温升速率对高温应变计性能的影响

本文介绍了高温应变计在温度变化下热输出特性变化的理论公式,用实验方法测定了应变计敏感栅和试件表面温度之间的温差,找出了用两种不同胶粘剂(无机胶粘剂u_(529),及有机胶粘剂 J06—2)粘贴的应变计在试件正面加热与反面加热条件下,热输出的变化规律.     

大电流快速加热条件下LY12铝板动态变形的云纹干涉法实验研究

本文研究了中间带孔受拉铝板在大电流热冲击条件下的动态变形测试．在试件表面制作高温高频光栅，预加机械载荷后放入双光束云纹干涉光路中，用大电流加热器对试件进行快速加热，利用高速摄影机拍摄记录试件表面圆孔附近区域干涉条纹的变化情况，同时利用测温系统对试件的温度变化情况进行了测试记录．实验结果表明，用高速拍摄方法摄影热冲击条件下的云纹干涉条纹变化是可行的．     

单搭接胶接接头拉伸剪切性能的数值模拟与实验研究

采用数值模拟和光测技术对单向拉伸载荷作用下单搭接胶接接头中的剪切性能进行分析,研究了不同厚度胶层中切应力的变化规律。用有限元方法(FEM)对不同胶层厚度的试件进行建模,得到了拉伸载荷下胶粘剂中的切应力分布及其统计参数。利用数字图像相关(digitalimage correlation,DIC)方法对试件的变形场进行测量。结果表明,当胶粘剂的厚度较小时,胶粘剂中的切应力的分布统计参数随着其厚度的增加会有显著的变化,但是当厚度超过一定的数值时,统计参数对厚度的变化不再敏感。     

扫描显微环境下电流加热试件时的温度控制

如何实现扫描电镜(SEM)腔体内电加热试件的恒温控制,对于金属及合金材料在超高温环境下的微观力学性能的原位测量具有重要意义。本文在MATLAB GUI以及串口通信的基础上,建立了SEM环境中高温电加热系统,提出了一种SEM环境下串口通讯控制样品温度的电流加热控制方法,以及高效、灵敏的反馈函数,设计了友好的软件控制和测量界面,在SEM环境中对不同材料进行了测试,实现了单向拉伸加载条件下电流加热钨丝试件1700℃时与镍基单晶合金试件1000℃时,试件的温度波动分别保持在±3℃与±1℃之内。随后,利用该系统完成了1400℃静态和1200℃单轴拉伸与疲劳实验,系统在此温度时依然可获得高质量的原位扫描显微图像。该实验验证了所提方法对电流加热试件温度控制的有效性,为焦耳热加热实现材料高温力学性能研究,以及研究电加热对材料热性能的影响等关键问题提供了可靠的实验平台。     

水泥混凝土常温电测温度补偿研究

本文提出了计算外补偿线路的串并联电阻的公式。用该公式确定的外补偿线路和组合式温度自补偿应变计结合起来能构成一种可调整的应变计。这种应变计很容易消除水泥混凝土由于线膨胀系数分散而引起的热输出,外补偿线路引起应变计灵敏系数的下降,可以通过修正来解决。本文亦展示了验证试验结果,还探讨了上述公式在焊接式半桥自补偿应变计中的应用。     

基于应变计观测数据的混凝土温度应力解析

混凝土温度应力测定一直是人们致力解决的科学难题.本文根据振弦式混凝土应变计的工作原理,提出了基于混凝土应变计观测数据的温度应力计算公式,并采用电热带给试件直接施加温度作用的方法,模拟弹性约束条件进行了温度应力试验测定,确定了计算公式中温度应力修正系数与温度变化的关系.研究结果表明,振弦式混凝土应变计可以用来测定均匀温度作用产生的温度应力,根据本文提出的计算公式得到的温度应力计算值与实测值吻合良好.     

高温升率下LY12铝合金拉伸破坏及其机理的研究

使用Gleeble1500热力模拟实验系统研究了温升率及其历史对LY12铝合金拉伸破坏的影响。对采用不同温升率加热到给定温度后的试件的拉伸试验表明,相同工作温度下经历较高温升率历史的试件的强度较低;以不同温升率对不同预载应力水平的试件快速加热直至破坏,发现预载应力相同时经历较高温升率试件的失效温度较低．对试件断口附近材料金相组织的分析表明,当工作温度或预载应力水平相同时,较高温升率下材料的微缺陷明显增加．高温升率造成的局部热失配及材料微观组织结构的损伤,不同温度、应力和时间下材料的再结晶程度等对材料的宏观本构行为及失效具有重要影响．     

高温冲击拉伸试验中的快速接触加温技术

本文阐述了高温冲击拉伸试验技术中基于大热容量热惯性温升极大值原理的快速接触加温技术;研制了稳定性好、加热效率高、总体热惯性大、断电温升至极大值的稳定时间长的一对新的加温炉。测试结果表明,可以在试件上获得了最高可达1073K的近似稳定和均匀的温度场。通过实验研究建立了试件温度、稳定炉温和加温炉加热自动断电设定温度之间的标定关系。利用此标定关系,可以根据试验所需要的试件温度方便地确定加温炉自动断电设定温度,并通过监控稳定炉温来实施的所需试件温度下的冲击拉伸试验。本文还对高温冲击拉伸试验中的相关问题进行了分析讨论。     

力-热耦合作用下钛膜的破坏行为实验研究

金属薄膜/聚合物基底(尤其是温度敏感型的聚合物)结构在外力和加热影响下的力学性能变化直接影响到器件的功能和使用寿命。通过光学显微镜原位观察钛膜/有机玻璃基底结构在力-热(20~44℃)耦合作用下的薄膜表、界面响应。在外部轴向压力作用下,薄膜会发生垂直于加载方向的屈曲。保持试件的加载端边界位移不变,对其进行加热,薄膜会出现垂直于屈曲方向的横向裂纹。通过分析发现薄膜产生横向裂纹的原因为:力-热耦合作用促使聚合物基底在非加载端方向的拉应变增大。在不同长度的薄膜裂纹段上,较长裂纹段中心部位上受到基底传递的拉应力较大,产生再次断裂的可能性较高。     

内燃机车活塞热应力实测与数据自动处理

本文介绍了高速变温条件下的内燃机车活塞热应力测量的数据采集处理系统及方法,提供了一种往复式引线装置和一种应变计的防护措施,给出了铁铬铝高温应变计热输出的重要规律和数据处理的数学模型。     

含微裂纹的95%Al2O3陶瓷的力学性能

本文采用三种不同加载方式(单轴拉伸,三点弯曲以及圆盘压缩)研究含微裂纹Al_2O_3的陶瓷的弹性性能及其抗拉强度.微裂纹是通过对材料瞬时突变加热和冷却(简称热冲击)形成的.试验结果表明:1)三点弯曲试验得到的力学性能参数较其它两种加载方式所得到的结果要稳定和集中.单轴拉伸试验结果分散性最大.2)热冲击温度越高,材料的等效弹性模量?和等效泊松比?以及各种加载方式下试件的抗拉强度??都有不同程度的下降.电镜观察证实了力学性能参数下降主要与材料内部微裂纹密度增加有关.3)Budiansky-O'Connell方法被用来估计不同热冲击处理后的圆盘试件在断裂过程中的微裂纹密度变化,结果表明实际材料的微裂纹密度较理想材料的微裂纹密度都有一定的偏差.     

随机激励下受热翼面的模态频率特性试验研究

现代高速飞行器结构热模态频率特性试验研究,对这类飞行器设计校核和飞行安全具有重要意义。根据飞行过程中遭受的气动加热特性设计了瞬态热环境模拟系统,同时,根据高温环境的特点对测试中的激励和测量方式进行了重新设计,成功地将普通激振器应用于高温结构模态试验,最终将热环境模拟系统与振动测试系统组合,形成一套考虑瞬态热影响的热模态试验系统,实现了瞬态热环境下结构模态的地面测试。对一个切尖三角翼测量了各个加热区的温度随加热时间的变化,验证了加热温度控制的精确性;在纯随机激励下对测得的激励和振动响应信号采用短时傅里叶变换(Short Time Fourier Transformation,STFT)进行时变模态参数辨识,获得了前四阶模态频率随加热时间的变化,并与结构有限元数值计算结果进行了比较,试验与计算结果吻合得很好,验证了该试验方法对热模态测试问题的有效性和准确性。通过分别对瞬态和稳态热环境下结构模态频率试验和计算结果的分析,探讨了结构瞬态温度场对模态频率影响的机理,揭示了结构内部存在的热应力和材料属性的变化,是决定模态频率随加热时间变化趋势的内在原因。     

水泥砂浆的一个热粘弹性率型损伤本构模型

利用SHPB实验系统及自行研制的混凝土类材料快速高温加热设备,对水泥砂浆试件进行了不同 温度(20~600℃)和3种冲击速度下的实验,得到了不同温度和冲击速度下水泥砂浆试件的应力应变关系曲 线。基于ZWT粘弹性本构模型,并且考虑高温下水泥砂浆损伤演化规律都服从Weibull分布,提出了一个水 泥砂浆的热粘弹性率型损伤本构模型。通过数据拟合,获得了本构模型的相关参数,结果表明:理论预测和实 验结果吻合良好。     

热刺激下血管力学变化特征及对血流量的影响

为了探索热刺激下微循环变化的机理,建立了鼠背部皮肤加热实验台,获得了加热过程中的血流量。在热刺激作用下,血流量呈现出两阶段变化,分别受到神经调节和内皮调节作用。根据内皮调节模型,模拟不同温度刺激下血流变化引起的血管径振荡过程,获得了内皮舒张因子NO在血管壁中的分布和不同温度下的血管舒张度。结果表明:加热温度越高,血管舒张程度越剧烈;采用318K加热时,血管增大了0.26倍;通过力学分析,证明了血管舒张可使血管壁所承受壁面切应力保持恒定,同时证实了热刺激促使的二次血流升高是内皮调节作用的结果。     

一种高温SHPB实验技术中的温度场分析

近年来发展了一种单独对试件加温的高温SHPB技术,即首先对试件单独加热,然后在短时内完成导杆和试件的组装,随即进行实验.本文针对使用这一实验技术的ψ5mm、ψ22mm的SHPB试验系统,对室温的导杆和高温的试件间的短时界面热传导进行了数值模拟,得到了实验过程中导杆和试件的温度场变化.综合导杆中的温升以及试件中的温差两方面的原因,本文分析认为,在研究材料高温动态力学性能方面,小杆更具优势.     

油气在持续热壁下热着火发生的数值模拟

为了对油气在持续热壁下热着火发生过程进行数值模拟,耦合化学动力学模型、流体动力学模型及辐射传热模型,建立了油气热着火的统一模型。基于实验工况,模拟了受限空间中油气在持续热壁条件下热着火发生过程,并分析了温度、压力流场的演变特征,以及不同位置处温度、压力、层流速度、湍流速度和组分质量分数的变化曲线。通过模拟,发现油气热着火过程存在3个阶段,分别为加热初始阶段、加热中间阶段和热着火发生阶段。不同阶段存在的主要原因是化学反应和流动的主导作用不同。     

第二届全国电阻应变计及其应用技术交流会

由中国仪器仪表学会仪表元件学会电阻应变计及其应用技术专业委员会召开的第二届全国应变计及其应用技术交流会于1990年10月22～24日在西安市举行。从交流论文内容可以看到自1987年4月第一届交流会以来,我国在高温应变计研制、高精度传感器用应变计、应变计合金、粘结剂、应变式传感器以及应变电测技术在各种领域中广泛应用,取得了一批新的成果。     

一种改进的金属材料的高温动态拉伸实验技术

在旋转盘冲击拉伸实验装置上,利用金属材料自身的导电特性,对试样施加电流.使其在电流作用下发热,实现自加热,形成了试件快速加热而波导杆温升很小的金属材料的动态高温高应变率拉伸实验技术.应用该实验技术获取了45 #钢从室温到1000℃温度范围和应变率650s-1时的材料动态拉伸应力—应变曲线.实验结果表明,45 #钢具有明显的热软化效应,其流动应力和屈服应力随温度的升高而降低.     

冲击大电流高加热率实验装置研究

研究了两种能对金属快速加热的高加热率实验装置。第一种ＲＬ装置能对试件产生几十至五千℃／ｓ范围内调节的中等加热率。第二种ＲＬＣ加热装置能对试件产生１０￣５～１０￣７℃／ｓ的超高加热率。两种装置均能在加热过程中使试件产生一个近似均匀的温度场，且均可和常规的力学加载装置配套使用。     

材料对快速加热的动响应

本文讨论了固体材料在快速加热下的状态方程,论述了固体在快速加热条件下热击波的产生、传播以及力学破坏,并用一维流体弹塑性模型模拟了快速加热下组合板中热击波的产生、传播、相互干扰及断裂破坏。