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1.
陈健  辜萍  柳兆涛  赵建华 《实验力学》2006,21(2):151-156
高纯铝箔在特定的溶液下经过电化学阳极氧化腐蚀,可在其表面生成一层多孔的非晶氧化铝层,其孔径分布非常均匀,孔大致呈六方密排布。由于此类薄膜具有规则的纳米级孔径,大的比表面积,良好的自组织排列性,所以其日益受到人们的关注。然而,到目前为止,对于此类薄膜力学性能的研究还很少,所以在一定程度上限制其功能的开发和应用。为了获得此类多孔膜的弹性常数,本文首先由实验出发,通过光力学检测(双光束散斑干涉)的方法得到薄膜拉伸时的整体表观弹性模量。然后对薄膜建立二维有限元模型,运用均匀化理论反推出其基体(无孔结构)的弹性模量,同时考察了不同的基体泊松比对模型整体表观模量的影响,并且用一般有限元方法验证了沿特定方向拉伸时均匀化模型计算的有效性。  相似文献   
2.
电化学氧化法制备的氧化铝多孔膜有六角规则密排的纳米孔,其优良的结构特点使其具有良好的用途,可应用于微粒物质分离,氧化剂的载体,微电子机械系统的组件和纳米器件等。在前期研究了这种氧化铝膜的力学性能如拉伸性能和弯曲性能的基础上,本文实验研究了这种氧化铝多孔膜的振动特性即共振频率特性和振动模态,估算了该氧化铝多孔膜的相当弹性模量,与其他方法测得的相当弹性模量基本一致。  相似文献   
3.
高纯铝箔在特定的溶液下经过电化学阳极氧化腐蚀,可在其表面生成一层多孔的非晶氧化铝层,孔大致呈六方密排,孔径分布均匀.此类薄膜具有规则的纳米级孔径,大的比表面积,可用在微纳滤方面和纳米材料组装方面.然而,对于此类薄膜力学性能的研究较少,在一定程度上限制其功能的开发和应用.为了获得此类多孔膜的弹性常数,本文用鼓膜法结合散斑干涉实验方法、单轴拉伸结合双光束干涉法和多普勒测振仪三种方法测量氧化铝多孔膜的弹性模量,得到的宏观弹性模量基本相同, 并对三种方法的优缺点进行了比较,分析了多孔氧化铝膜与块状氧化铝材料或致密氧化铝膜力学性能的差异.  相似文献   
4.
高纯铝箔在特定的溶液下经过电化学阳极氧化腐蚀,可在其表面生成一层多孔的非晶氧化铝层,孔大致呈六方密排,孔径分布均匀。此类薄膜具有规则的纳米级孔径,大的比表面积,可用在微纳滤方面和纳米材料组装方面。然而,对于此类薄膜力学性能的研究较少,在一定程度上限制其功能的开发和应用。为了获得此类多孔膜的弹性常数,本文用鼓膜法结合散斑干涉实验方法、单轴拉伸结合双光束干涉法和多普勒测振仪三种方法测量氧化铝多孔膜的弹性模量,得到的宏观弹性模量基本相同,并对三种方法的优缺点进行了比较,分析了多孔氧化铝膜与块状氧化铝材料或致密氧化铝膜力学性能的差并。  相似文献   
5.
鼓膜法测定纳米多孔氧化铝薄膜的弹性模量   总被引:5,自引:4,他引:1  
本文的多孔氧化铝薄膜含有直径均一、互相平行且与表面垂直的有序纳米孔阵列。它有广阔的应用前景。多孔氧化铝膜与氧化铝陶瓷材料的宏观力学性能有很大的区别。本文用鼓膜法结合实时电子散斑干涉(ESPI)技术,测量薄膜压力与离面位移的关系,再用周边固支平板小挠度模型计算出多孔氧化铝薄膜的宏观弹性模量。本实验中厚76微米的多孔氧化铝薄膜的宏观弹性模量为32.5GPa,比热压氧化铝陶瓷的弹性模量几乎小一个数量级,主要是由于晶相和细观结构不同造成的。这种方法较适合测量此类结构薄膜的力学性能。  相似文献   
6.
陈健  辜萍  柳兆涛  赵建华 《实验力学》2006,21(3):307-314
电化学阳极氧化生成的氧化铝薄膜含有高度有序的纳米孔阵列,本文首先假设氧化铝薄膜基体(无孔部分)为各向同性,结合其周期性孔结构特点和均匀化理论,可以得到氧化铝基体和薄膜弹性性质之间的关系。然后利用单轴拉伸结合电子散斑干涉(ESPI)的方法得到薄膜面内的杨氏模量为63.4GPa,并根据均匀化方法得到的基体与薄膜弹性性质的关系进一步推出薄膜横观各向同性的其它弹性参数,如基体杨氏模量等。为证明结果的可靠性,利用推出的弹性参数建立三维有限元模型,模拟纳米压痕实验,得到的加卸载曲线与实验曲线相吻合。  相似文献   
7.
氧化铝多孔膜变形的时间序列散斑干涉法检测   总被引:2,自引:2,他引:0  
本文通过鼓膜实验,利用双光束电子散斑干涉技术(ESPI)和时间序列的散斑干涉法,首先对纯铝试样鼓膜变形进行测量,并结合薄板小挠度理论计算了纯铝的弹性模量,结果与弹性模量的参考值基本相同,表明该测量变形的方法精确可行。在此基础上对二步阳极氧化法制备的氧化铝多孔膜试样的鼓膜变形进行了检测,变形检测结果为进一步研究氧化铝多孔膜的力学性能及其与微观结构的关系提供了依据和基础。  相似文献   
8.
扁挤压筒的挤压力及应力场的光弹性分析   总被引:6,自引:3,他引:3  
扁挤压筒是挤压大型铝壁板的重要工具,也是关键技术之一。与圆挤压筒相比,由于扁挤压筒型腔的线型特殊,理论计算相当困难,很难有精确的理论解。同时,非中心对称的型腔使挤压力的分布也不均匀,使得以均匀分布挤压力作为边界条件的数值计算产生了相应的误差,也使理论计算更加困难。本文制作了1:18的环氧树脂扁挤压筒整体模型,用低弹模的环氧树脂材料作挤压材料模拟挤压工况并将应力加以“冻结”,然后通过光弹性实验研究分析了挤压筒挤压时挤压力的分布特点以及筒体内部的应力场情况。结果分析得出:挤压力沿型腔高度大体上是均匀分布的,但沿型腔周向有着明显的变化;并在型腔的长轴位置出现应力集中。该实验结果为扁挤压筒的强度计算及结构设计提供了参考依据,也与数值分析解起到相互佐证的作用。如果把扁挤压筒的受力模型简化成中间带椭圆孔的无限大平面的弹性力学模型,理论最大应力值与实验结果比较接近。  相似文献   
9.
履带工程机械在工程实际中广泛使用,轨道链轨节承受整机绝大部分重量和全部的牵引驱动力,常见压缩压弯、扭曲、拉伸断裂等病害现象.文章在对链轨节受力情况理论分析的基础上,运用有限元法,分析链轨节结构的应力分布,获取了极值应力及位置.分析结果为改进结构的设计、加工方法和加工工艺提供了依据,为进一步使用电测和光学等试验方法测定其应力分布,进行疲劳试验,提高国产履带机构中链轨节力学性能和使用寿命有指导意义.  相似文献   
10.
针对某型叉车起升机构中横梁弯角频繁出现的断裂现象进行了理论与数值分析,并对失效部位进行了试验检测。通过比较发现,数值分析与试验测试结果一致,即安全系数偏低,接近于1.0。然后,进一步数值分析了中横梁的基本尺寸参数(厚度b、高度h、弯角半径R)对横梁强度性能的影响。结果表明:厚度b是影响强度的最主要因素;弯角半径R对强度有较大影响;而高度h对结构强度影响较小。基于此,对中横梁结构尺寸进行了优化,最优化结构的应力大幅降至125MPa,较现有结构降低了约91MPa,安全系数显著提升至1.7左右,而结构质量基本不变,较好地解决了这类叉车门架横梁的失效问题,对类似的工程机械的设计研究和生产使用具有指导和借鉴意义。  相似文献   
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