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不同应力水平下SiCf/SiC复合材料的损伤行为和机制研究 被引量：5
1
作者 薛玉冬 胡建宝 +4 位作者 杨金山 周海军 张翔宇 丁玉生 董绍明 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期89-97,共9页
为提高对SiCf/SiC复合材料在服役中失效机制的理解以及更合理地设计该类材料,通过声发射探测结合两种力学加载实验对该材料的损伤过程进行了评估与分析,并利用光学显微镜和扫描电子显微镜等手段对其损伤状态的演变进行了详细的表征和总... 为提高对SiCf/SiC复合材料在服役中失效机制的理解以及更合理地设计该类材料,通过声发射探测结合两种力学加载实验对该材料的损伤过程进行了评估与分析,并利用光学显微镜和扫描电子显微镜等手段对其损伤状态的演变进行了详细的表征和总结。实验结果表明,声发射技术可有效评估SiCf/SiC复合材料的损伤程度,并用以分析特定加载应力水平下的损伤发展。研究表明:裂纹在较低的加载应力下(<80 MPa)易在材料的原生缺陷附近或多种组分的边界处萌生,但对材料自身强度影响较小;较高的加载应力(≥100 MPa)则会使材料产生大尺度开裂,并与纤维发生相互作用进而降低材料的稳定性。SiCf/SiC复合材料在递增的加载应力下会产生5种开裂形式以及纤维的断裂拔出和界面的脱粘等损伤行为。 展开更多
关键词 SICF/SIC复合材料 单调拉伸 应力水平 损伤分析 声发射
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钢筋上焊接锚固板半灌浆套筒力学性能有限元分析 被引量：2
2
作者 孙志远 陈权 +2 位作者 夏文传 姚兵 刘建 《混凝土与水泥制品》 2022年第10期74-77,共4页
为了减小装配式结构连接用半灌浆套筒破坏时的变形,提出了一种改进的半灌浆套筒,即在钢筋上焊接锚固板,以增加灌浆料与钢筋的机械咬合力。基于已有的半灌浆套筒单调拉伸试验,利用Midas FEA NX有限元软件进行模拟。结果表明:采用混凝土... 为了减小装配式结构连接用半灌浆套筒破坏时的变形,提出了一种改进的半灌浆套筒,即在钢筋上焊接锚固板,以增加灌浆料与钢筋的机械咬合力。基于已有的半灌浆套筒单调拉伸试验,利用Midas FEA NX有限元软件进行模拟。结果表明:采用混凝土本构模型可以很好地模拟灌浆料的本构模型;半灌浆套筒的破坏状态、模拟结果与试验结果基本吻合,说明所建立的有限元模型是可行的;锚固板的使用不能提高套筒的抗拉强度,但可以大幅提高套筒的整体刚度,提高幅度为8%~10%。 展开更多
关键词 半灌浆套筒 有限元 单调拉伸 带锚固板钢筋
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复合界面层对SiC_(f)/SiC复合材料力学损伤行为的影响
3
作者 沈轩逸 马沁 +5 位作者 薛玉冬 廖春景 朱敏 张翔宇 杨金山 董绍明 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期917-922,共6页
SiC_(f)/SiC陶瓷基复合材料在航空航天领域具有广阔的应用前景,其界面层设计是研究重点。研究表明,复合界面层可以有效提升陶瓷基复合材料的抗氧化性能,但其对材料力学性能及损伤机制的影响尚不明确。本研究利用化学气相渗透法(CVI)制... SiC_(f)/SiC陶瓷基复合材料在航空航天领域具有广阔的应用前景,其界面层设计是研究重点。研究表明,复合界面层可以有效提升陶瓷基复合材料的抗氧化性能,但其对材料力学性能及损伤机制的影响尚不明确。本研究利用化学气相渗透法(CVI)制备得到具有BN及(BN/SiC)_(3)复合界面层的小复合材料,探究了复合界面层对SiC_(f)/SiC复合材料失效机制的影响。基于两种力学加载实验结合声发射探测分析了两种界面层小复合材料的损伤过程。实验结果表明,利用CVI制备的小复合材料界面结构清晰,基体致密。两类小复合材料均具有SiC_(f)/SiC陶瓷基复合材料的典型力–位移曲线,不同界面层小复合材料损伤过程具有不同的力声特征。通过两类力学加载试验的声发射特征能够有效分析小复合材料各阶段损伤发展情况。本实验中BN及(BN/SiC)_(3)复合界面层SiC_(f)/SiC小复合材料最大承受载荷分别为139和160 N,复合界面层小复合材料中的多层界面具有更强的偏转裂纹能力,降低裂纹延伸至纤维的速度,进而提高材料的力学性能。 展开更多
关键词 复合界面层 小复合材料 单调拉伸 损伤分析 声发射
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基于微观机理的高强度钢材及其焊缝断裂预测模型研究 被引量：20
4
作者 刘希月 王元清 石永久 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期228-235,共8页
为了研究高强度钢材应用中的断裂敏感性增大和焊接连接等问题,基于材料断裂的微观机理与局部应力、应变,对Q460C高强度结构钢及其焊缝在单向拉伸作用下的断裂预测模型进行研究,分别对其母材、焊缝金属及热影响区材料进行了系列标准圆棒... 为了研究高强度钢材应用中的断裂敏感性增大和焊接连接等问题,基于材料断裂的微观机理与局部应力、应变,对Q460C高强度结构钢及其焊缝在单向拉伸作用下的断裂预测模型进行研究,分别对其母材、焊缝金属及热影响区材料进行了系列标准圆棒和缺口圆棒的单向拉伸试验,并结合有限元分析,标定材料单拉本构模型,以及细观力学模型中的材料参数。研究结果表明:Q460C焊接钢材焊缝区韧性参数大于母材和热影响区韧性参数,微孔扩张模型VGM和应力修正临界应变模型SMCS中韧性参数与钢材强度指标和屈强比没有明显关联,而与塑性指标有关,且韧性参数的离散系数在20%以内,验证了VGM和SMCS微观机理模型预测Q460C钢材及其焊缝延性断裂的有效性,为高强钢结构的断裂性能研究提供参考。 展开更多
关键词 高强度钢材 焊缝 微观机理模型 单向拉伸试验 断裂性能
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钢框架梁柱节点焊缝损伤性能研究Ⅰ:试验研究 被引量：12
5
作者 石永久 熊俊 王元清 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期48-55,共8页
选取20个钢框架全焊接梁柱节点局部试件进行单向拉伸和拉压循环试验,记录了试件的破坏模态和应力-应变曲线,分析了材料强度、加载方式、板件厚度、宽度等参数对节点局部焊缝性能的影响,研究了焊缝开裂对节点损伤的影响。试验表明,循环... 选取20个钢框架全焊接梁柱节点局部试件进行单向拉伸和拉压循环试验,记录了试件的破坏模态和应力-应变曲线,分析了材料强度、加载方式、板件厚度、宽度等参数对节点局部焊缝性能的影响,研究了焊缝开裂对节点损伤的影响。试验表明,循环加载会显著削弱焊接试件承载能力和变形能力,导致焊缝的开裂和破坏;焊缝在循环荷载作用下,受压的塑性发展会削弱焊缝延性;焊缝开裂和板件屈曲是节点损伤的两大主要因素,焊缝中裂纹发展导致节点承载力下降和刚度损伤;板件屈服后的局部屈曲对节点的损伤有待进一步研究。 展开更多
关键词 钢节点 单向拉伸试验 拉压循环试验 焊缝损伤
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数值模拟分析灌浆缺陷对灌浆套筒连接力学性能的影响 被引量：8
6
作者 王天骄 郑冠雨 《佳木斯大学学报（自然科学版）》 CAS 2018年第2期196-200,205,共6页
针对实际工程中灌浆料未能填满套筒内腔从而影响钢筋套筒灌浆连接这一现象,通过数值模拟和已知试验对比,采用有限元软件ABAQUS中的内聚力单元模拟钢筋与灌浆料间的粘结滑移,对连接的单调拉伸试验进行了数值模拟计算,模拟结果与现有试验... 针对实际工程中灌浆料未能填满套筒内腔从而影响钢筋套筒灌浆连接这一现象,通过数值模拟和已知试验对比,采用有限元软件ABAQUS中的内聚力单元模拟钢筋与灌浆料间的粘结滑移,对连接的单调拉伸试验进行了数值模拟计算,模拟结果与现有试验数据比较吻合。同时给出了以钢筋拉断破坏为前提,灌浆料含量最小为优化目标,承载力达到最大的最少灌浆料含量,即竖向连接中上侧钢筋锚固长度取5.5d;横向连接中钢筋上表面覆盖厚度至少为7mm。 展开更多
关键词 灌浆套筒 灌浆料 单调拉伸 有限元分析 数值模拟
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高温后高强Q690钢材循环加载试验及本构模型研究 被引量：6
7
作者 胡婉颖 余玉洁 +3 位作者 田沛丰 聂熙哲 丁发兴 余志武 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期84-95,157,共13页
钢材经历火灾高温和冷却后其材料力学性能会发生不同程度退化,已有研究主要关注过火后钢材的残余静力性能。为研究经历火灾高温且不同方式冷却后高强钢的残余静力和滞回性能,对于历经500℃~1000℃高温后高强Q690在自然冷却和浸水冷却后... 钢材经历火灾高温和冷却后其材料力学性能会发生不同程度退化,已有研究主要关注过火后钢材的残余静力性能。为研究经历火灾高温且不同方式冷却后高强钢的残余静力和滞回性能,对于历经500℃~1000℃高温后高强Q690在自然冷却和浸水冷却后的钢材进行了单调拉伸试验以及4种不同加载制度下的循环加载试验。结果表明,当过火极限温度不高于600℃时,在自然冷却和浸水冷却模式下,高温后Q690钢材单调拉伸和循环荷载下强度发展基本与常温未处理钢材类似。未过火高强Q690钢在循环荷载下表现出应变强化和循环软化效应。过火温度高于600℃且自然冷却下,过火后Q690钢随过火温度提高,其初始屈服强度下降。在浸水冷却下,过火冷却后高强钢初始屈服强度提升。且在循环荷载作用下,高温过火后Q690钢均表现出更为显著的应变强化效应,以及在等应变幅循环下均由未过火状态时的循环软化逐步转化为高温过火后的循环硬化效应。根据试验结果拟合了过火后Q690钢的Chaboche循环本构模型参数,可用于火灾后Q690钢结构的残余抗震性能评估。 展开更多
关键词 Q690高强钢 冷却方式 单调拉伸 循环加载 滞回性能 本构模型
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PVDF膜材双轴全域拉伸非线性及力学参数研究
8
作者 张燚聪 陈建稳 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第4期5-13,39,共10页
为了明确织物膜材从拉伸到破坏整个过程的双轴拉伸性能,以典型PVDF涂层聚酯织物为研究对象,通过七个应力比下的双轴单调拉伸试验,利用编写的MATLAB程序获得了涂层织物复杂的变形性能和精确的弹性参数,并对其变形和力学参数进行响应面分... 为了明确织物膜材从拉伸到破坏整个过程的双轴拉伸性能,以典型PVDF涂层聚酯织物为研究对象,通过七个应力比下的双轴单调拉伸试验,利用编写的MATLAB程序获得了涂层织物复杂的变形性能和精确的弹性参数,并对其变形和力学参数进行响应面分析,揭示了涂层织物在不同应力水平和应力比下弹性模量、泊松比和正交各向异性的演化规律。结果表明,全域应力范围内材料的弹性参数和正交各向异性特征随着应力比和应力水平的改变而显著变化。此外,基于单、双轴拉伸应力-应变的关系,引入了表示双轴单调拉伸试验中拉伸与收缩比例的刚度耦合系数,推导出了弹性模量公式,其计算值与试验值吻合较好。研究所得结论可为膜结构工程中织物膜材的拉伸力学性能以及膜面破坏分析提供有益参考。 展开更多
关键词 平纹织物膜材 响应面 双轴单调拉伸 弹性参数 全域应力范围 复合材料
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预加循环荷载下混凝土轴拉应力-应变全曲线试验研究 被引量：1
9
作者 袁佳怡 石丹丹 陈徐东 《混凝土》 CAS 北大核心 2018年第6期22-24,30,共4页
混凝土结构在其使用年限中会受到循环荷载的作用,因此在评估结构及其组成材料的力学性能时,必须考虑初始循环荷载历史的影响。对混凝土进行了初始循环往复拉伸试验和单调拉伸试验研究。初始循环荷载水平分为4组,分别为0、40%、60%以及80... 混凝土结构在其使用年限中会受到循环荷载的作用,因此在评估结构及其组成材料的力学性能时,必须考虑初始循环荷载历史的影响。对混凝土进行了初始循环往复拉伸试验和单调拉伸试验研究。初始循环荷载水平分为4组,分别为0、40%、60%以及80%的极限破坏荷载。通过试验,探究了不同的初始循环荷载水平对混凝土的单轴拉伸性能的影响。试验结果表明,随着预加循环荷载水平的提高,混凝土的极限破坏强度基本保持不变,而弹性模量和破坏应变却呈降低趋势。混凝土试件断裂能量随着初始预加循环荷载水平的增高而降低。 展开更多
关键词 循环荷载 往复拉伸试验 单调拉伸试验 极限破坏荷载
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模拟北方酸雨对Q235钢腐蚀力学行为的试验研究
10
作者 张童 刘海卿 吕学涛 《材料保护》 CAS CSCD 2022年第4期33-39,共7页
为研究北方酸雨对钢管混凝土构件力学性能的影响规律,亟需研究钢管在酸雨腐蚀条件下不同腐蚀程度力学性能的变化规律。为此,参照大连市历年酸雨统计的化学成分,采用人工配制模拟酸雨溶液进行室内加速腐蚀的方法,对Q235钢进行单调拉伸试... 为研究北方酸雨对钢管混凝土构件力学性能的影响规律,亟需研究钢管在酸雨腐蚀条件下不同腐蚀程度力学性能的变化规律。为此,参照大连市历年酸雨统计的化学成分,采用人工配制模拟酸雨溶液进行室内加速腐蚀的方法,对Q235钢进行单调拉伸试验。结果表明:酸雨腐蚀后钢材表面易形成腐蚀坑;低腐蚀率(β≤10%)拉伸件的断口主要为正断破坏;高腐蚀率(25%≥β≥15%)拉伸件的断口主要为斜断破坏;模拟酸雨腐蚀后钢材的屈服强度、弹性模量、极限强度和伸长率随着腐蚀率的增加而减少,而泊松比随着腐蚀率的增加而增加。基于试验数据,回归出模拟酸雨腐蚀条件下Q235钢力学性能指标的简化经验公式,结果可为酸雨区钢管混凝土组合结构的设计及结构安全评估提供理论基础和科学依据。 展开更多
关键词 酸雨腐蚀 Q235钢 单调拉伸试验 力学性能指标
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