基于视场分割的双远心镜头高精度视频引伸计

本文设计了一种基于视场分割的双远心镜头视频引伸计.该视频引伸计通过4个平面反射镜将双远心镜头的视场分割为2个空间上分离的视场,并通过视场标定技术确定了测量系统的放大率和两视场间的距离.在此基础上,通过数字图像相关法(DIC)跟踪试件上2个标记点的运动,获得标距段的伸长量,进而计算出应变.本文通过视场分割的方法扩大了双远...     

自动消除载荷偏心影响的引伸计研究

本文基于拉伸圆截面试样圆周上各点的应变分析，提出一种自动消除载荷偏心影响的引伸计。该引伸计结构简单、可靠、使用方便。特别是在测定金属杨氏模量中更为适用。用电测实验对比校核的数据表明，自动消除载荷偏心影响引伸计安装在不同位置上测量的相对误差不超过０．５％。     

基于双向光学引伸计的材料弹性常数测量

当前,光学引伸计虽然应用较为广泛,但仍然存在泊松比测量精度不高的不足,主要原因是难以同时获得具有高精度的轴向应变与横向应变．因此,本文提出将基于双向视场分离技术的远心光学引伸计应用到材料泊松比测量中．利用该引伸计,可以同时采集试件两个方向四个视场的表面信息;通过测得的双向应变—荷载曲线,得到准确的材料泊松比和弹性模量．基于该引伸计,开展了水泥试件压缩试验、不锈钢试件与环氧树脂试件拉伸试验,分别得到试件的弹性模量与泊松比．结果表明：与电测法的数据对比,该引伸计具有较高精度与较好稳定性的特点,在准确测量材料弹性常数方面具有广泛的应用前景．     

利用位移引伸计测定薄板单轴损伤演化曲线的试验方法研究

一套准确而又简便的测试损伤变量的实验方法，对于推动连续介质损伤力学的工程应用是至关重要的。本文系统研究了利用位移引伸计测定薄板材料单轴损伤演化曲线的试验方法。采用引伸计测量大圆弧变截面试样中心部位某一标距段的伸长量，然后计算得到弹性模量的变化，进而确定损伤变量。文中就试样形状尺寸的确定、主损伤区弹塑性大应变的测控和卸载弹性模量的稳定性、与精确测量等关键测试技术问题进行了深入细致的分析和实验研究，并从多角度对该试验方法的正确性进行了实验验证。文中还介绍了该试验方法在确定LY12-CZ铝合金薄板单轴损伤演化曲线的应用，实验表明本文建议的试验方法是简便有效的，初步奠定了发展标准化损伤曲线测试方法的基础。     

基于超灵敏视频引伸计的飞行器舵机连杆拉压刚度准确测量

舵机连杆拉压刚度的准确测量对于飞行器舵机的安全服役至关重要,而拉压刚度的准确测量则高度依赖于舵机连杆变形的高精度测量.传统的夹持式引伸计虽然可用于材料或结构拉压变形的精确测量,但其测量标距通常较为有限,不能满足复杂工程结构(如飞行器舵机连杆等)变形测量的实际需求.基于远心成像镜头的非接触光学视频引伸计也能满足结构变形的...     

地震检波器弹性元件的强度计算和实验研究

本文分析研究了石油勘探用地震检波器弹性元件的断裂原因,对其在静载情况下的应力分布进行了有限元分析和光弹性实验研究,并对弹性元件做了改进。实验表明,改进后弹性元件的工作寿命较改进前有大幅度提高.     

非线性弹性元件—碟形弹簧,膜片弹簧的力学与数学模型的研究

本文提出了研究碟形弹簧和膜片弹簧的新的力学模型。用梁的大变形理论与一般轴对称壳体Reissnef有限变形理论,建立了符合力学模型和实验资料的新的数学模型——非线性边值问题。应用Green函数方法,将边值问题化为等价的非线性积分方程组,便于理论研究和求解。     

水平油水两相流流型对阻抗式含水率计的影响研究

实验研究了水平条件下20mm管径油水两相流的流动特性对阻抗式含水率计测量的影响.首先利用阻抗式含水率计测量不同含水率和流量条件下的混合物电阻率,并使用高速摄像记录对应的流型特征,进而分析流型对测量值的影响.通过对低、高流量分别采用电学和流体动力学模型分析后发现:低流量下混合物电阻率的主要影响因素是油水两相之间的速度滑脱,采用双流体动力学模型能有效地反映其变化规律.而高流量下(水包油分散流时)速度滑脱很小可以忽略,油水两相的空间结构对混合物电阻率的影响是问题的关键.近似绝缘的油滴分散在导电的水中形成的含孔导体电阻率高于实心导体,适用的电学模型是Maxwell电阻率模型.     

薄膜式锰铜压阻计的动态标定

介绍了以飞片平面撞击标定某新型锰铜压阻计的过程及方法. 标定在Phi130 mm轻气炮上进行, 采用有机玻璃, Cu和W 3种材料为飞片和靶板材料, 实现不同速度下的同种材料平面正撞击, 获得0.66$\sim$25.4\,GPa范围的入射压力, 并利用几何修正和$D$-$u$关系修正两种方法对结果进行了修正, 给出了标定结果以及拟合曲线.     

测量土、岩石介质中的动态应力用的压电式应力计

本文介绍一种压电式应力计,它的主要性能是:测量量程为10-1000kgf/cm~2;响应时间小于7μs;线性误差小于士1％;综合应力测量误差小于±10％,该应力计可用于测量土、岩石和混凝土介质中的动态应力,也可用于测量动态力和流体介质中的动态压力。     

三维DIC在铸铁拉伸试验中的应变测量精度研究

基于三维数字图像相关方法(3D-DIC)的拉伸实验研究了铸铁的拉伸力学性能,分别得到了应力-应变曲线、弹性模量、抗拉强度、延伸率等拉伸力学性能参数．将3D-DIC应力-应变的测试结果与目前实验中使用广泛的接触式引伸计方法的实验结果作了对比,得到两者的应力-应变曲线基本重合,弹性模量相差不超过4%．此外,还对3D-DIC和机械引伸计的应变绝对误差和相对误差作了详细比较,实验表明3D-DIC在铸铁拉伸力学性能测试中具有足够的应变测量精度,完全可以取代传统引伸计成为一种有效的非接触式变形测量手段．     

光子晶体应变片的基本原理

光子晶体是人造的周期性结构材料。作为一种复合材料,各组份的介电性质及其空间排列方式决定了光子晶体具有独特的光带隙性能。光子晶体受力变形后必然会改变各组份的空间排列方式,从而改变其光带隙性能。本文利用数值方法模拟了一维光子晶体承受正应变时对其光带隙性能的影响,发现应变的大小与禁带起始波长及截止波长之间存在简单的线性关系。既通过测量光子晶体的光带隙性能就可以得知应变的大小,从而验证了制造光子晶体应变片的可行性。这种应变片的优点是不需要导线相联,而且没有活动部件。     

Measuring Fracture Energy in a Brittle Polymeric Material: Application of a High-Speed Optical Extensometer

The brittle fracture of polymethyl methacrylate (PMMA) was studied using a high-speed extensometer, which consisted of an optical fiber and a position-sensing detector (PSD). Single-edge-cracked tensile specimens were pin-loaded with a special jig so that they could split and fly in the loading direction after fracture. The flying height and residual deformation of the split specimen were measured to estimate the elastic energy E _e and non-elastic energy E _n, respectively. By subtracting E _e and E _n from the external work U _ex applied to the specimen, the fracture energy E _f for creating a new fracture surface was evaluated. The results showed that E _e, E _n, and E _f increased with U _ex, and the ratio E _f/U _ex was about 45% over a wide range of U _ex. Energy release rate was also estimated using U _ex or E _f, and the results suggested that it was overestimated if E _e and E _n were included.     

电测虚拟实验探讨

介绍了自行研制的多媒体教学软件虚拟电测实验系统。该系统是在采集真实的实验图片和真实的实验数据基础上使用Visual Basic编制而成的。它完全模拟实际的实验环境和实验过程,能够完成电测的基本实验,如电阻应变片灵敏系数测定、材料弹性常数的测定、纯弯曲梁截面正应力分布的测定、主应力的测定等实验项目。制作该虚拟实验系统的目的是为了给学生提供一个预习的工具,让学生在进入实验室做实验之前就基本掌握实验的全过程,提高其对实验课的学习兴趣,同时也可以缓解实验教学设备不足与实验教学设备利用率低下的矛盾。实践证明:使用该系统教学与传统的教学过程有着明显的不同,它使学生由被动地参与教学过程变成主动地学习,这有利于知识的获取与掌握,此外,对于实验条件不足的困境也起到了一定的缓和作用。     

混凝土动态力学量的应变计直接测量法

本文介绍了用应变计直接测量混凝土动态应力一应变曲线的试验研究。讨论了分离式Hopkinson压杆装置间接测量混凝土材料动态应力一应变曲线存在的问题。试验分析了材料不均匀性和撞击端面接触不均匀对应变计记录信号的影响。在此基础上，用应变计直接测量应变法得到了无骨料钢纤维增强混凝土的两个应变率下的应力一应变曲线，并与传统方法的结果进行了分析比较。新方法适用于损伤演化较小的初始阶段，可以获得更可靠的加载应力一应变曲线。随着损伤的加剧，产生较大的随机应变，导致新方法的失效。     

二维弹性随机边界元与可靠性分析

本文利用对随机变量求偏导数的方法，推导了二维弹性随机边界积分方程及其相应的公式，考虑了随机边界条件、材料性能参数随机量以及几何尺寸随机因素等。本文还将所发展的方法用于结构静强度的可靠性分析。算例分析表明，本文数值结果与ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟和理论解相比是十分满意的。     

应变式压杆压力传感器在冲击波载荷测试中的应用

在近区爆炸冲击波载荷测量中,压电式压力传感器因上升时间短且强度高的高频压力脉冲作用而可能产生疲劳和过载失效。本文根据应力波在细长圆柱弹性杆中的传播特性,设计了一种应变式压杆压力传感器,当圆柱杆的一端受到压力波作用时,产生的弹性应力波沿杆轴向传播,通过测量杆的轴向应变可计算出杆中传播的应力波,从而得到作用在杆端的压力波。为了检验压杆压力传感器的性能,采用一个厚壁圆柱形爆炸容器,并将传感器安装在容器壁面不同位置上,测量中心装药产生的爆炸冲击波载荷,经反复试验,结果表明这种传感器性能是稳定可靠的。     

间接骨折的应变片测量

本文设计的实验把离体猪股骨埋入明胶中,实现了更近实际的创伤模拟和实施了应变片测量技术在生物组织上的直接应用。证实了间接骨折是由应力波造成,而不是由空腔效应引起的。观察到骨的断裂表现出极强的脆性性质。     

Gauge finite element method for incompressible flows

A finite element method for computing viscous incompressible flows based on the gauge formulation introduced in [Weinan E, Liu J‐G. Gauge method for viscous incompressible flows. Journal of Computational Physics (submitted)] is presented. This formulation replaces the pressure by a gauge variable. This new gauge variable is a numerical tool and differs from the standard gauge variable that arises from decomposing a compressible velocity field. It has the advantage that an additional boundary condition can be assigned to the gauge variable, thus eliminating the issue of a pressure boundary condition associated with the original primitive variable formulation. The computational task is then reduced to solving standard heat and Poisson equations, which are approximated by straightforward, piecewise linear (or higher‐order) finite elements. This method can achieve high‐order accuracy at a cost comparable with that of solving standard heat and Poisson equations. It is naturally adapted to complex geometry and it is much simpler than traditional finite element methods for incompressible flows. Several numerical examples on both structured and unstructured grids are presented. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.