摘要：分离式霍普金森杆(Split Hopkinson Bar)是测试材料在高应变率加载下力学行为的一种有效的实验手段。本文基于霍普金森杆测试原理,设计和研制了气枪式变截面间接杆杆型高应变率拉伸实验装置。该装置具有完备的、高精度的水平和轴向基准,采用等高的固定支撑,保证了杆-杆型实验系统具有良好的共轴度;入射杆与撞击套筒之间设有导向管,避免了撞击套筒直接与入射杆接触而产生的相互干扰;在导向管内设有支撑圈,以减小入射杆与导向管直接接触而产生的摩擦,并消除入射杆的径向跳动;采用前置金属短杆来获得光滑、平稳且幅值和宽度可调的拉伸入射加载脉冲。对LY12CZ铝合金在两种应变率下初步的验证性实验表明,该高应变率拉伸实验装置的设计是合理的,实验获得的应力-应变结果是可靠、有效的。

摘要：利用MTS809材料试验机和旋转盘式间接杆杆型冲击拉伸实验装置,对多晶纯钛进行了室温环境下应变率为0.001,0.01s-1的准静态和300,1400s-1的动态拉伸实验,获得了纯钛等温和绝热拉伸应力-应变曲线;实施了应变率为300s-1的冲击拉伸复元实验,获得了纯钛在高应变率下的等温应力-应变曲线。结果表明:纯钛的拉伸力学行为具有明显的应变硬化效应、应变率强化效应和绝热温升软化效应。采用修正的KHL模型较好地表征了纯钛在准静态和动态实验应变率范围内的拉伸力学行为。

摘要：高熵合金因具有优异的力学性能及广阔的组元选配空间而日益受到关注。本文研究了亚稳态Fe_(38-x)Mn_(30)Co_(15)Cr_(15)Ni_(2)Gd_(x)(x=0,0.1,0.2)高熵合金在不同预应变准静态压缩过程中由塑性诱发的面心立方(face-centered cubic,FCC)向密排六方(hexagonal close-packed,HCP)的相转变行为,测定了FCC相和HCP相的纳米压痕硬度和弹性模量,在此基础上比较研究了其室温微蠕变变形特性。结果表明,增加Gd含量和压缩预应变可促进相变,硬质HCP相的纳米压痕硬度和弹性模量显著高于FCC相;Gd的添加可提高未预压缩单相FCC合金的抗蠕变能力,相同压缩预应变下,含Gd合金经预压缩后FCC相、HCP相在相同载荷下的蠕变速率明显降低,且后者表现出更优的抗蠕变特性。对高熵合金组元进行非等原子比设计,通过塑性诱发相变引入新的固溶体相,可为提高合金的综合力学性能尤其是蠕变抗力提供有价值的技术途径。

摘要：使用红外热像仪从三个方向测量了滚动轮胎的表面温度,结果表明从不同方向对同一表面的测温结果不相同。根据几何光学和热辐射原理,造成这一偏差有两个原因:一是轮胎表面点的像面照度按其辐射入射角α的余弦四次方定律变化;二是轮胎表面点的发射率与β(该点入射方向与其法向之间的夹角)有关。本文首先采用余弦四次方定律对三个方向下的轮胎表面红外测试结果进行了与α相关的修正,然后依据轮胎表面任意点温度的同一性(即与测量方向无关)进行了与β相关的进一步修正,并给出了一个轮胎表面发射率与β的经验关系。具体表现为发射率在法向上最大,当β在60°以内时其变化相对平缓,超过60°则急剧下降,最终得到了一个表征轮胎表面点红外像面照度下降的双角度(α和β)修正函数以及相应的温度修正公式。修正后不同方向下的温度分布趋于一致,其平均结果即可视为轮胎表面真实的温度分布。

摘要：提出了一种新的考虑旋转位移分量的数字图像相关法——旋转相关匹配法,其特点是先对图像子区进行预旋转,再进行相关匹配、相关系数、整像素和亚像素位移的计算。在物体产生旋转位移分量时,该方法可有效提高变形前后图像子区间的相关系数和位移计算精度。通过斜拉伸、剪切和悬臂梁弯曲实验,对旋转相关匹配法和直接相关匹配法进行了对比研究,并用灰度梯度法计算旋转后新图像子区和变形后图像子区间的亚像素位移。结果表明,在旋转位移分量小于10°的情况下,相比于直接相关匹配法,旋转相关匹配法可以得到更高的相关系数;在用灰度梯度法计算亚像素位移条件下,位移精度与试件位移不产生旋转时的直接相关匹配相当。

摘要：提出一种形貌测量方法,从未标定序列图中同时提取出特征点的三维坐标和摄像机的运动矩阵,实现对目标物体的三维测量。首先用齐次坐标表达了空间点的投影变换矩阵,并根据该矩阵推导出投影比例式,运用投影深度和投影矩阵之间的循环相关性进行迭代运算,得到比普通双目视觉更加精确的深度数据。其次对分解得到的摄像机运动矩阵和空间点坐标施加度量约束。运用基于因式分解的归一化算法,恢复出欧氏空间里的摄像机运动矩阵和空间点坐标。基于这种方法,实现了曲面标记点的坐标测量,得到了三维形貌数据,误差小于0.16mm。

摘要：以泡沫陶瓷复合材料在防护工程中的应用为背景，利用MTS（Material Test System，材料试验机）对该型材料进行了准静态压缩实验。得到了应变率在10^-5～10^-3s^-1范围内的应力应变曲线，并对实验结果进行了理论分析和数值模拟。研究表明，泡沫陶瓷复合材料的力学性能在准静态一维应力压缩条件下显示出明显的应变率效应，同时其应力应变曲线可用一种经验的脆性材料本构模型进行较好地拟合。而在一维应变压缩条件下，材料的应力应变曲线则显示出明显的三段式特征：弹性段、平台段和密实段，同时材料的吸能幅值随着应变率的增大而增加。

摘要：在低温和常温下,使用准静态试验机和分离式霍普金森杆试验设备对具有较弱织构特征的TA7钛合金棒材进行准静态和动态的单向拉伸和压缩加载试验,并对加载后的试样进行EBSD观察和分析,考察了材料在加载时的孪生行为。结果表明:TA7钛合金的力学行为具有显著的应变率相关性和温度相关性,且其宏观力学行为表现出拉压不对称性。加载过程中,在低温和高应变率条件下孪晶更容易形成,这种温度和应变率相关性在压缩加载时更加显著。相对于多晶纯钛,TA7钛合金中的孪晶密度较小,这是由于铝原子的加入使得孪晶的形成较为困难。TA7钛合金孪晶形成的难易程度和种类具有拉压不对称性,孪晶更易于在压缩加载时形成。低温拉伸加载下形成的主要为{1122}孪晶,常温拉伸变形中形成的主要为{1012}孪晶;高应变率压缩加载下形成的主要为{1121}孪晶,而低应变率压缩变形中形成的主要为{1012}孪晶,这与材料的织构是密切相关的。

摘要：对微悬臂梁阵列传感系统的一致性进行了研究。以改变温度作为激励手段，在微梁阵列检测装置上分别检测了2种微梁阵列在升温与降温时的热响应。无论是升温还是降温，2种微梁阵列的尖端位移都与温度变化成线性关系。发现2种微梁阵列升、降温检测时微梁阵列传感系统都表现出良好的热响应一致性。另外，利用单梁检测装置对其中1种微梁阵列进行了热响应检测，其热响应灵敏度与微梁阵列检测装置检测结果一致，验证了2种微梁传感装置的可靠性。微梁阵列传感系统良好的热响应一致性为将来微悬臂梁阵列用于生化传感奠定了基础。

摘要：冲击载荷作用下,相变波的传播及相互作用是一热力耦合过程。采用理论和实验相结合的方法研究了固定温度界面对相变波传播特性的影响。首先基于形状记忆本构模型和一维特征线理论分析了各类间断面和温度界面的基本相互作用规律,发现温度界面对相变波的作用与相变波强度及界面两侧温度的相对高低有关;然后进行了相变波在具有固定温度界面的形状记忆TiNi杆中的传播实验,并实时测量了相变波传播过程中的温度变化。实验结果与理论分析基本一致,冲击载荷作用下相变波不仅是物质间断面,还是移动的温度界面。