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基于非完善界面单向纤维复合材料弹性模量预测与应力分析

邓志康 , 邓京兰 , 王继辉 , 黄志强

玻璃钢/复合材料

界面缺陷对复合材料的性能有着显著的影响,基于弹性力学以及能量原理基本理论,利用基于界面上应力连续而位移有一定突变的无厚度弹簧模型,对含界面缺陷的材料性能进行了探究.得出界面的非完善参数、纤维相体积分数对材料的纵向与横向弹性模量、泊松比以及应力的影响规律.并将计算结果与完善界面、开孔的经典结果以及实验数据进行了对比验证.计算结果表明,利用非完善界面参数预测含缺点界面的材料性能并进行应力分析比利用完善界面模型计算的结果更精确.

关键词: 界面缺陷 , 弹性体 , 非完善界面 , 杨氏模量 , 泊松比 , 能量法 , 数值分析

再生混凝土的物理与力学性能试验研究

张向冈 , 陈宗平 , 薛建阳

硅酸盐通报

为了研究再生混凝土的基本性能,以某项目中服役预应力混凝土电杆为再生粗骨料来源,进行物理性能试验.以再生粗骨料取代率为设计参数,制作4组立方体标准试块和4组棱柱体标准试块,进行强度试验.测定再生粗骨料的表观密度、堆积密度、吸水率和含水率等物理性能指标,获取立方体抗压强度、轴心抗压强度、泊松比和弹性模量等力学性能指标,并引入取代率影响因子,修正再生混凝土强度指标之间的换算关系和弹性模量计算公式,研究结果表明:随着取代率的增加,强度总体上呈现出“中间大,两头小”的变化趋势;再生混凝土的泊松比、弹性模量变化幅度较小,处于工程误差允许范围之内;修正后的强度指标换算关系表达式和弹性模量的计算式简单实用,拟合优度高,分别达到了0.994和1.000.

关键词: 再生混凝土 , 再生粗骨料取代率 , 抗压强度 , 泊松比 , 弹性模量

炭黑填充橡胶材料的泊松比与体积压缩特性

刘秀 , 李明 , 胡小玲 , 罗文波

高分子材料科学与工程

将小变形与线弹性范围的泊松比定义拓展到大变形超弹性范围,给出了合理描述泊松比和体积应变的应变度量.测量了单轴拉伸过程中不同炭黑含量的填充橡胶的泊松比和体积应变,分析了它们随变形的变化规律.结果表明,在大变形情况下,只有H encky应变才能合理描述材料的体积不可压缩特性,材料的泊松比和体积应变具有变形相关性,推导得到了相关的表达式.当Hencky应变小于某一临界值时,炭黑填充橡胶的泊松比约为常数0.5,可视为体积不可压缩,当Hencky应变超过该临界值时,泊松比随应变的增大而线性下降,且炭黑含量愈大,下降愈快,相应地,材料体积应变随变形的增大而增大,大变形时体积变化不客忽视.此外,临界应变与炭黑含量相关,炭黑含量愈大,临界应变愈小.

关键词: 炭黑填充橡胶 , 泊松比 , 体积压缩性能 , 体积应变 , 临界应变

基于纤维拔出理论的复合材料力学性能的研究

郑吉良 , 孙勇 , 彭明军

兵器材料科学与工程

在纤维拔出理论基础上,采用有限元软件建立微元平面分析模型,模拟研究了试样沿纤维方向与沿垂直纤维方向拉伸破坏的过程,探讨了试件在两种工况下的破坏机理.在此基础上,结合以弹性力学为基础推导而成的力学参数公式,得到试件的弹性力学参数,并应用模态分析方法,证明了所得试件弹性力学参数的正确性.在试件沿纤维方向拉伸的工况下,通过改变纤维半径与树脂厚度,继而改变纤维体积分数,探讨了试件破坏应力、弹性模量与泊松比随玻璃纤维体积分数变化规律.

关键词: 复合材料 , 微元平面模型 , 破坏应力 , 弹性模量 , 泊松比

环芯法测定残余应力适用范围的拓展

陈忠安 , 孙国超 , 赵玉津 , 金学松

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201512011

传统的采用环芯法测定残余应力公式中的应变释放系数公式是通过数值标定或试验标定得到的,而且现有标准中释放系数的确定只是针对特定泊松比的材料.为了拓展环芯法测定残余应力的适用范围,采用理论分析及有限元模拟的方法评估了不同材料的泊松比对释放系数的影响,建立了标定应变释放系数的有限元模型及其释放系数与泊松比、槽深的函数关系.结果表明:泊松比偏离0.3较大时,传统环芯残余应力测定方法会有明显的误差,而此误差本质上是系统误差;得到了考虑泊松比的残余应力修正公式,并用试验验证了该公式的正确性;修正公式不受泊松比的限制.

关键词: 环芯法 , 残余应力 , 释放系数 , 泊松比 , 有限元模拟

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