摘要：干黏附材料利用分子间作用力产生黏附性能,凭借其可重复使用等特点,在机器人技术及精密制造中有着重要的应用。为使干黏附材料受拉时接触界面应力更加均匀,提高其黏附力,对微米级羰基铁粉颗粒/聚二甲基硅氧烷磁流变弹性体干黏附材料进行结构设计,通过改变羰基铁粉的质量分数和外加磁场,制备了弹性模量沿半径方向变化的多级复合样品和梯度模量样品,黏附强度分别达到8.0 N/cm^(2)和11.4 N/cm^(2),相较于羰基铁粉质量分数(60%)相同的均质样品,多级复合样品和梯度分布样品的黏附强度分别提升了35%和77%。结合有限元仿真结果可知,弹性模量径向分布设计能有效降低边缘应力集中,由于梯度模量样品界面正应力分布更均匀,因此其黏附增强效果比多级复合样品更显著。

摘要：提出了一种适合聚酯帘线单向拉伸试验的新方法(简称减法试验法)。该方法首先进行不同长度试件的单向拉伸试验;然后对获得的任意两个差别较大的载荷-位移曲线实施位移减法,从而得到消除了端部效应的新的载荷-位移曲线(其对应试件的长度为原两试件长度之差);进而得到相关的力学参数。本文的试验和相关分析表明,直接的单向拉伸试验存在明显的端部效应,必须予以消除,且在同一载荷下端部效应与试件的长度无关;同时又表明本文所提出的减法试验法是有效的,能够获得聚酯帘线较真实可靠的应力应变曲线和相关力学参数。

摘要：橡胶疲劳裂纹扩展实验中,通常采用光学方法测量裂纹扩展长度,但其精度受限于相机分辨率。本研究采用canny算子对拍摄的裂纹图片进行边缘检测,并对裂尖边缘进行线性插值得到亚像素级精度的裂纹尖端坐标,可在相机分辨率固定的情况下有效提高测量裂纹扩展长度的精度。在此基础上,首先开展了室温下合成橡胶的裂纹扩展疲劳实验,即采用恒幅加载方式对预制裂纹的矩形试件进行平面拉伸。然后使用亚像素边缘检测方法获得了更为精确的裂纹扩展速率,结合准静态拉伸实验得到的撕裂能数据,拟合得到了合成橡胶的疲劳裂纹扩展特性参数。最后将亚像素边缘检测方法与传统光学测试方法进行了对比,发现该方法所得数据稳定性更好,裂纹扩展速率的测算更为精确,在记录间隔循环次数较短的情况下具有明显的优势。

摘要：利用MTS809和自行研制的中应变率材料试验机，在室温下对多晶纯钛进行了0．004-14^s-1叫的准静态至中应变率范围内的拉伸试验，得到了多晶纯钛的拉伸应力应变关系．试验结果表明，多晶纯钛的拉伸力学行为在准静态至中应变率范围内具有明显的应变率强化效应和应变硬化效应，且有随应变率增大而逐渐明显的绝热温升软化效应．金相观察显示，拉伸变形过程中伴随孪生机制且孪晶密度随加载应变率的升高而增大．基于Johnson-Cook模型，提出了通过引入综合绝热温升软化系数哆来计及与应变率相关的绝热温升软化效应的修正的热粘塑性本构模型．结果表明，该模型能较好地表征多晶纯钛在本试验应变率范围内的拉伸力学行为．

摘要：利用MTS809和自行研制的旋转盘冲击拉伸试验机,对多晶纯钛进行了应变率为0.001s-1和300s-1、温度为298K至973K的拉伸试验和应变率为300 s-1不同温度下的冲击拉伸复元试验,得到了多晶纯钛的拉伸应力应变曲线和高应变率等温应力应变曲线。试验结果表明,多晶纯钛的拉伸力学行为具有应变率和温度相关性。采用修正的Johnson-Cook模型进行数值拟合,结果表明,该本构模型能较好地表征多晶纯钛在试验应变率和温度范围内的拉伸力学行为。

摘要：金属材料在准静态加载条件下表现出包辛格效应,但由于实验技术的限制,目前对于材料在高应变率加载条件下包辛格效应的研究较少。本文基于霍普金森拉杆和压杆测试系统,采用吸波装置有效消除二次加载波对试件塑性变形的影响,实现了金属材料动态拉伸和压缩加卸载测试,进而考察了TA7钛合金在动态加载条件下的包辛格效应。测试结果表明,TA7钛合金在预拉伸变形继而反向压缩变形过程中具有包辛格效应,且具有应变率相关性;与准静态加载相比,TA7钛合金的动态包辛格效应减小;动态包辛格效应随预拉伸应变量的增加无明显变化。

摘要：基于统计能量分析方法,计算了不同温度条件下飞行器铝合金壁板的高频声振响应及均方应力;采用零阶矩应力谱法获得了简化应力功率谱,结合频域疲劳寿命分析方法计算了壁板的高频疲劳寿命。分别研究了温度变化导致结构的刚度、材料S-N曲线变化对铝合金壁板高频疲劳寿命的影响规律。研究结果表明:仅考虑刚度变化时,随着温度升高,危险点响应和均方应力均逐渐减小,进而导致壁板疲劳寿命变长;综合考虑刚度、S-N曲线随温度变化时,温度由20℃升高到100℃或降低至-60℃,均会导致铝合金壁板疲劳寿命显著缩短。高频声振疲劳这一特殊的温度效应,对高超声速飞行器的设计而言是一个新的发现。

摘要：轻质高强度合金具有重要的应用背景,而其机理仍未解明的锯齿型塑性失稳现象制约了它们的应用,同时该问题也是材料科学家关注的一个热点问题.基于实验力学的研究,作者所属的光测细观力学课题组提出用动态散斑方法研究合金材料锯齿形屈服剪切带,观察到带形成演化和传播的时空特征、带内应变动态分布和剪切带雪崩变形时拉伸试件的瞬态收缩变形;用固溶处理方法调节合金材料内部溶质原子浓度和析出纳米相颗粒大小与分布,观察到随之变化的锯齿与剪切带的时空特征演变,发现了溶质原子浓度与析出相颗粒这两种因素分别在不同固溶处理温度对动态应变时效起主导作用;建立了基于溶质原子与位错交互作用的物理唯象模型,得到不同加载应变率下与实验相符的锯齿形加载曲线,再现出锯齿形加载曲线和带反复传播的轨迹.

摘要：为了研究均匀/梯度多胞子弹冲击泡沫夹芯梁的耦合响应过程和多胞子弹对夹芯梁的加载效果,对该冲击过程开展了理论分析、数值模拟和试验研究:通过将泡沫夹芯梁等效为单梁以简化分析,基于多胞子弹的冲击波模型和泡沫夹芯梁的等效单梁响应模型,构建了多胞子弹冲击泡沫夹芯梁的耦合分析模型,给出了冲击过程中各响应阶段的控制方程,并结合龙格-库塔方法对方程进行了数值求解;基于三维Voronoi技术,开展了均匀/梯度多胞子弹冲击泡沫夹芯梁的细观有限元模拟;在多胞子弹的冲击测试平台上进行了试验研究,结合高速摄影技术获取了多胞子弹和泡沫夹芯梁的速度响应。结果表明:耦合分析模型可以准确地预测多胞子弹和泡沫夹芯梁的速度历程曲线以及多胞子弹产生的冲击压强;在初始动量相同但密度分布或初速度不同的多胞子弹冲击下,同一构型的泡沫夹芯梁展现出不同的力学响应,这说明多胞子弹的加载不能简单地等效为脉冲加载,多胞子弹与夹芯梁之间的耦合效应不可忽略;相较于均匀多胞子弹,梯度多胞子弹的冲击压力波形更加尖锐,在其衰减过程中展现出更强的非线性特征。

摘要：Experimental studies were conducted on the tensile behaviors and fracture modes of TiAl（Ti-46.5Al-2Nb-2Cr） alloys with near gamma（NG） equiaxed and near lamellar（NL） microstructures over a temperature range from room temperature to 840 ℃ and a strain rate range of 0.001-1 350 *** results indicate that the alloys are both temperature and strain rate dependent and they have a similar *** dynamic strength is higher than the quasi-static strength but almost insensitive to high strain rate range of 320-1 350 *** brittle-to-ductile transition temperature（BDTT） increases with increasing strain *** TiAl yields obviously,while NL TiAl does *** BDTT,as the temperature increases,the fracture modes of the two alloys change from planar cleavage fracture to a mixture of transgranular and intergranular fractures,and finally to totally intergranular fracture.