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陶瓷球增强多孔铝复合材料压缩性能研究

工程力学 2024年

作者：孙伟境张先锋谈梦婷韩国庆刘慕皓南京理工大学机械工程学院

为了研究陶瓷球增强多孔铝复合材料的压缩性能，对2组不同陶瓷球含量的复合材料进行了准静态压缩试验，并基于非线性有限元软件ABAQUS建立了相应的数值模型。将有限元模拟结果与试验结果进行对比验证，并从陶瓷球粒径、体积分数和材料... 详细信息

为了研究陶瓷球增强多孔铝复合材料的压缩性能，对2组不同陶瓷球含量的复合材料进行了准静态压缩试验，并基于非线性有限元软件ABAQUS建立了相应的数值模型。将有限元模拟结果与试验结果进行对比验证，并从陶瓷球粒径、体积分数和材料性质三个方面深入研究了该复合材料的力学特性、破坏模式以及能量吸收能力。研究表明：复合材料内陶瓷球体积分数的提升能一定程度增强材料的线弹性阶段杨氏模量，而陶瓷粒径和材料类型对此影响不大。在塑性变形阶段，更大的陶瓷球体积分数和更小的陶瓷粒径有助于提高应力平台区的斜率；静态压缩下，复合材料较薄孔壁发生塑性变形，内部陶瓷球体接触导致应力集中，随着压缩进行球体与多孔铝基体界面脱粘，部分球体碎裂，裂纹沿材料孔壁薄弱区域扩展，导致材料变形失效；较小粒径的陶瓷球、一定程度提高陶瓷球的体积分数以及使用Al2O3作为增强相相较SiC可进一步提高复合材料的能量吸收能力。

关键词：复合材料陶瓷球增强多孔铝静态压缩数值模拟破坏模式吸能特性

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一种小动静比橡胶隔振器仿真与试验

噪声与振动控制 2024年第2期44卷 256-260页

作者：李杨黄修长苏智伟焦素娟郑智伟张啸涵上海交通大学振动冲击噪声研究所机械系统与振动全国重点实验室上海200240 上海船舶设备研究所船舶与海洋工程特种装备和动力系统国家工程研究中心上海200031 五邑大学智能制造学部广东江门529020

通过隔振器内部结构设计,在保证承载能力的同时降低橡胶隔振器的动态刚度。开展橡胶隔振器的静态变形、在给定静变形下的动态仿真分析,表明该隔振器在静态力-位移曲线上具有负斜率特性,对应隔振器内部结构的失稳变形;进行隔振器的静压... 详细信息

通过隔振器内部结构设计,在保证承载能力的同时降低橡胶隔振器的动态刚度。开展橡胶隔振器的静态变形、在给定静变形下的动态仿真分析,表明该隔振器在静态力-位移曲线上具有负斜率特性,对应隔振器内部结构的失稳变形;进行隔振器的静压试验、动态试验和隔振系统中的振动传递试验,结果表明,静态力-位移曲线试验结果呈现负斜率特性,在静态曲线上不同工作点处的固有频率呈现负斜率处最小的特性。

关键词：振动与波动静比橡胶隔振器静态压缩传递率

考虑尺寸效应的再生混凝土受压破坏细观模拟研究

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山东建筑大学学报 2024年第3期39卷 1-11页

作者：刘春阳秦继贺林玉瑛高英棋周光锴山东建筑大学土木工程学院山东济南250101 山东建筑大学建筑结构加固改造与地下空间工程教育部重点实验室山东济南250101

再生粗骨料取代率、粗骨料粒径及截面尺寸对再生混凝土单轴压缩破坏行为产生影响。文章采用细观尺度数值模拟方法,建立了再生混凝土二维细观模型,模拟分析了再生混凝土单轴压缩破坏的应力-应变曲线、损伤拓展以及破坏的全过程。结果表明... 详细信息

再生粗骨料取代率、粗骨料粒径及截面尺寸对再生混凝土单轴压缩破坏行为产生影响。文章采用细观尺度数值模拟方法,建立了再生混凝土二维细观模型,模拟分析了再生混凝土单轴压缩破坏的应力-应变曲线、损伤拓展以及破坏的全过程。结果表明:静态加载下,再生混凝土的损伤由内向外拓展,先出现在最薄弱的界面过渡区,再发展到砂浆基质;截面尺寸、粗骨料粒径和再生粗骨料取代率的改变会影响到再生混凝土的破坏模式和力学性能;再生混凝土存在明显的尺寸效应,不同截面尺寸下,再生粗骨料的粒径和取代率的增大都会在一定程度上削弱尺寸效应行为,而当再生粗骨料取代率为100%时,尺寸效应得到有效抑制。

关键词：再生混凝土细观模拟分析静态压缩骨料取代率尺寸效应

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开孔纸蜂窝芯层的面外静态压缩特性

应用力学学报 2023年第1期40卷 189-198页

作者：赵俊霞郭彦峰王振付云岗王慧能西安理工大学印刷包装与数字媒体学院西安710048 西安仁盛蜂窝制品有限公司西安710300

针对双层侧壁开孔的纸蜂窝芯层的面外静态压缩特性,通过试验分析无孔和开孔纸蜂窝芯层在面外压缩量为85%时的压缩变形过程,研究相对湿度和圆孔直径对其强度性能的影响。基于蜂窝结构的对称性,利用两种基本单元模型,将面外受载的蜂窝胞... 详细信息

针对双层侧壁开孔的纸蜂窝芯层的面外静态压缩特性,通过试验分析无孔和开孔纸蜂窝芯层在面外压缩量为85%时的压缩变形过程,研究相对湿度和圆孔直径对其强度性能的影响。基于蜂窝结构的对称性,利用两种基本单元模型,将面外受载的蜂窝胞壁视为无孔和开孔简支弹性薄板,推导出弹性屈曲临界应力和塑性屈曲平台应力的预测公式,结果表明理论计算与试验结果具有良好的一致性。结合纸基材的正交各向异性和纸蜂窝芯层的面外压缩特性,建立无孔、开孔纸蜂窝的有限元模型,仿真模拟蜂窝胞壁在弹性和塑性屈曲阶段的弯折变形演化过程,与静态压缩试验中所观察到的变形过程是一致的。

关键词：开孔纸蜂窝芯层静态压缩相对湿度临界应力平台应力

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径向复合钨合金杆的气体渗碳及力学性能

粉末冶金材料科学与工程 2024年

作者：李博王猛杨明川罗荣梅吴海龙杜忠华沈阳理工大学装备工程学院南京理工大学机械工程学院

利用气体渗碳法对一种径向复合钨合金杆进行表面热处理，在其表面获得一定厚度的渗碳层，采用扫描电镜、X射线衍射仪、纳米压痕仪以及室温静态压缩实验，研究渗碳温度和渗碳时间对合金的显微组织与力学性能的影响。结果表明：在1 150～1... 详细信息

利用气体渗碳法对一种径向复合钨合金杆进行表面热处理，在其表面获得一定厚度的渗碳层，采用扫描电镜、X射线衍射仪、纳米压痕仪以及室温静态压缩实验，研究渗碳温度和渗碳时间对合金的显微组织与力学性能的影响。结果表明：在1 150～1 250 ℃范围内，随渗碳温度升高和渗碳时间延长，渗碳层厚度明显增加，WC相充分形成。当渗碳温度为1 200 ℃，渗碳时间为3～5 h时，合金的渗碳层厚度可达到70.5～94.1 μm，其维氏硬度可达到599.6～1 128.6。渗碳后的复合钨合金杆在室温压缩过程中保持良好的压缩韧性，当渗碳层较厚时，外层材料W70Cu发生明显的剪切失效。

关键词：气体渗碳钨合金显微组织静态压缩剪切失效

三维反手性拉胀结构在静态压缩过程中的力学性能研究

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舰船科学技术 2023年第22期45卷 40-44页

作者：任保冲张振华海军工程大学舰船与海洋学院湖北武汉430033

针对三维反手性拉胀结构在静态压缩载荷作用下变形过程中所反映出的力学性能进行研究,使用3D打印机和FDM熔融沉积制造打印技术制作聚碳酸酯材料的结构模型。使用万能试验机对模型进行静态压缩并全时摄影,得到结构静态压缩的力位移曲线... 详细信息

针对三维反手性拉胀结构在静态压缩载荷作用下变形过程中所反映出的力学性能进行研究,使用3D打印机和FDM熔融沉积制造打印技术制作聚碳酸酯材料的结构模型。使用万能试验机对模型进行静态压缩并全时摄影,得到结构静态压缩的力位移曲线和变形过程。通过Abaqus仿真再现了模型的压缩变形过程,得到结构的应力应变场、位移变形场和变形模式。结果表明,该结构在压缩过程中泊松比数值范围为-0.45~-0.5,压缩强度为6.33 MPa,结构失效是由于中间板连接杆发生断裂破坏产生的,应力最大值出现在斜杆与面板的连接处。

关键词：三维反手性拉胀结构泊松比静态压缩力学性能

端面摩擦对高聚物粘接炸药(PBX)静态压缩强度的影响规律（英文）

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含能材料 2019年第5期27卷 404-409,I0005页

作者：孙文旭罗智恒李明刘彤黄亨建章定国南京理工大学理学院江苏南京210094 中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999 中国工程物理研究院研究生院四川绵阳621999 中物院成都科学技术发展中心四川成都610200

为研究不同端面摩擦条件下的高聚物粘接炸药(PBX炸药的准静态压缩响应行为,选取一种典型的浇注PBX炸药作为研究对象,在二硫化钼润滑、干摩擦、油脂润滑三种端面摩擦条件下进行了静态压缩试验。利用电子万能材料试验机测定了载荷?位移曲... 详细信息

为研究不同端面摩擦条件下的高聚物粘接炸药(PBX炸药的准静态压缩响应行为,选取一种典型的浇注PBX炸药作为研究对象,在二硫化钼润滑、干摩擦、油脂润滑三种端面摩擦条件下进行了静态压缩试验。利用电子万能材料试验机测定了载荷?位移曲线。基于各向同性弹性理论,运用能量守恒方法初步探讨了端面摩擦机理。结果表明,静态破坏应变与摩擦系数有很大关系;同一种摩擦条件下,具有粘弹特性、材料泊松比大、轴向应变大,小长径比的材料在静态压缩试验中有明显的端面摩擦效应。

关键词：高聚物粘接炸药(PBX) 端面摩擦效应静态压缩能量守恒方法

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考虑温度效应的泡沫铝静态压缩本构模型

哈尔滨工程大学学报 2013年第8期34卷 1000-1005页

作者：习会峰刘逸平汤立群刘泽佳穆建春杨宝华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 广东石油化工学院建筑工程学院广东茂名525000

为探讨泡沫铝在静态压缩时的温度效应，开展了-50℃～300℃范围内不同温度下的泡沫铝静态压缩实验，分析了泡沫铝在不同温度下的力学性能，测得不同温度下泡沫铝的单轴压缩应力应变关系。通过分析Liu和Subhash的六参数本构模型的特点，... 详细信息

为探讨泡沫铝在静态压缩时的温度效应，开展了-50℃～300℃范围内不同温度下的泡沫铝静态压缩实验，分析了泡沫铝在不同温度下的力学性能，测得不同温度下泡沫铝的单轴压缩应力应变关系。通过分析Liu和Subhash的六参数本构模型的特点，提出将其简化为五参数模型。并应用五参数模型对不同温度下的实验数据拟合，拟合效果很好。分析和确定了模型中五参数随温度变化的函数，并代入五参数模型，从而建立了考虑温度效应的泡沫铝静态压缩本构模型。对该理论模型进行外推，可以得到更高温度下的泡沫铝应力应变关系，揭示随着温度升高，泡沫铝屈服后依次存在“无密实”、“完全流动”和“软化”等不同的状态。

关键词：泡沫铝温度效应静态压缩本构模型

泡沫钢填充管的准静态压缩变形模式、力学性能及吸能特性

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材料导报 2021年第24期35卷 24158-24163页

作者：张光成郭超群闫治坤周芸左孝青昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093

本工作以430L不锈钢粉为原料,采用粉末冶金法制备泡沫钢,然后通过物理粘结法将泡沫钢芯与薄壁金属管结合,分别对空管和泡沫金属填充管进行准静态轴向压缩实验,并对比分析空管和填充管的压缩变形模式、力学性能和吸能性能。研究表明:在... 详细信息

本工作以430L不锈钢粉为原料,采用粉末冶金法制备泡沫钢,然后通过物理粘结法将泡沫钢芯与薄壁金属管结合,分别对空管和泡沫金属填充管进行准静态轴向压缩实验,并对比分析空管和填充管的压缩变形模式、力学性能和吸能性能。研究表明:在压缩变形过程中,空铝管和泡沫钢填充铝管均呈现轴对称变形模式,而空钢管呈现非轴对称变形模式,泡沫钢填充钢管呈现混合变形模式;泡沫钢填充铝管抗压强度约为56.09 MPa,比泡沫铝填充铝管高1.69倍;泡沫钢填充钢管抗压强度高达116.03 MPa,比泡沫铝填充钢管高1.05倍;当应变量为40%时,泡沫钢填充铝管单位体积能量吸收值为27.93 MJ/m^(3),是泡沫铝填充铝管吸能值的2.91倍,泡沫钢填充钢管单位体积能量吸收值为35.98 MJ/m^(3),是泡沫铝填充钢管吸能值的1.15倍;当泡沫钢填充铝管的壁厚由1 mm增大到2 mm时,泡沫钢填充管的平台应力值增大1.36倍;在应变量为40%时,单位体积能量吸收值增大1.26倍,同时泡沫钢填充管在压缩过程中的变形褶皱数随着壁厚的增加而减少。

关键词：泡沫钢薄壁管填充管静态压缩吸能值平台应力值