性能,对2 mm~12 mm厚TA2+Q235B钛-钢复合钢材进行了系列试验研究,包括拉伸、剪切、粘结、弯曲、冲击韧性、硬度等试验,其中拉伸试件设计考虑了复合比的影响。基于试验结果,得到了该类钛-钢复合钢材的基本力学性能指标,并重点对其单调拉伸荷载下的力学性能进行了分析研究。试验结果表明：钛-钢复合钢材的应力-应变曲线特征及典型力学性能指标与复合比的大小直接相关;随着复合比的增大,屈服平台逐渐消失,弹性模量逐渐减小,屈服强度和断后伸长率逐渐升高,但抗拉强度的变化并不明显,这与钛TA2和Q235B低碳钢本身的力学性能有关。基于拉伸试验数据和有限元数值计算结果,提出了钛-钢复合钢材的力学指标计算方法,建立了其本构模型。此外,剪切和粘结试验得到的复合界面强度尽管较低,但对拉伸力学性能影响十分有限;同时,该类复合钢材的受弯和冲击性能良好,硬度结果呈现两侧高、中间界面层低的情况。研究结果可为钛-钢复合钢材在结构工程领域的研究和应用提供基础参考和材料本构模型,并有利于促进其工程应用。     

具有定向显微结构的高强云母微晶玻璃

对云母微晶玻璃进行热压变形处理,得到力学性能良好的新型云母微晶玻璃,其抗弯强度和断裂韧性可达３００ＭＰａ和２．８ＭＰａ·ｍ＾１／２,比传统云母微晶玻璃提高了２￣３倍,扫描电镜和Ｘ射线衍射的研究结果表明：云母晶体在微晶玻璃中发生定向排列,其晶面垂直于热压方向,微晶玻璃力学性能的提高来源于微晶玻璃的这种独特的显微结构。     

基于统计损伤理论的硫酸盐侵蚀混凝土本构模型研究

基于统计损伤理论及宏观试验现象,该文建立了考虑硫酸盐侵蚀影响的混凝土单轴、双轴压缩统计损伤本构模型。混凝土变形破坏被理解为细观断裂、屈服两种损伤模式的连续累积演化过程。硫酸盐侵蚀效应改变了混凝土微结构的组成成分和力学特征,进而改变了微裂纹萌生、扩展的形态以及损伤的累积演化过程,可通过改变断裂和屈服两种细观损伤机制演化过程的概率分布形态来模拟。分析结果表明：在硫酸盐侵蚀环境下,侵蚀程度的加深显著改变了混凝土细观损伤累积演化过程,最终导致混凝土宏观力学性能呈现先“强化”后“弱化”的现象。在此过程中,细观损伤演化过程呈现出明显地规律性,可由统计损伤模型中5个特征参数的变化规律表征。该文模型为复杂环境下侵蚀混凝土细观损伤过程预测和分析提供了新的方法和工具。