MDF弹性模量、泊松比和剪切模量静态测试方法探讨

提出了一种静态测试MDF泊松比μ和弹性模量E的新方法,即悬臂板静态弯曲法。首先,阐述了悬臂板静态弯曲法测试MDF泊松比和弹性模量的原理。根据MDF悬臂板受集中力作用下静态弯曲应力、应变分析,确定了静态测试MDF泊松比的十字应变片粘贴位置。为说明悬臂板静态弯曲法测试MDF弹性模量和泊松比的正确性,采用轴向拉伸法、四点弯曲法进行MDF的弹性模量和泊松比值的验证试验。最后,针对MDF为各向同性材料特点,通过方板静态扭转试验测得的剪切模量G,验证悬臂板静态弯曲法测试弹性模量和泊松比的正确性。结果表明:悬臂板静态弯曲法中,用于测试泊松比的应变片粘贴位置由板内横向应力σ_y=0的位置所确定;悬臂板静态弯曲法和轴向拉伸法测试的MDF的泊松比和弹性模量吻合得相当好,悬臂板静态弯曲法测试泊松比和弹性模量的正确性得到轴向拉伸试验的验证;悬臂板静态弯曲法测试MDF弹性模量E、泊松比μ的正确性还得到方板静态扭转试验的验证,即根据悬臂板静态弯曲法测试得到MDF的弹性模量和泊松比,并按G=E/2(1+μ)推算剪切模量G是可行的。      

薄板木质材料剪切模量的动态检测

为实现薄板木质材料剪切模量的快捷检测,提出了一种悬臂梁自由振动的方法——悬振法,即通过测量试件在悬臂自由振动时的第一阶固有频率和衰减振动波形的对数减幅系数,来检测材料的剪切模量。利用自行研制的薄板类木质材料力学性能快速测量仪,对4种材质、6种规格的薄板木质材料试件进行了检测试验,且将测得的剪切模量与试件的弯曲弹性模量进行了相关性分析。结果表明:悬振法测得的剪切模量与材料弯曲弹性模量间存在非常显著的线性相关关系。      

苎麻茎秆的力学性能研究

对成熟苎麻茎秆进行横观各向同性假设,参照塑料拉伸、压缩和金属扭转试验以及夹层结构弯曲性能试验的要求和标准,分别对苎麻茎秆、木质部进行拉伸、压缩、弯曲和扭转试验,对韧皮层进行拉伸、压缩试验,测定苎麻茎秆的基本力学参数。结果表明:苎麻茎秆拉伸弹性模量为1 013.19 MPa,压缩弹性模量为14.63 MPa,剪切模量为87.15 MPa,同性面泊松比为0.38,异性面泊松比小于0.016 6;木质部拉伸弹性模量为1 021.85 MPa,压缩弹性模量为16.99 MPa,剪切模量为99.05 MPa,同性面泊松比为0.33,异性面泊松比小于0.020 5;韧皮纤维层拉伸弹性模量为2 004.18 MPa,压缩弹性模量为4.01 MPa,剪切模量为38.76 MPa,同性面泊松比为0.58,异性面泊松比小于0.001 9。     

三阶中立型微分方程的振动准则

研究一类三阶中立型微分方程 [a(t)(y″(t))γ]′ f(t,x(t),x(σ(t)),x′(t),x′(σ(t)),x″(t),x″(σ(t)))=0 t≥t0 的振动性,其中 y(t)=x(t) Σn i=1 pi(t)x(τi(t)) 给出了该类方程振动的充分条件,丰富了已有结果.     

白桦材12个弹性常数的研究

该文结合木材的正交各向异性特征论述了木材的柔度系数与其工程弹性常数的关系 ,并采用电测法测试了白桦木材的 1 2个弹性常数 .试验结果表明 ,木材作为多孔性材料 ,粘贴应变片时 ,涂胶量不能过多或过少 .涂胶量过多则胶层太厚影响应变片性能 ;过少则粘贴不牢 ,不能准确传递应变 .木材作为正交各向异性材料 ,弹性常数间存在一定的相互联系 ,满足马克斯韦尔定理 ,该试验测定的试验数据基本满足这些联系 .从数据结果的检测来看 ,白桦弹性常数的测量是准确可靠的 ,证明电测法这一测试手段可行 .就剪切弹性模量的测试结果看 ,抗弯弹性模量的倒数与高和跨度之比的平方的线性回归相关系数较高 ,均大于 0 95 .这说明应用三点弯曲试验方法测试的剪切弹性模量值是可靠的     

薄型刨花板的动静态弹性模量检测

传统的薄型刨花板弹性模量测定方法都是对试件进行3点或4点静态弯曲变形试验,测定过程复杂,消耗时间长,并且对试件造成破坏.利用自行研制开发的基于悬臂自由振动和悬臂弯曲原理的薄板类木质材料力学快速测量仪,对3种规格的薄型刨花板的动态弹性模量和静态弯曲弹性模量进行检测,并对测量结果进行相关性分析,同时利用3点弯曲法测量了相同试件的3点弯曲弹性模量加以对比验证.结果表明:悬臂振动动态弹性模量均值大于悬臂弯曲静态弹性模量,且两者之间总体相关系数达到0.98,在0.01水平上呈显著相关;悬臂振动动态弹性模量与3点弯曲弹性模量间的总体相关系数达到0.75,在0.01水平土呈显著相关,说明可以利用薄板类木质材料力学快速测量仪快速测量薄型刨花板的弹性模量.     

钢-混凝土组合脊骨梁极限承载力试验研究

通过全过程加载试验和空间有限元分析,探讨了带波形钢腹板悬臂挑梁的组合脊骨梁在单调荷载作用下的受力全过程、破坏模式、变形特征、抗弯承载力和极限状态,并确定其主要受力的特征值;根据试验现象、荷载-位移(应变)关系、混凝土板剪力滞效应的分析,总结出组合脊骨梁正、负弯矩截面在材料屈服前、后的受力特点和变形特征;在此基础上推导出组合脊骨梁的抗弯承载力计算公式,公式计算结果与试验结果吻合较好.     

超声冲击处理对不同材料的应力应变影响的有限元模拟

采用有限元的方法建立了不同材料力学性能的超声冲击处理模型。根据Johnson理论得出的冲击动力学公式,找到影响应力应变的关键参数:弹性模量、泊松比以及静态屈服强度。分别讨论了弹性模量、泊松比以及静态屈服强度对超声冲击处理后材料应力应变的影响,旨在探讨超声冲击处理对不同力学性能材料的应力应变强化程度。结果表明:材料的弹性模量、泊松比以及静态屈服强度都会影响超声冲击处理的应力应变;材料的弹性模量越大,其冲击处平行于材料表面方向应力和等效塑性应变都会显著增大;材料的泊松比越大,x方向应力和等效塑性应变都会增加,但泊松比对等效塑性应变影响大于x方向应力的影响;随着静态屈服强度的增大,冲击处的x方向应力显著增大,等效塑性应变值显著降低。     

成熟期油菜角果角裂极限应力的试验测定

利用微机控制万能材料试验机、扭转试验机、静态数字应变仪等测定油菜品种油利6号、早熟420、湘杂油1613成熟期角果切变模量及角裂极限应力。将油菜角果简化为各向同性线弹性材料,通过拉伸试验测定角果的弹性模量、泊松比,得到其切变模量;通过角果的扭转结合电测应变试验,测量出角裂时的2个主应变,利用平面应变理论得到角裂时的极限切应变,分析计算得到角果角裂极限切应力。结果表明:成熟期油菜角果含水率8%~10%,成熟度95%~98%油利6号角果切变模量约为116 MPa,角裂极限应力为0.180 MPa;早熟420、湘杂油1613切变模量分别为137 MPa和142 MPa,角裂极限应力分别为0.213 MPa和0.221 MPa。     

薄板类木质材料弹性模量的动态测定

传统的材料弹性模量测定方法都是对材料试件进行静态变形试验,测定过程复杂、消耗时间长。本文以快速测量薄板类木质材料弹性模量为目标,探讨了一种基于悬臂梁自由振动原理的动态无损快速测定方法,研制出1台测量装置样机。首先用垂直悬臂夹持薄板木质材料试件上端,然后对其自由端施加1个初始变形,使其自由振动起来。采集试件振动信号,分析计算出振动的第一阶固有频率和振幅对数减缩,进而计算出试件的动态性能。测定效果表明:测量装置样机达到了研发目的,能快速测量试件的动态弹性模量。     

鹅蛋壳弹性模量与泊松比试验研究

为提供一种更加符合蛋壳结构力学特性的测试蛋壳弹性模量的方法,以鹅蛋壳为研究对象,对鹅蛋进行轴向压缩试验,获取赤道部位的经向、纬向应变与轴向载荷之间的关系;依据旋转壳无矩理论推导出蛋壳弹性模量和泊松比的表达式,并根据试验数据求取试验鹅蛋壳的弹性模量和泊松比。测得试验鹅蛋壳弹性模量的平均值为47.33GPa,方差为5.68;泊松比平均值为0.411,方差为0.064。本研究所述测试方法更加符合蛋壳结构力学特性,可以为蛋类的生产、运输、加工装置设计提供参考。     

落叶松生材12个弹性常数的试验研究

以含水率为95%的落叶松生材为研究对象,将纵向、弦向和径向定义为3个弹性对称主轴,将材料看作是正交各向异性体,分别采用电测法单向压缩试验和三点弯试验得到了材料的12个弹性常数。按美国试验与材料协会制定的试验标准（ASTM标准）进行加工制备,由压缩试验得到了材料3个主轴方向的弹性模量和RT面内的剪切模量,测定得到的弹性模量与泊松比基本满足Maxwell定理,说明通过电测法测定得到的数据可靠有效。通过三点弯试验得到了LT和LR面内的剪切模量,对试验数据线性回归分析知,高跨比的平方与抗弯弹性模量的倒数到的相关系数分别为0.99和0.94,说明数据的测定与计算合理有效。为应力波在落叶松活立木中传播的数值模拟研究提供模型参数。     

利用DRLab实验系统开发剪切模量G测定实验

为了充分利用现有教学设备和资源,强化学生实践动手能力,根据材料力学课程实验的要求,利用DRlab实验系统提供的DRVI虚拟仪器开发平台及其内嵌的VB SCRIPT编程语言,设计开发应变片测量剪切模量G实验系统,完成了静态测量实验。设计结果已用于教学实践,使用效果良好。     

公路水泥混凝土的粘弹性特征研究

为研究适用于公路路面的水泥混凝土材料粘弹性特征,通过室内制备道路水泥混凝土试件,采用控制位移法进行一次加载、循环加载试验,分别测试了C30水泥混凝土试件分别在0.1、0.3、0.5 mm·min~(-13)种加载速率下的σ-ε曲线。通过对3种加载速率下的σ-ε曲线变化规律并采用割线模量E_s表征水泥混凝土的粘弹性。研究结果表明:水泥混凝土试件σ≤0.8σ_(max)时,σ-ε曲线近似线性增长,该范围可认为是水泥混凝土的弹性工作阶段;当σ≥0.8σ_(max)时,试件出现出较大的粘性变形特征,当应力超出屈服应力后发生脆性破坏。加载速率的不同会影响σ-ε曲线的弹性模量E_c和最大破坏应力σ_(max);E_c随着加载速率的增大而减小,σ_(max)随着加载速率v的增大而增大。     

双王城水库坝基土动力学特征试验研究

在50 kpa、100 kpa、150 kpa、200 kpa四种固结压力下,分别对双王城水库坝基土原状土样进行了动三轴试验,得到了最大动剪切模量Gmax和GGdmax γd曲线以及λλmax γd曲线,可供岩土和其他水利工程的地震安全性评价工作参考和借鉴。     

小麦茎秆截面椭圆化影响因素研究

以郑麦9023为材料,在小麦灌浆期测试第2节间去鞘茎秆的弯曲强度,并对测试数据进行了回归分析;建立了小麦茎秆模型,利用力学理论分析了小麦茎秆截面椭圆化的影响因素。理论分析、试验测试结果一致表明,壁厚与外径比值越大,弹性模量越大,小麦茎秆截面越不易椭圆化。因此,提高茎秆节间的弹性模量,增大壁厚与外径比值,可以增强抗倒伏能力,避免小麦茎秆弯折倒伏。     

红枣含水率对其弹性模量的影响分析

红枣在自然干燥下的含水率下与其弹性模量有一定关系,以新疆阿克苏灰枣和骏枣为原材料,利用压力实验机和水分测定仪,研究在自然干燥下在不同含水率情况下压力值和弹性模量之间变化规律,建立含水率与弹性模量的数学模型,对灰枣和骏枣进行对比实验。实验结果表明：自然干燥下的红枣的含水率与弹性模量呈现出线性变化关系,即随干枣的含水率增大,弹性模量减少,不同品种的干枣在含水率相近的条件下,弹性模量不同,骏枣的弹性模量大于灰枣的弹性模量。