IDENTIFICATION OF ELASTIC-PLASTIC MECHANICAL PROPERTIES FOR BIMETALLIC SHEETS BY HYBRID-INVERSE APPROACH

Analysis, evaluation and interpretation of measured signals become important components in engineering research and practice, especially for material characteristic parameters which can not be obtained directly by experimental measurements. The present paper proposes a hybrid-inverse analysis method for the identification of the nonlinear material parameters of any individual component from the mechanical responses of a global composite. The method couples experimental approach, numerical simulation with inverse search method. The experimental approach is used to provide basic data. Then parameter identification and numerical simulation are utilized to identify elasto-plastic material properties by the experimental data obtained and inverse searching algorithm. A numerical example of a stainless steel clad copper sheet is consid- ered to verify and show the applicability of the proposed hybrid-inverse method. In this example, a set of material parameters in an elasto-plastic constitutive model have been identified by using the obtained experimental data.     

具有定向形貌的丝蛋白支架的制备

利用冰晶为模板并结合冷冻干燥技术, 成功地获得了具有一定力学强度的定向多孔丝蛋白支架. 采用扫描电镜、流变、拉曼光谱和压缩测试等方法, 考察了丝蛋白原液在不同pH值和初始浓度的情况下对定向支架的成因、内部形貌及力学性能的影响. 结果表明, 当溶液的pH值为4.4, 浓度由低到高时, 所制备的丝蛋白支架内部将分别出现纤维状结构、轴向片层状和梭状多孔结构. 特别是由初始浓度为15% (及以上)的丝蛋白溶液定向冷冻得到的支架, 在压缩试验中表现出较好的力学性能, 其轴向压缩模量和屈服应力分别达122.6和6.9 MPa, 满足了进一步应用的基本需求.     

人体桡骨支架力学模型及承载性能

针对人体骨组织三维网状孔洞分布特点,得到了一种建立人体骨支架力学模型的方法.利用该方法获得了人体桡骨力学模型,导出了桡骨黏弹性本构模型.通过对桡骨力学模型的承载性能分析,得出:当桡骨受到单向轴向压力时,最大应力出现在通孔孔壁上,且应力与应变的关系是非线性的.     

薄壁管件周向力学性能测试装置及方法

为克服现有技术方法中难以精确测得薄壁管件周向力学性能的弊端,本文提出了一种管件周向力学性能测试装置及测试方法,介绍了该装置的结构及测试原理,并基于有限元软件ABAQUS模拟了整个测试过程。测试结果表明该测试方法的有效性和可行性。最后利用该测试装置对69111不锈钢管件进行了挤胀实验,获得了薄壁管件的周向力学性能数据。该测试方式能有效解决材料各向异性造成的小尺寸薄壁管件周向力学性能的测试技术难题,能直接、有效的测得薄壁管件的周向力学性能。     

多尺度方法在复合材料力学分析中的研究进展

简要介绍了多尺度方法的分类及各自的适用范围,重点阐述了主要的多尺度分析方法------均匀化理论,详细论述了多尺度分析方法在纤维增强复合材料弹性、黏弹性、塑性、失效退化、热力学等力学性能中的研究进展,最后对多尺度分析方法的前景进行了展望.      

CoCrFeNiWx高熵合金在室温及900℃下的摩擦磨损性能

采用真空电弧熔炼技术制备了CoCrFeNiW_x(x=0.25、0.5、0.75及1.0)系列高熵合金,研究了W元素含量对合金晶体结构、显微组织、力学性能以及室温与900℃摩擦学性能的影响.结果表明：合金中W含量较低时形成单相面心立方(FCC)固溶体,W含量较高时会促进金属间化合物μ相的形成,随着W含量提升,合金显微组织由FCC胞状树枝晶(x=0.25)转变为FCC树枝晶及晶间层片状(FCC+μ)共晶组织(x=0.5、0.75),最后转变为FCC基体上分布的粗大树枝状μ相(x=1.0).由于W元素的固溶强化及原位生成金属间化合物μ相的第二相强化作用,使合金的强度和硬度等力学性能显著增加的同时塑性降低.在试验载荷为10 N,滑动速度0.3 m/s的测试条件下,CoCrFeNiW_x系列高熵合金与Si₃N₄陶瓷球配副时的球-盘摩擦试验结果表明：W元素的添加显著改善了合金的室温耐磨性,但对摩擦系数的影响较小;而900℃摩擦时,摩擦表面形成的多元复合氧化物摩擦釉质层具有良好的减摩抗磨作用,特别是W元素氧化产生的...     

空心玻璃微珠及玻璃纤维混合填充环氧树脂力学性能实验研究

制备了一种空心玻璃微珠质量比、四种玻璃纤维质量比的空心玻璃微珠及玻璃纤维混合填充环氧树脂复合泡沫材料。通过一系列准静态压缩、拉伸实验,研究了玻璃纤维填充量对复合材料的密度、强度、弹性模量等性能的影响,并分析了其影响原因。通过三点弯曲实验,研究了复合材料弯曲弹性模量、弯曲强度等力学性能与玻璃纤维填充量的关系。通过拉伸断口SEM照片分析了玻璃纤维增强复合材料力学性能的原因。研究表明:随着玻璃纤维填充量增加,复合材料的拉伸和弯曲强度、压缩屈服极限及弹性模量等力学性能都有较大的提高,且仍然保持了较好的弹性性能和塑性特征。     

矾土熟料微观结构与其力学性能相关性的研究

以块状矿石烧结矾土熟料和均化矾土熟料为研究对象,利用XRD、SEM对矾土熟料的物相组成及其微观结构进行分析,研究相同品级不同制备工艺对材料微观结构的影响,讨论矾土熟料微观结构与其力学性能的相关性.研究表明:块状烧结矾土熟料的刚玉晶粒较小,晶界不明显,许多小晶粒相互连接形成网状结构的“大晶粒”,杂质相填充在小晶粒构成的网状结构中;均化矾土熟料晶粒较大,晶界明显且宽泛,杂质被均化后均匀分布于晶界中,阻碍了晶粒间的直接接触.这种显微结构特征决定了块状烧结矾土熟料较均化矾土熟料具有更优异的高温性能,而均化矾土熟料常温性能更优.     

热压烧结制备BN-MgAlON复合材料及其力学性能研究

以BN-MgAlON复合粉体为原料,Y2O3为烧结助剂,在N2气氛下热压烧结制备了BN-MgAlON复合材料,用X射线衍射和扫描电镜对材料的物相组成和显微结构进行了表征,研究了烧结温度对材料的物相组成、烧结性能和力学性能的影响.结果表明,在1650～1750℃可制备出致密的BN-MgAlON复合材料.材料主要成分为MgAlON、Sialon、BN和CaYAl3O7,随烧结温度的提高,MgAlON的衍射峰逐渐增强.1750℃下所得材料结构均匀致密,材料中Al、Mg、O、N分布比较均匀.材料的抗弯强度、断裂韧性和显微硬度均随着烧结温度的升高而提高.1750℃下的材料性能最好,其体积密度为2.79 g·cm-3,显气孔率为0.3;,抗弯强度为283 MPa,断裂韧性为3.85 MPa·m1/2,硬度为15.33 GPa.并且1750cc,恒温1h条件下烧结的得到的BN-MgAlON复合材料的抗冲刷性和耐磨性均远远优于耐磨钢B-hard-450.     

镍涂层对碳纳米管/镁复合材料界面结合强度影响的分子动力学模拟

使用分子动力学模拟方法研究了镍涂覆单壁碳纳米管(SWCNTs)增强镁基复合材料的力学行为.结果表明,镍涂覆SWCNT/Mg复合材料的杨氏模量显著大于未涂覆SWCNT/Mg复合材料的杨氏模量,在碳纳米管表面修饰的Ni涂层可有效传递碳纳米管和Mg基体之间的载荷.此外,还研究了Ni涂层数对SWCNT/Mg复合材料界面结合强度的影响.对于不同Ni涂层数,即无Ni涂层、1层Ni涂层和2层Ni涂层,涂覆1层Ni和2层Ni的SWCNT从Mg基体中完全拔出后的界面结合强度分别约为无Ni涂层SWCNT/Mg复合材料界面结合强度的3.9和11.9倍.