玻璃钢油管力学及耐温性能试验研究

为了测定玻璃钢油管的静态、动态力学性能和耐温性能,通过室温和井温条件下的拉伸试验得到了玻璃钢油管在室温和井温下的极限抗拉强度和轴向弹性模量,通过测定应力循环失效次数进行了油管螺纹疲劳试验.结果表明,酸酐类玻璃钢油管比芳香胺类玻璃钢油管在强度方面更适合井下采油管柱螺纹失效与应力幅的大小有关,交变应力越大,油管螺纹越容易失效;在同样的交变应力下,井下高温环境比常温下螺纹更容易失效.通过井下耐温试验得到了玻璃化转变温度Tg、树脂流失量和强度保留率随使用温度变化的关系,得出了酸酐类、芳香胺类玻璃钢油管在井下长期服役的最高温度.试验结果对玻璃钢油管的现场应用具有较好的指导意义.     

蓖麻籽冷榨塑性模型试验研究

通过密闭容器单轴压榨试验,明确了蓖麻籽散粒体压榨过程中塑性阶段的应力-应变关系,建立了蓖麻籽散粒体单轴压榨塑性本构模型,确定了幂次强化模型参数,并将试验结果和单轴压榨塑性本构模型计算结果进行了比较.综合对比结果表明,基于Doraivelu屈服准则的蓖麻籽散粒体等效应力-应变模型验证了压榨过程中的幂次强化规律,在塑性阶段,相同大小加载力条件下,等效应变与单轴加载时轴向应变最大相对误差为8.3%,平均相对误差为5.41%.     

面向采摘机械手的蒜薹力学特性试验研究

为确定蒜薹的机械化采摘参数,以收获期蒜薹为对象,进行不同部位蒜薹的拉伸和压缩试验,以及整根蒜薹的拉伸试验。结果表明:拉伸初期,拉应力与应变近似线性增长,表现出弹性材料的特征;当应变增大到一定值时,拉应力随着应变缓慢增大,表现出弹塑性材料的特征。从顶部到根部,蒜薹的最大拉应力单调递减,最大压力总体呈现减小的趋势,蒜薹的弹性性能逐渐减弱,相同压力下的压缩变形量依次减小。当拉伸速度为20mm/min时,90%的蒜薹在根部断裂,此时最大拉应力为(1.2±0.1)MPa,最大应变为0.15±0.04。采摘机械手夹持蒜薹的最佳部位为蒜薹中部以上,夹持载荷应4.1N/mm。可用对数函数和多项式函数分别表达蒜薹的拉应力与应变及压力与压缩变形量的关系。     

高温高压蒸汽条件下木材的拉伸应力松弛

为进一步探讨木材在高温高压蒸汽干燥过程中的应力释放机理,该研究以日本柳杉木材为研究对象,利用新开发的耐热、耐压应力传感器和专用夹具,对高温高压蒸汽条件下木材的拉伸应力松弛特性进行了较为详细、全面的系统研究.结果表明:温度条件对木材应力松弛的影响远比应变水平的影响显著,随着温度的增加、木材应力松弛急剧增大,残余应力迅速下降;木材应力的松弛除了受温度的影响外,受环境相对湿度的影响显著.无论木材的径向还是弦向,其拉伸应力松弛过程中的残余应力和木材干燥过程中的最大收缩应力随温度变化的关系十分吻合.该结果充分证明了木材在高温高压过热蒸汽干燥过程中的收缩应力 显著降低,是由于收缩变形而引起的收缩应力在长时间处于拉伸状态下应力释放所致.      

混凝土单轴直接拉伸强度试验方法的研究

分析了夹持方式对拉伸试件中应力分布的影响，采用双钢板粘贴夹持方式，研究了一种混凝土单轴直接拉伸强度试验新方法，并通过大量实验对其合理性进行了探讨，结果表明，该方法简单方便、应力分布均匀、试验结果稳定、尺寸效应较小，是混凝土一种理想的拉伸试验方法。     

白桦单根的抗拉力学特性研究

为研究根系力学特性,对华北地区白桦(Betula platyphylla)进行单根拉伸,系统分析白桦根系材料的力学特性。结果表明:在同一标距、同一拉伸速率下,抗拉强度与直径存在着负相关关系,且表现为幂函数关系,极限延伸率与直径呈负相关关系,最大抗拉力与直径存在正相关关系;同一拉伸速率下,标距较小的单根有较小的弹性模量和较大的平均抗拉力、平均抗拉强度及平均极限延伸率;以400 mm/min和10 mm/min不同速率拉伸根系,根系在400 mm/min下大多为脆性断裂,易拉断破坏,拉伸速率的变化对抗拉强度和最大抗拉力的影响不显著。对白桦根系的应力应变曲线分析表明,根系直径较小时,随应变增加应力呈线性增大,表现出较好的线弹性关系,直径增大后,应力应变曲线递增缓慢,没有明显的线性区间。根据白桦应力应变曲线的特征,建立并拟合得出了白桦单根本构关系的经验模型,检验表明模型的拟合结果与试验数据基本吻合。     

盐岩变形参数确定方法

为更加准确地确定盐岩变形参数,利用弹性力学理论推导出常规三轴压缩试验确定盐岩变形参数的计算公式。对某地下盐穴储气库区盐岩试样进行单轴、三轴压缩试验,对比分析两种试验方法获取的盐岩变形参数结果;并研究以单轴压缩试验为依据确定盐岩变形参数时,应力-应变曲线不同变形段的选择对变形参数的影响。结果表明:当采用初始弹性变形阶段的应力-应变增量求取盐岩变形参数时,利用三轴压缩试验方法所得到的结果更接近实际;以单轴压缩试验为依据确定的盐岩弹性模量及剪切模量与实际有较大误差,对应抗压强度5%~10%弹性变形段参数结果较10%~30%弹性变形段参数结果更为准确。研究成果可为合理确定盐岩变形参数提供参考依据。     

搂膜弹齿式夹持装置的残地膜拉伸试验

【目的】设计一种模拟搂膜作业状态下的弹齿式夹持装置,通过残地膜力学性能拉伸试验,对影响立秆搂膜机残膜回收作业效果的残膜力学性能指标(残地膜最大载荷、断裂延伸率)与残地膜破损程度、残膜回收作业速度之间的关系进行探究.【方法】以残膜破损情况、拉伸速度作为试验影响因素,以最大载荷、断裂延伸率作为试验指标,进行二因素三水平的正交试验,运用minitab数据分析软件,对残地膜力学性能拉伸试验所得试验数据进行统计与分析.【结果】试验结果表明,随着拉伸试验速度的增大,残地膜的断裂延伸率增大,残地膜破损程度与最大载荷之间表征出正相关性.【结论】其残地膜力学性能的研究为立秆搂膜机具的设计及其工作参数的探究提供了理论参考依据.     

动荷载作用下膨胀土力学特性试验研究

以合肥膨胀土为研究对象,利用GDS-AAT型真/动三轴仪开展了不同参数下的膨胀土动力学试验研究,分析了围压、固结比、振动频率对土体动弹性模量和阻尼比影响规律.结果表明,在小应变幅值下,Kondner模型能较好地描述动弹性模量倒数与动应变关系;随着围压、固结比、振动频率的增大,初始动弹性模量和动弹性模量均增大,相同条件下,动弹性模量随动应变增大而大幅度减小并趋于稳定;不同围压、固结比、振动频率下动弹性模量比变化较小,没有明显倾向性,而阻尼比的变化较复杂,与累积应变有关.根据试验结果,建立了初始动弹性模量关于围压和固结比的回归方程,采用Darendeli模型得到膨胀土的动弹性模量比表达式,提出运用关于应变的动弹性模量比多项式进行阻尼比曲线拟合回归分析.拟合结果表明,初始动弹性模量关于围压和固结比的回归方程能较好描述初始动弹性模量随围压和固结比的增长规律,采用Darendeli模型能较好地描述膨胀土的动弹性模量比随动应变的变化规律,阻尼比可用动弹性模量比多项式来描述.     

不同筋材和布筋形式对 加筋土强度影响的试验研究

笔者进行了两种加筋材料、两种布筋形式下的加筋黄土的三轴剪切试验,发现加筋土的强度随围压、加筋层数、加筋材料的刚度的增大而增大;加筋土强度提高效益数随加筋层数、加筋材料弹性模量的增大而增大,随围压的增大而减小;筋材周向布置时的加筋土强度提高效益数比径向布置时的大;筋材发挥作用的临界轴向应变随着围压的增大而增大,随加筋层数、筋材刚度的增加而减小;加筋土的规格化视粘聚力随规格化加筋间距的增加而减小.     

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。     

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。      

灌孔混凝土砌块砌体受压性能研究

通过对灌孔混凝土砌块砌体中混凝土芯柱三向受压应力状态进行分析,提出了适用于灌孔混凝土受压弹性模量的计算方法.同时,基于大量的试验结果,提出了适用于灌孔混凝土砌块砌体的泊松比、峰值应变、极限应变等参数,并引入到Domingo J.Carreira等提出的混凝土本构模型中,得出了适用于灌孔混凝土砌块砌体受压的应力-应变全曲线公式.对比结果表明,计算值与试验结果吻合良好,可供灌孔混凝土砌块砌体结构设计和研究参考.     

非简谐振动对 Fe1-x CoxSi合金热力学性质的影响

建立Fe1-xCoxSi合金的物理模型,应用热力学和固体物理理论,得到系统的吉布斯函数和自由能以及德拜温度、弹性模量、热容量随温度变化的解析式,探讨了非简谐效应以及杂质浓度对Fe1-xCoxSi合金热力学性质的影响.结果表明:(1)合金Fe1-xCoxSi的德拜温度和弹性模量均随温度升高而减小,但变化非常缓慢,而定压热容量随温度升高而非线性地增大,其中温度较低时,近似遵从T3次方定律;(2)Fe1-xCoxSi的德拜温度、弹性模量、定压热容量以及非简谐项对热容量的影响均随含钴杂质浓度的增加而增大;(3)若不考虑原子的非简谐振动,则合金的德拜温度和弹性模量为常量.在考虑到原子非简谐效应项后,则随温度变化而变化.温度愈高,杂质浓度和非简谐振动对合金热力学性质的影响愈显著.     

小麦茎秆抗拉性能研究

[目的]分析小麦茎秆的抗拉能力。[方法]以水分含量51.3%、自然状态下干燥的0158-2小麦成熟期去鞘茎秆为材料,研究小麦茎秆的抗拉能力。[结果]由应力-应变曲线可知,随着变形的增大,应力逐渐增大,达到最大值时出现断裂。由负荷-时间曲线可知,随着时间的变化,负荷线性增大。负荷随着变形的增大而增大。水分为51.3%时小麦茎秆的弹性模量范围为1 012.0～1 511.0 MPa,强度极限范围为30.9～134.7 MPa;干燥时小麦茎秆的弹性模量范围为2 672.3～4 593.0 MPa,强度极限范围为29.8～119.0 MPa。水分含量越高,小麦茎秆的弹性模量越小,强度极限也越小。[结论]小麦茎秆水分为51.3%时,其弹性模量为1 278.2 MPa,强度极限为64.6 MPa;茎秆干燥时其弹性模量为3 114.7 MPa,强度极限为78.0 MPa。     

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。     

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     

Vlazov地基上Reissner板相互作用的加权残值分析法

以Vlazov双参数弹性地基上Reissner中厚板为研究对象,建立地基与中厚板相互作用的控制微分方程,运用B样条函数为试函数的加权残值法进行了分析求解,并结合Matlab软件编制程序进行算例分析.算例表明,对于Vlazov地基上四边简支的Reissner板,板的弯剪刚度比的增大可有效地减小板的挠度,亦即减小地基的变形;考虑地基的横向连续性可合理地修正板的挠度和弯矩的值,使其与工程实际更相符.本方法只需划分稀疏的离散网格,便可得到与精确解吻合较好的数值结果,其计算效率与精度均优于全域离散的有限元法.     

环型钓钩拉伸实验与ANSYS模拟的对比研究

为了解金枪鱼延绳钓钓钩的力学性能及验证ANSYS有限元分析方法的准确性,本文对环型钓钩(型号:3.4-4.5)进行拉伸实验和ANSYS模拟分析,并利用方差分析对其结果进行检验。研究表明:(1)两种方法得出的环型钓钩位移、应变等力学性能无显著性差异(P0.05),且最大应变为钩后弯及后侧,最大总位移为钩前弯及后侧,X方向最大位移为钩底及后弯,Y方向最大位移为钩前弯及后侧;(2)拉伸实验拉力为500、800和1 200 N时,钓钩的应变分别为0.002 76、0.008 14和0.069 94,X方向位移分别为1.8、3.5和7.2 mm,Y方向位移分别为-2.4、-4.6和-8.7 mm,总位移分别为2.8、5.4和10.6 mm;(3)ANSYS模拟与拉伸实验结果之间存在线性关系,拉伸实验得出的总位移、X、Y方向位移和应变分别为ANSYS模拟结果的1.0189、1.0272、1.019 5和1.088 3倍。建议今后可利用ANSYS有限元分析方法研究金枪鱼延绳钓钓钩的力学性能。