X射线衍射法测试高速列车车体铝合金残余应力

为了准确、无损、快速地检测高速列车铝合金的表面残余应力,采用等强杆拉伸试验方法,用X射线衍射法对测试结果进行标定,并用X射线衍射法、盲孔法以及有限元法对测得的车体铝合金焊接接头残余应力进行了对比.结果表明:等强杆拉伸试验标定过程中,在10～70 MPa范围内,随着拉伸载荷的增加,X射线法测得的应力与载荷应力具有一致性,可采用X射线衍射法对车体关键部位应力状态进行测试分析,X射线衍射法残余应力的数值略大于理论计算值和电测法计算值;车顶铝合金焊接接头最大残余应力可达146.3 MPa;X射线衍射法与等强杆标定方法、盲孔法、有限元计算模拟方法的残余应力结果保持了较好的一致性.     

含初始缺陷混凝土的拉伸试验研究

在相同配合比下的混凝土试件中加入4种不同含量的引气剂,用来模拟混凝土试件的初始缺陷程度,并在WAW-E2000万能试验机上进行混凝土试件的轴向拉伸试验,测出了混凝土在拉伸试验过程中的应力-应变全曲线,研究了不同含量的引气剂对混凝土的抗拉强度、变形特性与损伤特性的影响.试验结果表明:随着引气剂含量的增大,混凝土的应力-应变曲线逐渐变平缓,混凝土内的初始损伤程度相应增加,且抗拉强度随之降低,而峰值应变基本保持不变.     

耐候钢09CuPCrNi拉伸变形行为与组织变化的研究

本文采用标准拉伸试验、光学金相和透射电镜研究了09CuPCrNi 热轧耐候钢的室温拉伸变形行为和组织变化结果表明,由于应力诱发马氏体相变发生及铁素体的加工硬化,引起材料出现锯齿状不连续屈服,应力诱发马氏体岛沿晶界呈连续网状分布及晶界珠光体组织导致塑性降低,马氏体岛由位错板条马氏体组成,变形后铁素体内位错密度升高.     

5A06铝合金板材热态本构模型及韧性断裂准则

为了获取材料在不同条件下成形性能指标,对5A06铝合金板材进行了热态单向拉伸试验,结合热态单向拉伸试验和韧性断裂试验结果,提出了一种修正Misiolek模型;利用修正模型的外插性能预测颈缩后板材流变应力,应用径向基函数神经网络算法建立了Cockroft-Latham韧性断裂阈值预测模型,并对该模型进行了预测精度评估.结果表明,流变应力对温度及应变速率敏感,对比径向基函数网络模型预测误差小于10.6%.      

硅藻土改性对沥青路面低温性能的影响

为了确保硅藻土改性沥青混合料的低温抗裂性能,对3种不同的硅藻土改性沥青及沥青混合料进行一系列的室内试验研究,包括低温弯曲试验、直接拉伸试验、蠕变试验及应力松弛试验。结果表明：硅藻土改性沥青混合料能够显著改善低温抗裂性能,是一种值得推广应用的改性剂。     

基于分子动力学的硫酸钙晶须改性沥青拉伸黏附机理研究

基于分子动力学模拟方法,建立了硫酸钙晶须(calcium sulfate whisker,CSW)改性沥青模型,研究了温度、拉伸力对表面改性前后硫酸钙晶须与沥青界面拉伸应力-位移曲线的影响。探讨了硫酸钙晶须 沥青界面的拉伸破坏形式和黏附机理,提出了一种可用于宏观分析的内聚力模型。分析结果表明:表面改性硫酸钙晶须(modified calcium sulfate whisker,MCSW)-沥青体系的应力峰值大于CSW-沥青体系;温度越高,晶须与沥青的应力峰值越低;拉伸力较大时,晶须与沥青破坏模式以黏附破坏为主;拉伸力较小时,晶须与沥青体系主要表现为黏聚破坏,改性沥青的拉伸应力在达到界面拉伸应力峰值前保持良好的力学性能,且变形可逆;当拉伸应力达到应力峰值后,界面体系的损伤不可逆;说明沥青与MCSW的界面强度更高,即改性沥青的界面力学性能更加优异。     

基于旧水泥路面沥青加铺结构的应力吸收层路用性能

应力吸收层在抑制旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝的形成方面具有良好的效果。采用不同沥青结合料和矿料级配的应力吸收层混合料分别进行低温弯曲破坏试验,并利用3种沥青结合料与推荐级配的混合料分别进行拉伸与拉压疲劳试验,分析沥青结合料种类与矿料级配对应力吸收层材料低温抗裂性的影响以及沥青结合料对混合料抵抗拉伸变形与拉压疲劳性能的影响。试验结果表明：矿料级配与沥青结合料类型对其路用性能均有显著影响,可通过优化矿料级配和改善沥青结合料性能提高应力吸收层低温抗裂与抗疲劳性能,其中自主研发的高黏度SBS改性沥青Sampave与国外的STR ATA用高黏度SBS改性沥青结合料的应力吸收层混合料性能基本接近。     

膨胀剂与纤维增强混凝土抗裂性的研究

通过掺加钙镁膨胀剂和玄武岩纤维,采用单轴拉伸试验研究了混凝土的应力应变,探究了不同组分、掺量和水胶比对混凝土抗裂性的影响,确定了掺膨胀剂和纤维抗裂混凝土轴向拉伸应力-应变曲线数学表达式。研究表明：添加膨胀剂和玄武岩纤维可提高混凝土的抗拉强度和韧性,纤维和膨胀剂掺量为1%和7%,水胶比为0.42,混凝土抗裂性能较好,得到的本构方程与试验结果基本吻合,可为抗裂混凝土的研究和应用提供了理论依据。     

基于修正Neuber方程的沥青路面裂缝形成疲劳寿命预估方法

为预估沥青路面裂缝形成疲劳寿命, 根据局部应力-应变理论, 通过直接拉伸疲劳试验, 建立了沥青混合料的真实应力-应变循环曲线, 运用Neuber方程将名义应力、应变转换为局部应力、应变, 对循环曲线和Neuber方程进行修正, 以符合平面应变问题。通过等应变疲劳试验, 建立了沥青混合料的疲劳寿命方程, 提出了沥青路面裂缝形成寿命预估方法。根据应变疲劳寿命曲线可合理计算沥青混合料疲劳损伤, 由累积损伤可求得沥青路面裂缝形成疲劳寿命。     

人主动脉瓣和肺动脉瓣的生物力学研究

对人主、肺动脉瓣作单轴拉伸、应力松弛及破坏试验。结果：在生理范围内两者力学性质相似。从生物力学角度说明，为人同种肺动脉瓣作为主动脉瓣替换的合适选择物提供了实验依据。     

汽车焊接结构冲击拉伸强度分析

利用改进的霍普金森棒法对汽车用钢板的圆弧焊接接头试验片进行了静强度和冲击强度的拉伸试验,得到了三种不同材料试验片的应变率、应力波、冲击破坏变形和破坏速度并对试验结果进行了分析.试验结果为车体材料的选择提供了依据.     

汽车焊接结构冲击拉伸强度分析

利用改进的霍普金森棒法对汽车用钢板的圆弧焊接接头试验片进行了静强度和冲击强度的拉伸试验,得到了三种不同材料试验片的应变率、应力波、冲击破坏变形和破坏速度并对试验结果进行了分析.试验结果为车体材料的选择提供了依据.     

单面焊接接头的断裂特性研究

采用拉伸试验研究了１６Ｍｎ钢陶质衬垫手工单面焊接接头强度、塑性、应力－应变关系特性，同时使用扫描电镜、能谱分析仪观察了拉伸断口形貌，测定了夹杂物的成分，分布特征以及常温下接头的临界空穴扩张比Ｒｃ／Ｒｏ，讨论了Ｒｃ／Ｒｏ的分布规律和接头的断裂韧性。     

沥青路面冷再生混合料疲劳性能

通过劈裂拉伸和控制应力的方式对再生混合料的疲劳性能进行了室内试验研究, 总结了疲劳方程和疲劳曲线, 分析了温度对疲劳性能的影响, 并与相似试验条件下一般水泥稳定类材料的疲劳规律进行了比较。结果表明, 随温度降低再生混合料的疲劳阻抗提高了, 同时其疲劳寿命对应力水平的敏感程度也有所增强, 在高应力水平下其具有比一般水泥稳定类材料更为优越的疲劳性能。     

再生沥青混合料强度及疲劳性能试验研究

通过劈裂试验及间接拉伸试验分析质量分数为0、10%、20%、30%、40%和50%的再生沥青掺量对混合料的强度及疲劳性能的影响,同时采用不同应力比对再生沥青混合料进行间接拉伸试验研究混合料的疲劳特性。结果表明,随再生沥青质量分数增加,混合料的劈裂强度增大,且再生沥青质量分数40%时,是其劈裂强度的转折点,超过40%以后,混合料的劈裂强度降低,后期抵抗变形能力降低,即抗疲劳性能较差;随再生沥青质量分数增加,混合料的间随接拉伸强度逐渐增加,但是间接拉伸强度指数逐渐减小;经长期老化后,再生沥青混合料的间接拉伸强度较高,且受荷载破坏时对应的径向应变较小,试件的强度指数要比老化前的低。     

低温下沥青中柔性短纤维桥联应力计算模型

分析了柔性纤维增强脆性材料特点,建立了单根纤维从沥青中拔出时的受力模型。采用球面坐标系建立空间均匀分布短纤维桥联应力的计算模型,计算了沥青断裂时短纤维产生的桥联应力。采用大尺寸的纤维沥青试件进行低温拉伸断裂试验,实测短纤维的桥联应力。通过对桥联应力的计算值和实测值进行试算拟合,修正了计算模型中的参数。分析结果表明：桥联...     

基于间接拉伸试验模式的不同沥青混合料低温回弹模量研究

基于间接拉伸试验模式,研究了AC-13、OGFC-13、SFP(半柔性沥青路面材料)三种不同沥青混合料在动态荷载条件下应力水平和试验温度对低温回弹模量的影响,并与-10℃低温小梁弯曲试验进行对比分析.结果表明:随着温度降低,三种混合料的回弹模量均增大,其中OGFC-13增加最明显,表明其温度敏感性最强.最佳应力水平值AC-13应取0. 4、OGFC-13应取0. 5,SFP应取0. 3.同一温度条件下,回弹模量大小顺序为SFP AC-13 OGFC-13,与-10℃低温小梁弯曲试验得到的弯曲劲度模量大小规律一致.通过该研究为道路工程中用间接拉伸回弹模量试验评价沥青混合料低温性能时的参数选取提供一定的借鉴意义.     

AA5052/SPFC440异种金属自冲铆接数值模拟及试验研究

为了研究铝/钢异种金属的铆接性能,利用Deform-2D有限元软件建立半空心铆钉自冲铆接有限元模型,对铝/钢自冲铆接成形工艺过程及应力分布情况进行分析。对AA5052铝合金和SPFC440高强钢异种金属进行半空心铆钉自冲铆接试验,并对自冲铆接头进行拉伸试验和疲劳试验,分析自冲铆接头力学性能和接头失效形式。结果表明：铆钉头部和上板料接触良好,铆钉胫在下板料中向四周均匀顺滑扩展开,没有裂纹和弯曲;铆钉应力集中在铆钉胫上端,下板应力集中在铆钉脚与下板接触区域。模拟结果与试验值之间的相对误差均在13%以内,数值模拟可以较好的反映自冲铆接实践,满足工程设计精确度要求。自冲铆接头具有较好的静拉伸性能和疲劳性能。静拉伸载荷最大值可达7.6 kN。在拉伸载荷作用下,上板发生翘曲变形,铆钉从下板中拉脱。试验条件下疲劳极限约为2.3 kN。在疲劳加载过程中,铝板在微动磨损和拉应力的共同作用下发生疲劳破坏。     

桥墩复合材料防船撞装置新型连接试验研究

针对复合材料防撞装置易出现连接失效从而丧失防护性能,提出一种新型连接结构.首先确定连接结构在静力与冲击荷载下最不利受力状态;进而对组成结构的材料开展基本力学性能试验,并根据试验结果定义正交各向异性本构;分析连接结构最优构造参数;最后进行拉伸强度试验,验证数值计算结果的准确性并确定结构破坏方式与破坏荷载.研究结果表明:复合材料力学性能表现为各向异性,横向平均拉伸强度为332 MPa,拉伸模量为2.99 GPa,纵向平均拉伸强度为350 MPa,拉伸模量为3.32 GPa;在拉、压、剪静力与冲击作用下连接结构均表现为受拉最为不利,变形特点为插槽边齿板转角增大,插销有拨出趋势;插槽齿板根部宽度与插销齿板宽度比取0.8,插槽齿板内转角取6°～8°,连接性能最优;最优构造下单销连接抗拉能力为1 290 kN,最大应力为341 MPa;缩尺试验模型整体抗拉刚度为428.5 kN/m,拉伸破坏荷载有限元计算值为22.5 kN,试验值为22 kN,破坏方式为齿板根部撕裂,插销被拨出.     

基于VOF模型的集装箱液袋液晃分析及强度评估

基于VOF模型,对铁路集装箱液袋运输中液体的晃动问题进行研究。通过分析液袋强度,提出了一种撕裂强度评价方法。模拟运输过程中液体横向、纵向晃动,并基于单向数据流耦合对液袋进行强度分析。根据工程膜材各向异性的属性与反复拉张后的线弹性特性表现,提出基于双轴拉伸方法的PE膜材撕裂强度评价标准,并通过对拉伸试验的有限元仿真分析,确定拉伸过程中材料应力、应变的线性关系,从而验证撕裂强度评价方法的可行性。