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用U形切槽梁同时测定准脆性材料的拉伸强度和断裂韧度：实验分析

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应用基础与工程科学学报 2017年第1期25卷 89-101页

作者：罗林杨井瑞王启智重庆交通大学山区桥梁与隧道工程国家重点实验室培育基地重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074 四川大学土木工程及应用力学系四川成都610065

在U形切槽梁双参数测试法理论推导基础上,试验了21个大理岩U形切槽梁试样,用双参数法确定其拉伸强度和断裂韧度.为了保证测试结果的有效性,在断裂后的半截U形切槽梁上钻取了8个巴西圆盘试样和7个人字形切槽巴西圆盘试样,分别单独测试其... 详细信息

在U形切槽梁双参数测试法理论推导基础上,试验了21个大理岩U形切槽梁试样,用双参数法确定其拉伸强度和断裂韧度.为了保证测试结果的有效性,在断裂后的半截U形切槽梁上钻取了8个巴西圆盘试样和7个人字形切槽巴西圆盘试样,分别单独测试其拉伸强度和断裂韧度.不同方法测试结果比较表明:由U形切槽梁双参数测试法得到的拉伸强度和断裂韧度分别与用巴西圆盘试样测得的拉伸强度和用人字形切槽巴西圆盘试样测得的断裂韧度接近.用Gómez有关文献中PMMA材料的U形切槽梁实验数据进行分析,再次证实了U形切槽梁双参数测试法的有效性.

关键词：准脆性材料拉伸强度断裂韧度双参数测试法三点弯曲U形切槽梁

合金元素Cu对α-Al_2O_3体结构拉伸强度和断裂性能影响的第一性原理研究

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四川大学学报（工程科学版） 2017年第S1期49卷 207-212页

作者：魏灿尹德强杨刚刘剑杨屹四川大学制造科学与工程学院四川成都610065

随着粉末冶金技术的发展,金属粉末被广泛用于金属-氧化铝基陶瓷复合材料的制备,具有提高烧结活性、增强增韧的作用。为了从原子尺度研究金属元素对氧化铝陶瓷结构的力学性能影响,采用基于密度泛函理论的第一性原理计算手段,建立合金元... 详细信息

随着粉末冶金技术的发展,金属粉末被广泛用于金属-氧化铝基陶瓷复合材料的制备,具有提高烧结活性、增强增韧的作用。为了从原子尺度研究金属元素对氧化铝陶瓷结构的力学性能影响,采用基于密度泛函理论的第一性原理计算手段,建立合金元素Cu替代α-Al_2O_3中Al^(3+)的掺杂晶胞模型与纯净α-Al_2O_3晶胞模型,通过第一性原理计算模拟拉伸试验方法(FPCTT)研究二者的拉伸变形过程与断裂机制,该方法能够模拟晶胞沿单轴方向的理想拉伸变形过程。借助电荷密度分布图及差分图、Mulliken电荷布居分析等方法,从原子构型与电子结构方面研究合金元素Cu对陶瓷材料α-Al_2O_3的影响作用与机理。研究发现:纯净α-Al_2O_3晶胞在应变为0.18时达到理论拉伸强度(55.51 GPa),并且伴随着Al原子向邻近的O原子层弛豫,具有明显的屈服效应。在合金元素掺杂模型中,由于Cu与O较弱的键合作用,变形过程伴随着Cu—O键的衰弱断裂,杂质体系在应变为0.12时发生断裂,拉伸强度为40.33 GPa,其断裂方式为脆性断裂。结果表明:纯净的α-Al_2O_3结构单向拉伸变形过程伴随着较弱Al—O键的断裂且Al原子向O原子层弛豫,合金元素Cu进入基体结构后形成了键能更弱的Cu—O键,并在单向拉伸变形过程中率先断裂,导致体结构的断裂。说明合金元素Cu以原子替代方式进入α-Al_2O_3体结构中弱化了体结构的粘附性能,导致整体结构拉伸强度的降低。

关键词： Al2O3陶瓷第一性原理拉伸强度电子结构

液压致裂法在PBX炸药拉伸强度测试中的适用性

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含能材料 2020年第4期28卷 352-357页

作者：颜学坚唐维袁洪魏赵龙孙杰常双君中北大学环境与安全工程学院山西太原030051 中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999

为解决高聚物粘结炸药(Polymer Bonded Explosive,PBX)拉伸强度测试中哑铃直拉法(GJB772A-1997)测试效率不高以及巴西试验测试精度欠佳的问题,基于液压致裂原理自主搭建了测试平台,发展了拉伸强度液压致裂测试方法,实现了PBX炸药的拉伸... 详细信息

为解决高聚物粘结炸药(Polymer Bonded Explosive,PBX)拉伸强度测试中哑铃直拉法(GJB772A-1997)测试效率不高以及巴西试验测试精度欠佳的问题,基于液压致裂原理自主搭建了测试平台,发展了拉伸强度液压致裂测试方法,实现了PBX炸药的拉伸强度的准确测试。为验证该测试方法的有效性,以某PBX模拟材料哑铃试样为研究对象,在同一发试样中先后进行了标准直拉法和液压致裂法拉伸强度测试实验,并将测试结果进行对比。结果表明,液压致裂法测得的拉伸强度((9.49±0.24)MPa)与直拉法测得的拉伸强度((9.24±0.43)MPa)相对误差仅为2.70%,具有很好的测试精度。液压致裂法可在单发哑铃的残样上获得至少四个有效的拉伸强度数据,相较于直拉法具有测试用量少、测试效率高的特点,且测试稳定性良好,表明该测试方法兼具了哑铃直拉法的高精度和巴西试验的低用量高效率,同时可作为一种原位测试手段广泛运用于配方研制以及结构件不同位置的拉伸强度测试。

关键词：高聚物粘结炸药(PBX) 拉伸强度直拉法液压致裂法原位测试

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C/SiC拉伸强度与声发射演化的关联性

硅酸盐学报 2021年第4期49卷 666-672页

作者：张勇祯童小燕谭志勇姚磊江李斌西北工业大学无人机特种技术重点实验室西安710072 西北工业大学航空学院西安710072 空间物理重点实验室北京100076

对平纹编织C/SiC复合材料样品拉伸破坏过程的声发射进行监测,采用基于改进遗传算法的无监督聚类方法对声发射信号进行模式识别,统计分析各类声发射模式的特征及其演化过程,结合断口分析,研究了C/SiC复合材料的拉伸强度、损伤机制与声发... 详细信息

对平纹编织C/SiC复合材料样品拉伸破坏过程的声发射进行监测,采用基于改进遗传算法的无监督聚类方法对声发射信号进行模式识别,统计分析各类声发射模式的特征及其演化过程,结合断口分析,研究了C/SiC复合材料的拉伸强度、损伤机制与声发射信号演化之间的关系.结果表明:维断裂的声发射能量能够反映纤维/基体界面结合强度;低强度C/SiC材料中存在引起应力集中的基体富集区,在加载初期基体开裂事件占比超过50%;中强度C/SiC材料由于较强的界面,纤维损伤以单丝或部分纤维断裂事件为主;高强度C/SiC材料界面结合强度适中,纤维簇断裂是主要的失效模式.

关键词：声发射碳/碳化硅无监督聚类损伤拉伸强度

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复合材料层压板低速冲击行为及剩余拉伸强度

北京航空航天大学学报 2021年第6期47卷 1220-1232页

作者：管清宇冯剑飞夏品奇吴光辉南京航空航天大学航空学院南京210016 中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院复合材料中心上海201210 中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院试验验证中心上海201210 中国商用飞机有限责任公司上海201210

通过实验研究了复合材料层压板的低速冲击行为和剩余拉伸强度。首先,通过冲击实验研究了冲头类型和铺层形式对层压板冲击响应的影响,并通过凹坑深度、损伤投影面积、冲击力和冲击能量转化等对冲击损伤特性进行评估。其次,通过准静态拉... 详细信息

通过实验研究了复合材料层压板的低速冲击行为和剩余拉伸强度。首先,通过冲击实验研究了冲头类型和铺层形式对层压板冲击响应的影响,并通过凹坑深度、损伤投影面积、冲击力和冲击能量转化等对冲击损伤特性进行评估。其次,通过准静态拉伸实验调查了层压板的冲击后拉伸响应和剩余拉伸强度。最后,分析了冲头类型和铺层形式对层压板冲击行为和剩余拉伸强度的影响机理。结果表明:冲头类型对层压板冲击损伤的影响与冲击接触面投影面积和凹坑深度的函数关系密切相关;在较高的冲击能量下,条刃形冲头是造成损伤的关键冲击威胁,而立方角形冲头造成的损伤相对不严重;铺层形式对层压板的冲击损伤阻抗性能和拉伸断裂形貌有明显的影响。

关键词：复合材料层压板冲头形状冲击行为拉伸强度

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氢化石油树脂对流延聚丙烯薄膜性能的影响

塑料工业 2024年第2期52卷 141-144,164页

作者：林寿炜黑彦飞徐董卫益忠方晨张睿朱可夫·伊弗格尼于博士浙江金田高分子研究院有限公司浙江温州325000 温州金田塑业有限公司CPP事业部浙江温州325000 南京信息工程大学化学与材料学院江苏南京210044 德国罗斯托克大学罗斯托克18051

本文重点研究氢化石油树脂加入流延聚丙烯薄膜后,薄膜性能的变化和改善。不同含量的氢化石油树脂(C9)被加入聚丙烯薄膜,其质量分数控制在0~20%。研究表明,氢化石油树脂的质量分数达到20%,流延薄膜的水汽透过率下降41.3%。薄膜的纵横向... 详细信息

本文重点研究氢化石油树脂加入流延聚丙烯薄膜后,薄膜性能的变化和改善。不同含量的氢化石油树脂(C9)被加入聚丙烯薄膜,其质量分数控制在0~20%。研究表明,氢化石油树脂的质量分数达到20%,流延薄膜的水汽透过率下降41.3%。薄膜的纵横向拉伸强度与氢化石油树脂添加量之间影响不大,而纵向拉伸强度逐渐下降。氢化石油树脂加入,会大幅度减小雾度,但对透光率影响较小。随着氢化石油树脂的质量分数增加到20%,热封温度从172℃降低到166℃。

关键词：氢化石油树脂流延薄膜聚丙烯透水性拉伸强度透光率热封性

硅酮粉改性超高分子量聚乙烯及其熔体纺丝加工性能

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工程塑料应用 2024年第3期52卷 28-32页

作者：刘杰高阳秦升学张弘斌周海萍山东科技大学机械电子工程学院山东青岛266590

针对超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)熔体加工性能差的问题,应用硅酮粉,采用熔融共混方法对PE-UHMW进行改性,以提高其熔体加工时的流动性。通过扫描电子显微镜与能量色散谱(EDS)表征了硅酮粉在PE-UHMW中的分布,并采用熔体速率测试、旋转流变... 详细信息

针对超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)熔体加工性能差的问题,应用硅酮粉,采用熔融共混方法对PE-UHMW进行改性,以提高其熔体加工时的流动性。通过扫描电子显微镜与能量色散谱(EDS)表征了硅酮粉在PE-UHMW中的分布,并采用熔体速率测试、旋转流变测试,分析了硅酮粉含量对PE-UHMW熔体流动速率与流变性能的影响。对改性后的PE-UHMW采用熔体纺丝法制备了PE-UHMW单丝,并进行了拉伸强度测试。实验结果表明,随着硅酮粉的增加,其分散性逐渐变差,PE-UHMW熔体流动速率随硅酮粉含量先增加后降低,当硅酮粉质量分数达到4%,其熔体流动速率最高,复数黏度与储能模量最低,5%质量分数的硅酮粉在PE-UHMW基体中团聚较明显,改性后的PE-UHMW熔体流动性降低。熔体纺丝实验结果表明改性后的PE-UHMW可以通过普通单螺杆挤出机熔融挤出初生丝,经超倍热拉伸可以制备高强度单丝。当拉伸倍率为36时,质量分数3%的硅酮粉改性PE-UHMW单丝拉伸强度最高,可达1565MPa。因此综合考虑加工性能与单丝强度,采用质量分数3%的硅酮粉改性PE-UHMW较合适。

关键词：超高分子量聚乙烯硅酮粉熔融共混熔体纺丝拉伸强度

基体合金对连续SiC_f/Al复合材料显微组织及拉伸强度的影响

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中国有色金属学报 2015年第2期25卷 392-400页

作者：徐志锋徐燕杰余欢王振军周珍珍南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室南昌330063

选用的增强体为先驱体法制备的束丝SiC纤维(KD-Ⅱ型),采用真空气压浸渗法制备体积分数为40%、基体合金分别为ZL102、ZL114A及ZL205A合金的连续SiCf/Al复合材料,并用Na OH溶液萃取出SiC纤维,研究基体合金对连续SiCf/Al复合材料微观组织... 详细信息

选用的增强体为先驱体法制备的束丝SiC纤维(KD-Ⅱ型),采用真空气压浸渗法制备体积分数为40%、基体合金分别为ZL102、ZL114A及ZL205A合金的连续SiCf/Al复合材料,并用Na OH溶液萃取出SiC纤维,研究基体合金对连续SiCf/Al复合材料微观组织和拉伸强度的影响。结果表明:基体合金对连续SiCf/Al复合材料的微观组织及力学性能有显著地影响。其中,SiCf/ZL102复合材料纤维分散均匀和致密,SiCf/ZL114A复合材料存在少量的纤维团聚,而SiCf/ZL205A复合材料存在明显的偏聚和微孔缺陷;基体ZL102、ZL114A及ZL205A复合材料的平均拉伸强度分别为615.7、475.9和385.1 MPa,差别较大;同时,从基体ZL102、ZL114A及ZL205A的复合材料中萃取出SiC纤维的平均拉伸强度分别为原丝的50.94%、41.51%及25.09%;在浸渗过程中,纤维损伤和分布是导致不同基体复合材料力学性能差异的关键因素。

关键词：真空气压浸渗萃取纤维 SiC纤维拉伸强度

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玻纤增强尼龙6材料水煮后性能变化

工程塑料应用 2024年第1期52卷 128-131,145页

作者：陆龙威颜菲卢津强周立辉王晓东横店集团得邦工程塑料有限公司浙江东阳322118

玻纤增强尼龙6材料因其独特的材料特性在使用过程中会吸水,进而会引起性能和尺寸的变化,在实际的使用过程中材料性能是处于一个动态的变化过程的,会对产品造成应用功能的波动。为了更好地掌握此变化规律,进而在使用过程中进行控制,通过... 详细信息

玻纤增强尼龙6材料因其独特的材料特性在使用过程中会吸水,进而会引起性能和尺寸的变化,在实际的使用过程中材料性能是处于一个动态的变化过程的,会对产品造成应用功能的波动。为了更好地掌握此变化规律,进而在使用过程中进行控制,通过研究水煮时间对玻纤增强尼龙6材料吸水率的影响,分析不同吸水率下物理性能和尺寸的变化;再将煮水后的尼龙6复合材料放置在23℃±2℃,相对湿度为50%±5%的标准环境中对其吸水率的变化及物性性能的变化进行研究分析,得出变化规律曲线图。结果表明:玻纤增强尼龙6材料吸水速度和水温存在较大关系,水温越高吸水率越快,吸水后其拉伸强度、弯曲弹性模量等刚性指标下降,冲击强度指标则上升;在23℃±2℃,相对湿度为50%±5%的标准环境放置后随着时间的增加,复合材料的吸水率会趋向一个平衡值,拉伸强度、弯曲弹性模量、冲击强度等指标会有不同程度的变化;最终得出30%玻纤增强尼龙6材料的饱和吸水率在6.67%左右,平衡吸水率值在2.53%左右,在实际应用中可参考此值进行水处理。

关键词：玻纤增强尼龙6 吸水率水煮拉伸强度冲击强度