铝锂合金材料的极限应变率软化特性研究

通过系列准静态与动态力学实验得到了铝锂合金材料的基本力学参数。证实了该种材料具有独特的应变率软化特性 ,并揭示了材料应变率软化效应的极限性特征 ,提出了极限应变率软化材料的概念 ,从而对突加载荷下粘塑性材料中也会出现双波结构的现象给出了合理的解释。为便于实际应用 ,还对实验得到的材料应力 应变曲线进行了拟合 ,提出了一种便于实际应用的材料本构关系的具体形式 ,即双幂次应变硬化 极限幂次应变率软化本构关系。  

应用数字散斑相关技术研究缺口根部高温疲劳变形

应用数字散斑相关技术研究了耐热合金试件在450°环境中缺口根部的弹塑性变形及其与疲劳循环次数的相关性。疲劳试验在单边带缺口的拉伸板状试件上进行。试件由耐热合金GH4169材料制成，试件表面预先通过离子溅射法制作了离散的金粒散斑图。试验采用逐级循环加载和疲劳循环加载交替的方式进行。首先进行逐级循环加载，将最大载荷Pmax平均分成8级，由0逐级加载至最大载荷，再由最大载荷逐级卸载至0；同时由图像系统半自动地、连续同步地采集系列散斑图。然后按0→Pmax→0加载方式，连续进行250次疲劳循环加载。逐级循环加载和疲劳循环加载不断交替，直至疲劳断裂。利用数字散斑相关技术计算出缺口根部的弹塑性应变，进而求出缺口根部应变、名义迟滞回线面积及斜率与疲劳循环次擞的相关性。试验结果对于耐热合金材料的疲劳寿命研究很有意义。  

孔周弹塑性变形与疲劳循环次数的相关性

应用白光散斑相关技术研究了孔周弹塑性变形与疲劳循环次数的相关性,以便探索疲劳寿命的预测方法.疲劳实验在单边带缺口的拉伸板状试件上进行,试件由GH4169材料制成,试件表面上喷涂了白光散斑图.疲劳加载采用0→Pmax→0的循环加载方式,加载波形为正弦波,加载频率为10Hz.实验中,按一定的疲劳循环周次在零载及最大载荷两种状态下停机、采图.应用数字图像相关技术求出孔周附近的残余位移场,并应用逐点最小二乘法求出应变场.实验中获得了一些对于疲劳寿命研究很有意义的结果.  

疲劳过程中的能量耗散和疲劳寿命的预测

试验测量了A3钢和铝合金LY12CZ在疲劳过程中的耗散能密度与应力幅的关系和破坏时的临界累积耗散能密度。通过一系列不同加载频率和应力比的比较试验，结果表明耗散能密度与应力幅的关系和临界累积耗散能密度在不同加载频率下变化不大，但是受应力比的影响较大。本文还建立了临界累积耗散能密度疲劳寿命预测判据，并用此判据进行了带中心孔板条构件的疲劳寿命预测，取得了较好的结果（误差在25％以内）。这种方法对于构件局部的疲劳主要由一个方向应力控制的工程问题，使用简便有效。  

粘塑性变截面杆中冲击波的演化

讨论了粘塑性变截面杆中的一维应力波传播规律。在粘塑性本构理论框架的基础上，利用特征关系和冲击波阵面上的突跃条件，得出了冲击波在传播过程中的演化规律，包括其微分方程和解析表达式，并对Bodner和Johnson-Cook材料和不同收缩形式的杆中冲击波的演化规律进行了讨论，同时计算和讨论了杆中冲击波后方应力波传播规律的特点。  

基于耗散能密度的疲劳裂纹扩展规律研究

在疲劳裂纹扩展过程中,裂纹尖端的能量耗散决定了裂纹扩展能力.研究基于耗散能密度的裂纹扩展规律更有物理意义.耗散能密度是材料疲劳性能的一种表征参数,实验测得了镍基高温合金GH4169材料室温和450℃高温的耗散能密度与控制应力幅值的关系曲线.参照Paris公式的形式提出了基于耗散能密度的裂纹扩展方程,并通过疲劳裂纹扩展试验测量了GH4169材料在室温和450℃高温下的裂纹扩展速率与耗散能密度的关系.试验结果的总体趋势与所提出的扩展方程一致.  

基于虚拟仪器的微机电系统动态特性测试仪设计

设计了一种基于虚拟仪器的微机电系统动态特性测试仪,主要用于微机电系统的频谱测试和静态特性测试.该仪器采用PCI总线24位高性能数据采集卡,使用虚拟仪器技术进行设计和开发,采用扫频方法给待测系统输入一系列由低频到高频的正弦激励信号,进而分析出该系统响应和激励之间的关系.其频率范围为0.01Hz-10 kHz,并能在关键频率附近增加测试的频率点以提高精度.试验表明,该仪器的最大幅值误差小于0.2dB,最大相位误差小于0.7°,同时具有较高的可靠性和扩展性.该仪器自动化程度高,并具有良好的人机交互特性,可实时显示测试数据并绘制曲线,并在测试完成后进行数据分析处理,最后自动生成报表.  

结合数码显微镜的数字散斑相关方法精度分析及应用

结合数字散斑相关方法和一种新型的显微镜数码显微镜,提出了一种测量多晶材料晶粒尺度面内变形的新方法,并通过零变形校准实验、重聚焦实验和平移实验等一系列验证实验分析了该方法的精度和实用性.作为应用实例,对一种镍基合金试件进行了单向拉伸和疲劳实验,得到了晶粒尺度下具有较大应变梯度的应变分布图像.结果表明,该方法能够得到精确的位移测量数据,是一种理想的测量晶粒尺度变形的光测方法.  

Optimal image watermarking scheme based on chaotic map and quaternion wavelet transform

In this paper, an intelligent watermarking scheme optimized by adaptive differential evolution (ADE) is proposed based on chaotic map and quaternion wavelet transform (QWT). Watermark is first scrambled by a piecewise linear chaotic map to increase security and then inserted into the real QWT amplitude coefficients intelligently. ADE algorithm is explored to optimize the watermarking parameter (i.e., scaling factors) automatically. The experimental results demonstrate the high robustness against common signal processing operations, especially geometrical distortions of the proposed algorithm. Comparison results also indicate the superiority of the proposed algorithm over the existing watermarking algorithm.  

三维DIC在GFRP锚杆拉伸力学性能测试中的应用

随着玻璃纤维增强塑料(GFRP)广泛运用于轨道交通及边坡加固中,其力学性能的测试显得尤为重要。基于三维数字图像相关(DIC)方法,研究了三种不同加载速率下GFRP锚杆的拉伸力学性能,分别得到了应力-应变曲线及弹性模量、抗拉强度、最大力总延伸率等参数。实验结果表明,螺旋状变截面锚杆的轴向应变呈非均匀分布,由三维DIC得到的锚杆弹性模量结果一致性优于传统的接触式引伸计方法,GFRP锚杆几乎呈线性分布的应力-应变曲线表明该材料为典型的脆性材料。