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基于超高速相机的数字图像相关性全场应变分析在SHTB实验中的应用 被引量：14
1
作者 申海艇 蒋招绣 +3 位作者 王贝壳 李成华 王礼立 王永刚 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期15-20,共6页
基于超高速相机和数字图像相关性全场应变分析方法对传统的分离式Hopkinson拉杆(SHTB)实验系统进行改进,获得尼龙和铝合金材料的动态拉伸应力应变曲线,验证了数字图像相关性全场应变分析在SHTB实验中的有效性。实验结果显示:该方法测量... 基于超高速相机和数字图像相关性全场应变分析方法对传统的分离式Hopkinson拉杆(SHTB)实验系统进行改进,获得尼龙和铝合金材料的动态拉伸应力应变曲线,验证了数字图像相关性全场应变分析在SHTB实验中的有效性。实验结果显示:该方法测量的平均应变与应变片测量结果一致性很好,而传统的SHTB实验原理计算的应变结果则明显偏大,需要对试件原始标距进行修正后才能获得有效的试件应变,并且在试件的材料和几何尺寸不变的条件下标距修正不依赖于应变率。基于数字图像相关性全场应变测量,讨论了应变均匀性问题:脆性的尼龙试件在标距范围内应变均匀性良好,而韧性的铝合金试件表现出比较严重的应变不均匀性,归因于颈缩变形的影响。 展开更多
关键词 固体力学 动态拉伸 数字图像相关性分析 SHTB 尼龙 铝合金
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单轴压缩下Ti-6Al-4V空心点阵结构的力学行为 被引量：4
2
作者 任会兰 申海艇 栗建桥 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期293-304,共12页
本文设计和制备了三组不同内部加强结构分布的Ti-6Al-4V空心点阵试样,开展了单轴压缩加载下空心点阵结构变形和破坏的实验和数值模拟研究,分析了加强结构分布及形状参数对空心点阵结构力学行为的影响规律.结果表明:相比于基本空心点阵结... 本文设计和制备了三组不同内部加强结构分布的Ti-6Al-4V空心点阵试样,开展了单轴压缩加载下空心点阵结构变形和破坏的实验和数值模拟研究,分析了加强结构分布及形状参数对空心点阵结构力学行为的影响规律.结果表明:相比于基本空心点阵结构(试样BS),当加强结构分布在试样节点(试样SN)时,其比弹性模量和比极限强度分别降低了7%和12%,试样在支柱区域发生剪切断裂;而当加强结构分布在支柱内部(试样SW)时,其弹性模量、极限强度和比极限强度则分别提升了20%,49%和13%,展现出了优越的力学性能.加强结构的不同分布,引起了胞元的结构薄弱区、应力分布和承载能力发生变化,从而导致试样表现出不同的失效特征和力学性能.试样SW的加强结构增强了基本结构的薄弱区域,提高了胞元承载能力,对试样SW加强结构形状参数的数值模拟研究表明:当加强结构高度与半胞元高度的比接近0.6,或者加强结构厚度与试样支柱内径的比接近0.1875时,胞元内部结构更加均衡,其应力分布更加均匀,更有利于获得力学性能优越的轻量化结构. 展开更多
关键词 空心点阵结构 加强结构分布 形状参数
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多孔未极化Pb(Zr0.95Ti0.05)O3铁电陶瓷单轴压缩力学响应与相变 被引量：3
3
作者 蒋招绣 辛铭之 +3 位作者 申海艇 王永刚 聂恒昌 刘雨生 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第13期228-237,共10页
通过添加造孔剂的方法制备了四种不同孔隙率未极化PZT95/5铁电陶瓷.采用非接触式的数字散斑相关性分析(digital image correltation,DIC)全场应变光学测量技术,对多孔未极化PZT95/5铁电陶瓷开展了单轴压缩实验研究,讨论了孔隙率对未极化... 通过添加造孔剂的方法制备了四种不同孔隙率未极化PZT95/5铁电陶瓷.采用非接触式的数字散斑相关性分析(digital image correltation,DIC)全场应变光学测量技术,对多孔未极化PZT95/5铁电陶瓷开展了单轴压缩实验研究,讨论了孔隙率对未极化PZT95/5铁电陶瓷的力学响应与畴变、相变行为的影响.多孔未极化PZT95/5铁电陶瓷的单轴压缩应力-应变关系呈现出类似于泡沫或蜂窝材料的三阶段变形特征,其变形机理主要归因于畴变和相变的共同作用,与微孔洞塌缩过程无关.多孔未极化PZT95/5铁电陶瓷的弹性模量、压缩强度都随着孔隙率的增加而明显降低,而孔隙率对断裂应变的影响较小.预制的微孔洞没有改善未极化PZT95/5铁电陶瓷材料的韧性,这是因为单轴压缩下未极化PZT95/5铁电陶瓷的断裂机理是轴向劈裂破坏,微孔洞对劈裂裂纹传播没有起到阻碍和分叉作用.准静态单轴压缩下多孔未极化PZT95/5铁电陶瓷畴变和相变开始的临界应力都随着孔隙率的增大而呈线性衰减,但相变开始的临界体积应变却不依赖孔隙率. 展开更多
关键词 未极化Pb(Zr0.95Ti0.05) O3铁电陶瓷 孔隙率 力学响应 相变
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多孔极化PZT95/5铁电陶瓷单轴压缩力学响应与放电特性 被引量：2
4
作者 蒋招绣 申海艇 +5 位作者 辛铭之 王永刚 聂恒昌 董显林 刘雨生 贺红亮 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期50-58,共9页
采用添加造孔剂的方法制备了四种不同孔隙率PZT95/5铁电陶瓷,对其进行电场极化,随后开展了准静态单轴压缩实验,讨论了畴变、相变以及孔隙率对极化PZT95/5铁电陶瓷的力学响应与放电特性的影响.研究结果表明:(1)多孔极化PZT95/5铁电陶瓷... 采用添加造孔剂的方法制备了四种不同孔隙率PZT95/5铁电陶瓷,对其进行电场极化,随后开展了准静态单轴压缩实验,讨论了畴变、相变以及孔隙率对极化PZT95/5铁电陶瓷的力学响应与放电特性的影响.研究结果表明:(1)多孔极化PZT95/5铁电陶瓷非线性力学响应行为主要归因于畴变和相变的共同作用,与内部孔洞变形和坍塌基本无关;(2)在准静态单轴压缩下极化PZT95/5铁电陶瓷的去极化机制是畴变和相变的共同作用;(3)孔隙率对极化PZT95/5铁电陶瓷的弹性模量、压缩强度有明显的影响,而对断裂应变的影响较小;(4)极化PZT95/5铁电陶瓷畴变和相变开始的临界应力都随着孔隙率的增大而线性衰减,但相变开始的临界体积应变却不依赖孔隙率;(5)极化PZT95/5铁电陶瓷电荷饱和释放量随着孔隙率呈线性减小,但孔隙率对电荷释放速率基本没有影响. 展开更多
关键词 极化PZT95/5铁电陶瓷 孔隙率 力学响应 放电
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应变率和孔隙率对规则多孔钛压缩力学性能的影响
5
作者 王婧 任会兰 +1 位作者 申海艇 宁建国 《高压物理学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期364-372,共9页
采用普通材料测试机和分离式霍普金森压杆(SHPB)实验装置对孔隙规则排布的多孔钛试样进行准静态及动态单轴压缩实验,研究了应变率和孔隙率对多孔钛材料弹性模量、屈服强度和能量吸收能力的影响。结果表明:在不同应变率下,规则多孔钛应力... 采用普通材料测试机和分离式霍普金森压杆(SHPB)实验装置对孔隙规则排布的多孔钛试样进行准静态及动态单轴压缩实验,研究了应变率和孔隙率对多孔钛材料弹性模量、屈服强度和能量吸收能力的影响。结果表明:在不同应变率下,规则多孔钛应力-应变曲线在特定区域均可近似为双线性模型;孔隙率对弹性模量、屈服强度和能量吸收能力有直接影响,屈服强度和能量吸收能力均与应变率相关,并给出了同时考虑孔隙率和应变率对屈服强度影响的经验公式。 展开更多
关键词 多孔钛 应变率 孔隙率 杨氏模量 屈服强度 能量吸收
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不同孔隙率规则多孔钛的变形失效特征
6
作者 任会兰 申海艇 宁建国 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期3495-3503,共9页
设计和制备了孔隙率不同的3组规则多孔钛试样,采用分离式霍普金森压杆实验装置,开展了应变率范围在600~2100 s^(-1)的单轴压缩实验,研究了加载过程中整个试样和局部孔洞的变形失效特征。结果表明,试样展示出2种典型的变形模式:压缩变形... 设计和制备了孔隙率不同的3组规则多孔钛试样,采用分离式霍普金森压杆实验装置,开展了应变率范围在600~2100 s^(-1)的单轴压缩实验,研究了加载过程中整个试样和局部孔洞的变形失效特征。结果表明,试样展示出2种典型的变形模式:压缩变形模式和连通断裂模式。压缩变形模式主要发生在低孔隙率的试样,试样的外表面胞壁出现局部塌陷,而连通断裂模式易发生在高孔隙率的试样中,常在试样的一个或多个孔层出现连通的断裂。另外,2种变形模式下的局部孔洞也呈现出不同的形状变化特征,且在孔洞最小曲率的位置都形成明显的应力集中,相应的应力集中因子随试样孔隙率的增大而增大。微结构分析显示:剪切带是试样失效的主要机制,试样的断口容易产生韧窝和韧性条纹。 展开更多
关键词 多孔钛 局部孔洞 压缩变形 失效机制 应力集中
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预加温条件下高强铝合金动态屈服及层裂行为的研究
7
作者 陈涛 蒋招绣 +2 位作者 辛铭之 申海艇 王永刚 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期321-328,共8页
采用一级轻气炮加载和电阻丝环向热传导加热方式,对两种典型的高强铝合金（2024-T4和7075-T6）进行了不同预加温度（范围为298-750K）下的层裂实验研究。基于自由面速度剖面的实测结果,获得了不同温度下两种铝合金材料的雨贡纽弹性极限... 采用一级轻气炮加载和电阻丝环向热传导加热方式,对两种典型的高强铝合金（2024-T4和7075-T6）进行了不同预加温度（范围为298-750K）下的层裂实验研究。基于自由面速度剖面的实测结果,获得了不同温度下两种铝合金材料的雨贡纽弹性极限和层裂强度,结果显示,两种铝合金的雨贡纽弹性极限和层裂强度均随温度的升高呈线性衰减。同时,采用内聚力模型对两种铝合金的预加温层裂实验进行了数值模拟研究,讨论了模型参数的物理含义及确定方法,计算得到的自由面速度剖面与实验结果的吻合性很好,表明内聚力模型适用于描述层裂过程中由损伤演化引起的能量耗散行为。 展开更多
关键词 层裂 预加温度 铝合金 内聚力模型
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