碳纤维强度的统计特性及对复合材料线芯力学性能的影响

测试了国产T300级碳纤维的单丝和复丝拉伸强度,并用Weibull分布来描述碳纤维单丝平均拉伸强度。采用拉挤工艺制备出国产碳纤维复合线芯,测试了国产碳纤维复合线芯的弯曲强度和短梁剪切强度性能。结果表明:国产T300级碳纤维单丝拉伸强度性能达到东丽T300碳纤维水平,且分散性更小;复丝强度略低。国产T300级碳纤维集束性较差,在拉挤抽纱过程中,容易夹纱和起毛。在纤维体积含量基本相同情况下,国产T300级碳纤维复合线芯力学性能与东丽T700碳纤维复合线芯力学性能相差不大。     

拉伸-剪切耦合层合板优化设计及其应用

针对标准铺层拉伸-剪切耦合层合板耦合效应弱的缺点,提出利用优化法的自由铺层拉伸-剪切耦合层合板的设计方法。推导了只具有拉伸-剪切耦合效应的层合板应满足的条件。优化得到了7~14层的自由铺层拉伸-剪切耦合对称层合板。对比分析了自由与标准铺层拉伸-剪切耦合层合板的屈曲强度与稳定性。采用自由铺层拉伸-剪切耦合层合板设计了拉伸-扭转耦合结构。研究表明:自由铺层的拉伸-剪切耦合层合板的屈曲强度以及稳定性要显著弱于标准铺层层合板,但具有更强的耦合效应;随着层数的增加,自由铺层的拉伸-剪切耦合层合板的最大耦合效应逐渐减小。     

岩石拉伸随机破坏的模拟计算

针对岩石中存在初始损伤,采用随机正态分布理论模拟杨氏模量及泊松比,在有限元计算的基础上,模拟岩石拉伸的随机破坏模式,拉伸蠕变曲线和损伤曲线,并与试验结果进行对比分析。     

拉伸载荷作用下基体表层激光离散预处理对铬镀层／45钢基开裂行为的影响

采用激光离散预处理钢基体再电镀铬层技术得到了一种新型复合结构，研究了这种新型复合结构在拉伸载荷作用下的开裂行为特征，并与无激光处理钢基体的试样在同样试验条件下的开裂特征进行了对比分析。结果表明：有激光离散预处理钢基体试样的承载能力要高于无激光预处理钢基体试样的承载能力，且有激光处理的试样开裂区域在两个激光带之间（无激光处理区），主裂纹呈现明显的周期性特征。本研究结果可归结为激光预处理钢基体不仅改善了基体表层的应力状态和力学性能，而且还改善了后续铬镀层的力学性能。     

岩石在单轴拉伸应力作用下的变形破坏特性

本研究,开发了单轴拉伸试验的伺服控制试验方法,分别对三城目安山岩、稻田花岗岩、河津凝灰岩、多胡砂岩、来待砂岩和田下凝灰岩６种岩石进行了单轴拉伸试验,成功地获得了岩石单轴拉伸试验的完全应力－应变曲线,并由此而发现单轴拉伸试验和单轴压缩试验应力－应变曲线的形状十分相似。     

高速电弧喷涂高碳钢涂层内聚结合强度的评价

热喷涂涂层的内聚结合强度是评价涂层综合性能的重要影响因素之一,但目前尚缺少评价涂层内聚结合强度的试验研究.针对这一问题,提出基于纯涂层的拉伸试验测量方法:首先采用优化的自动化高速电弧喷涂工艺制备了厚度达8 mm的82B高碳钢厚涂层,使用线切割和磨削方法制备出板状纯涂层拉伸试样,通过测量涂层的拉伸力计算涂层内聚结合强度,同时结合应力-应变曲线和断口形貌特征深入分析涂层的结合机理和断裂行为.结果发现:高碳钢涂层的平均内聚结合强度高达130.9 MPa,远远高于涂层/基体界面拉伸结合强度值,且涂层的拉伸断裂表现为典型的脆性断裂特征.     

开孔复合材料层合板的拉伸强度和失效模式分析

为研究纤维编织工艺、铺层角度和孔径大小对开孔复合材料层合板拉伸强度和失效模式的影响规律,选用正交平纹玻纤层合板（WFL）和单向玻纤层合板（UFL）制作0°和45°铺层开孔拉伸试件,随后进行了试验研究;采用 Abaqus 建立基于二维 Hashion 失效准则的渐进损伤仿真模型,并对试验结果进行了对比,分析了试件的损伤机理。研究结果表明：层合板强度随开孔增大而减小,并且这种变化率随孔径增大而增大,45°铺层的层合板的变化率小于0°铺层,WFL 小于 UFL;WFL 的破坏以纤维断裂为主,裂纹垂直于纤维方向,UFL 以基体开裂为主,裂纹沿纤维方向,孔径则对破坏模式无明显影响;0°铺层 WFL 的破坏是由纤维拉伸失效导致,45°的则由纤维拉伸失效和基体拉伸剪切失效共同导致,0°铺层 UFL 由基体压缩失效导致,45°的则由基体拉伸剪切失效导致;拉伸强度的仿真与试验结果最大误差为14．1％,由此验证了仿真计算方法的有效性。     

梁在拉伸力和弯曲力矩联合作用下的动态塑性断裂

本文采用刚塑性分析方法,研究了韧性材料带裂纹有限长梁在轴向拉伸力和弯曲力矩联合作用下的全塑性断裂过程,其外加轴向拉伸力和弯曲力矩为准静态加载,并在梁的断裂过程中保持不变,为定常载荷。在外力作用下,梁的断裂截面首先进入塑性变形,当裂纹尖端张开位移 CTOD 达到其材料临界值时,裂纹将启裂扩展。本文考虑了应变率对断裂过程的影响,给出了梁在断裂过程中其裂纹扩展长度,裂纹扩展速度以及断裂截面上的轴向抗力和弯曲抗力随时间的变化规律,并比较了在不同轴向拉伸力作用下梁的动态塑性断裂过程的变化,说明了轴向作用力对梁的断裂过程的影响。     

给定降质约束下一类DCT域图像水印算法的拉伸系数估计

数字水印是数字作品版权保护的重要技术手段。与噪声污染类似,数字水印的嵌入必然会损失原作品的质量。数字图像的质量直接关系其商业价值,在给定降质约束下自适应地调节嵌入深度是符合产业化标准的数字水印关键技术之一。根据DCT交流系数的拉普拉斯分布模型,推导了DCT域典型水印算法中拉伸系数与信噪比和峰值信噪比之间的理论关系。依据该理论关系,得到了在给定降质约束下一类典型图像水印算法的拉伸系数估计方法,实验结果表明该估计方法具有较高的精度。     

梁的蠕变脆性各向同性弯曲损伤模型

本文在梁的纯弯曲损伤基本假设条件下,导出了弯曲损伤的基本方程,与Ｋａｃｈａｎｏｖ的材料刚度劣化（受载横截面积减小）定义拉伸损伤变量类似,以梁的弯曲刚度劣化（惯性矩减小）定义弯曲损伤变量,从而建立了与Ｋａｃｈａｎｏｖ拉伸损伤模型相类似的梁的各向同性弯曲损伤模型。最后,以受蠕变纯弯曲梁为实例进行了损伤分析,在一次近似条件下,该弯曲损伤模型的材料常数可由Ｋａｃｈａｎｏｖ拉伸损伤模型的材料常数确定,且所得计算结果与Ｋａｃｈａｎｏｖ拉伸损伤模型所得结果比较吻和,表明该弯曲损伤模型是合理适用的。     

消声瓦的老化程度判断方法研究

针对消声瓦的老化程度评价问题,研究了消声瓦的硬度随老化时间的变化规律以及消声瓦在实验室加速老化过程中的硬度与拉伸性能的关联性,得到了其硬度随老化时间变化的数学关系式,并提出了消声瓦的老化程度判断方法。研究结果表明:在常温(25℃)下,消声瓦的硬度(H)与老化时间(t)的关系为H=72 exp(5.89×10~(-3)t~(0.356));老化后的消声瓦的拉伸强度和断裂伸长率与硬度呈线性关系;可通过测量邵尔A硬度推算消声瓦老化过程中断裂伸长率和拉伸强度的保留值,评价其老化程度。     

18CrNi4A钢静载拉伸时磁记忆检测试验

为了研究磁记忆信号和应力之间的关系,采用磁记忆方法检测单向静载拉伸后18CrNi4A钢板表面磁场强度法向分量Hp(y).结果表明18CrNi4A钢板在静载拉伸实验过程中,试件拉断前的Hp(y)检测曲线近似为斜直线,具有唯一的过零点.Hp(y)检测曲线斜率|k|随载荷的增加呈较为明显的规律性变化,有望通过|k|来推知同类试件所受的最大等效工作应力,为实现金属磁记忆技术对构件剩余寿命的预测奠定实验基础.     

爆炸复合接头剪切强度测试方法研究

参照正交各向异性层压复合板层间剪切强度的测试方法,提出了用于测试爆炸复合接头复合界面剪切强度的3种方法;并建立三维有限元模型,分别对3种测试方法进行模拟;最后分别对3种方法进行了测试试验.结果表明,3种试验方法均能有效测试爆炸复合接头的剪切强度,其中对称试件双切口拉伸法最适合实际应用.     

动态拉伸实验数据处理方法的改进及应用

通过对反射式霍普金森拉杆实验技术进行分析,发现加载杆和承压环之间配合不够紧密时,在加载波到达承压环处可能出现影响实验结果的干扰信号。为了修正实验测试结果,编写了带有修正功能的实验数据处理程序对实验数据进行修正处理。利用带修正功能的数据处理程序对一种铝合金的动态拉伸实验结果处理,结果表明,新的数据处理程序得到的结果是合理的。     

超声深滚对高强铝合金超声波焊缝组织与性能的影响

采用超声深滚工艺处理了2A12铝合金、2A11铝合金的超声波焊缝,通过扫描电镜和透射电镜观察、纳米硬度测试、残余应力测试、有限元应力分析和拉伸试验等方法,研究了焊缝处理前后的组织结构和力学性能.结果表明:超声深滚处理可以去除焊缝表面的超声波焊接压痕,降低焊缝表面的应力集中.超声深滚处理后,结合界面的焊接残余应力由处理前焊接状态的56 MPa转变为处理后的-44 MPa.此外,超声深滚处理产生的塑性变形使结合界面发生进一步的动态回复,形成较为均匀的层状亚晶组织.超声深滚处理后,超声波焊缝的平均结合拉伸力提高了约36％.     

FeAlCrNbB金属间化合物复合涂层的制备与表征

研究开发了一种FeAlCrNbB新型喷涂粉芯丝材,并结合自动化高速电弧喷涂工艺制备了该材料的复合涂层,分析了涂层的常规力学性能、组织结构和油润滑条件下的滑动摩擦磨损性能,并和常规FeAl涂层进行了对比。结果显示:FeAlCrNbB涂层具有相对较高的显微硬度和拉伸结合强度、低的孔隙率,组织致密,形成了由Fe-Al金属间化合物相、氧化物以及少量非晶和纳米晶组成的复合结构,由于这种复合结构的材料特征,使涂层具备较好的耐磨损性能。     

2A12铝合金焊接接头超声冲击处理前后拉伸性能分析

为克服铝合金薄板焊接接头强度偏低、韧性不足的缺点,用ER5356焊丝对不同厚度的2A12铝合金板材进行了手工氩弧焊接,并采用超声冲击处理对焊接接头进行全覆盖强化处理。采用金相显微镜观察了处理和未处理焊接接头的显微组织结构,对接头的力学性能进行了测试分析,分析了超声冲击处理改善2A12铝合金焊接接头力学性能的机理。结果表明：铝合金焊接接头经超声冲击强化处理后,6 mm和4 mm厚板材对接接头的抗拉强度分别提高了17.4%和23.7%,延伸率分别提高了28%和44%,焊缝表层组织得到明显细化。分析认为：晶粒大幅细化、组织致密化和缺陷减少,是超声冲击处理改善铝合金焊接接头抗拉伸性能的主要原因。     

环氧树脂/CTBN/无机颗粒高分子合金修补剂材料的制备与性能分析

通过端羧基丁腈液态橡胶(Carboxyl Terminated Butadiene Acrylonitrile,CTBN)协同纳米Al2O3、SiO2颗粒与微米MoS2颗粒共混改性环氧树脂,制备了双组分的耐磨高分子合金修补剂材料。采用拉伸、摩擦磨损等试验及SEM等方法测试和分析了该高分子合金修补剂的拉伸强度、显微硬度等基本性能及摩擦学性能,并对其耐磨减摩机理进行了分析。结果表明:该材料的拉伸强度为42.3MPa,拉伸剪切强度为13.8MPa,显微硬度为231.1MPa,摩擦因数为0.17,耐磨性比LY12铝合金提高了50%。     

纳米SiO_2增韧改性环氧乙烯基酯树脂的性能研究

为了对环氧乙烯基酯树脂(EVER)进行增韧改性,采用KH570硅烷偶联剂对纳米SiO2进行表面处理,考察了纳米SiO2表面改性及其质量分数对EVER力学性能的影响。经过偶联剂处理的纳米SiO2复合材料在树脂基体中具备更好的分散性和相容性,力学性能明显优于纯EVER材料和未经偶联剂处理的复合材料。纳米SiO2质量分数为3%时,纳米SiO2复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度分别比纯EVER材料提高了42.10%,43.38%和91.91%;纳米SiO2质量分数为4%时,纳米SiO2复合材料的拉伸模量比纯EVER材料提高了34.57%。通过观察冲击断面的SEM照片,分析了纳米SiO2增韧改性的作用机理。结果表明:纳米SiO2增韧改性的关键在于诱发基体产生银纹,使其对裂纹扩展起到钝化、阻碍的作用。     

碎石桩复合地基有限元分析

应用有限元对碎石桩复合地基进行了数值模拟,求取了碎石桩复合地基的极限荷载,分析了复合地基的受力状况,探讨了碎石桩的鼓胀破坏过程及规律.数值分析结果表明增量加载有限元法是分析碎石桩地基的一种很有效的手段,它在获得极限载荷的同时,能够详尽地阐述碎石桩复合地基的受力状况及碎石桩的鼓胀特性.