织物表面摩擦特性测试装置及试验研究

为了评价织物表面的摩擦特性,表征织物和皮肤接触过程中摩擦力的动态变化信息,研制了一种能测试织物表面动态摩擦特性的机械测试装置,该装置集成了机械装置、传感器及控制系统,能一次性测试织物的静、动摩擦系数.基于测试过程中采集的原始数据,定义了摩擦功、静摩擦系数及动摩擦系数3个指标来评价织物表面的摩擦特性.试验采用12种典型的织物样本,对织物的表面摩擦特性进行了客观测试及主观评价,并在日本Kawabata KES-FB4系统上进行了对比试验.结果表明:针对12种典型的织物样本,3个评价指标均存在着显著的差异,牛仔布具有最大的静摩擦系数,经编网眼针织布具有最小的静摩擦系数,与常理相符.客观测试得到的动态指标摩擦功和主观评价的结果具有一致性.本测试装置得到的动态摩擦系数和KES-FB4测试得到的平均摩擦系数也具有一致性.该测试装置可以为相关领域的研究提供一种新的测试手段.     

理想八面体点阵结构力学模型优化及力学性能测试分析

利用光固化立体成型技术(SLA)制备了不同相对密度的光敏树脂基体理想八面体结构,并对其进行紫外固化处理,通过理论计算、实验测试以及数值模拟的方式对八面体点阵结构的力学性能进行了分析.实验结果表明八面体点阵结构的压缩模量以及抗压强度随着相对密度的增加而上升,相对密度从11.3%提升至27.9%,弹性模量上升了3.5倍左右,抗压强度上升2.6倍左右.利用ABAQUS有限元软件对实验过程进行了模拟,数值模拟结果与实验结果具有良好的一致性.在理论计算中,对Deshpande等提出的八面体点阵结构计算模型(DFA模型)进行了修正,计算结果显示修正后的计算结果更接近实验值与模拟值.     

动态加载装置和动态测试技术

本文介绍了力学试验中各种类型冲击加载装置及有关的动态测试技术,讨论了分段式Hopkinson压杆装置的加载特性、主要优点、用途以及在该装置上采用的一些测量新技术。文章中提出的应力波调节器,结构简单,重复性好,是动态光测技术中一种崭新的冲击加载装置。     

薄壁管预扭冲击拉伸实验装置的研制

材料在复合应力下的拉压或扭转行为常常与单轴拉压或者单轴扭转应力下不同,拉压以及扭转常体现出相互影响的特点。而复合应力下的塑性波可以有效地反映材料在复合应力下的本构行为特点。本文通过对霍普金森压杆进行改造,建立了一套薄壁管预扭冲击拉伸的实验装置,可以在薄壁管内产生拉扭耦合塑性波,并对率相关材料304不锈钢进行了薄壁管预扭拉伸实验研究,得到了该材料的拉扭耦合塑性波。结果表明,304不锈钢薄壁管的拉扭耦合塑性波具有明显的耦合快波和耦合慢波的双波结构,并且快波慢波之间没有恒值区间隔。同时也表明,该装置可以实现预期效果,并且可以有效避免薄壁管屈曲的产生。     

试验机弹性储能对岩石力学性能测试的影响

在材料试验机上进行岩石力学性能测试时，如何准确测量岩石的变形是整个测试分析的基础．为了具体考察试验机刚度对岩石变形测量的影响程度，在两台不同的试验机上进行了岩石的单轴压缩试验，通过对加卸载过程中试验系统及岩石能量变化的分析，详细研究了试验系统弹性储能对岩石变形测量的影响，进而给出了基于试验机刚度的修正计算方法，来确定岩石在测试过程中的变形．     

膨胀管分离装置分离时间测试研究

本文采用裂纹扩展计和超动态应变测试相结合的方法,对炸药索的传爆速度及分离结构响应断裂时间进行了实验研究。同时,还分析了内外分离板分离的同步性、两端起爆的同步性。结果表明:对于本文测试的分离结构,其内外分离板分离的同步性较好,滞后时间仅1μs;扁平管接收到爆轰信号到分离板断裂的时间差约为6μs;尽管采用两端起爆,但是实际中由于火工品的差异,并不能够实现两端完全同步起爆,滞后时间长达50μs。     

SHPB装置应用于测量高温动态力学性能的研究

ＳＨＰＢ（分离式Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ压杆）装置由于具有结构简单、操作方便等优点，为人们普遍采用；但作测量材料的动态高温力学性能方面还存在诸多不便之处。本文研究了附有恒温加热炉的ＳＨＰＢ装置，利用一维应力波传播理论和传热学原理，修正了温度梯度场对波形测量的影响，从而使ＳＨＰＢ装置用于高温动态力学测量更为准确可靠；并实际测量了３０ＣｒＭｎＳｉＡ钢从室温到高温（６００℃）的动态（１．５～４．０×１０３ｓ－１）应力应变曲线。     

硅橡胶光栅在高温力学性能测试中的作用

在光栅制作中,硅橡胶是一种很好的光栅传递材料,而且普通的硅橡胶又具有耐高温性。我们利用硅橡胶的这些特性,通过大量的实验工作,制作了耐热试件光栅,用于材料高温力学性能测试,解决了350℃以下制作耐高温光栅的困难。本文详细地介绍了硅橡胶光栅复制技术,在铝基碳化硅材料的高温力学性能测试中得到了很好地应用。硅橡胶试件光栅的应用,对推广云纹干涉法,特别是高温云纹测试技术都具有重要意义。     

一种改进的冲量测试装置及其数据处理方法

对摆锤式片炸药比冲量测试装置及其数据处理方法进行了改进。首先,在对机械结构进行了改进设计的基础上,利用光栅测试系统测量摆动角度,并解决了测试时波形失真的问题,提高了装置的精密性和稳定性。然后,采用该装置研究了阻尼随摆动幅度的变化规律,并用实测数据进行了验证;提出了片炸药比冲量测试时的最大摆角修正方法,并进行了试验对比研究。结果表明:改进后的装置及其数据处理方法能够更加准确地测量片炸药的比冲量。     

一种微构件拉伸测试系统及测试结构设计

微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)的力学性能是研究MEMS可靠性的一个重要部分。目前,微结构片外拉伸测试的难点在于如何在实现较高精度的夹持和测试的同时能够较好地控制成本,这是本文着重解决的问题。首先,针对单晶硅各向异性湿法体硅工艺的特点,设计了一种新颖而经济的试样结构,利用力学分析确定其结构尺寸,通过有限元分析验证其合理性;其次,设计了一种简单经济的微结构片外拉伸测试系统;最后,加工出样本并进行准静载拉伸强度测试。结果表明:微梁尺寸增大,拉伸强度降低,同时验证了本装置在微结构拉伸准静载测试中的适用性。     

空间薄壁管结构瞬态温度场、热变形有限元分析

对于辐射换热的薄壁杆件航天结构，为分析其在太空中不同时刻的姿态下的温度场和热变形，构造了一种相对自由度矩形管单元。其基本思想是从2维非线性瞬态热传导方程出发，假设沿矩形管横截面上每边的温度为线性分布，用4个角点的平均温度和温差来表示矩形管横截面上的温度分布，构造了一种1维2结点温度杆单元，该单元每个结点包含平均温度，上下面温差，左右面温差3个自由度；在计算热变形时，此三个广义温度参数分别对应热轴力和2个热弯矩载荷。经与三维有限元计算结果的比较，证明用该单元计算的矩形管温度场和位移场是可靠的。利用这种新型的薄壁矩形管单元和本文作者在其他文章中提出的薄壁圆管单元，可以对非线性换热条件下的复杂空间结构进行比较准确的温度场和热变形有限元分析，最后本文计算了考虑遮挡的太阳能帆板的瞬态温度场和热变形以说明其应用价值。     

试油测试射孔管柱的间隙元分析

建立了管柱接触非线性问题的间隙元法。用此方法对试油测试射孔管柱的受力状态进行了分析，并通过现场应用实例证明了此方法的可靠性和准确性。根据此方法开发的应用软件可为井下管柱的结构设计提供理论依据。     

材料力学性能检测虚拟实验的设计和开发

针对传统材料实验教学的种种弊端,将虚拟现实技术运用到材料实验教学当中,使教学过程具有交互性好,实验沉浸感强的特点。介绍了基于VRML的材料力学性能检测虚拟实验的设计思想和设计原理,对关键技术进行了阐述和分析。采用Pro/E、3DS MAX建立拉伸机、冲击机,疲劳试验机、压缩机、带表卡尺等实验仪器、工具的三维模型,并将其转换成VRML格式。然后通过VRML的事件路由机制实现了材料力学性能检测实验的全过程,如拉伸实验中,包括试样的测量、加载,拉伸过程的实现和曲线实时生成。作为材料实验教学的辅助工具,使学习过程形象化,充分发挥学生主观能动性,培养创新意识和解决工程问题能力。     

Performance of a shock tube facility for impact response of structures

This paper presents a numerical approach to compute the performance of a double diaphragm shock tube facility for structural response investigations. To assess the influence of different sources of dissipation, including partial diaphragm opening and shock tube vibration, numerical simulations are carried out using several different finite element models of increasing complexity to compute shock tube performance. The numerical model accounting for tearing and partial opening of the diaphragms is the one that best reproduces the results of the experiment, thus indicating that the diaphragm non-ideal opening process is the most relevant cause of losses. Both the numerical and the experimental results agree in predicting shock tube efficiency in terms of intensity of the reflected shock of about 50–60% with respect to ideal, one-dimensional conditions.     

掺杂不同钛含量氮化锆薄膜的制备

采用非平衡磁控溅射技术制备含不同钛含量的氮化锆（Zr-Ti—N）复合薄膜材料，并研究薄膜基本特性及其摩擦磨损性能．结果表明：随着Ti含量增加，Zr—Ti—N薄膜硬度有所提高；在Ti含量为18．7at．％时，薄膜的硬度达到最大值2483HK0.025；当添加16．5at．％Ti时，硬度值略有降低，但临界载荷最高，耐磨性最佳．     

粘塑性薄壁管中复合应力波的传播特性研究

以本构关系一般理论为基础,导出了计及材料功硬化效应和应变率硬化效应的粘塑性薄壁管的本构关系及管中复合应力波的控制方程,应用有限差分方法研究了在压扭复合冲击载荷作用下粘塑性薄壁管中复合应力波的传播特性与演化规律,分析了复合应力波的耦合效应以及薄壁管中粘塑性参数和功硬化效应对复合应力波传播与演化规律的影响,并对有关现象进行了分析和解释。     

飞机壁板结构的高温声疲劳试验方法

本文对飞机发动机部位常用典型壁板结构的高温声疲劳试验进行了论述．其内容涉及环境模拟、声场测量、声疲劳载荷谱的确定、高温环境下裂纹监测、高温下一阶频率确定等问题．并给出了ＧＨ１４０材料典型壁板结构件的试验结果     

Design of Modified Tabs for Testing of Symmetric Composite Thin Walled Tubes Under Pure Torsional and Tensile Loadings

This paper is mainly concerned with designing modified tabbing systems for testing of composite thin-walled tubes with symmetric layup. The modified tabs are presented based on the concept of iso-displacement points—the points of the specimen that move together and behave similarly during a test. Numerical solutions are carried out for tubular specimens in order to find the displacement field and hence the iso-displacement points. The analyses are carried out for two loading cases: pure torsion and pure tension. Finite element analyses are conducted for both cases, to estimate the displacement fields of thin-walled tubular specimens and then predictive equation were determined using multiple nonlinear regression models. The accuracy of these models is evaluated using a multiple coefficient of determination, R ², where 0 ≤ R ² ≤ 1, coupled with predicted squared error (PSE) and mean squared error (MSE). R ² is found to be greater than or equal to 0.98 for all cases considered in this study while PSE and MSE values are minimized, demonstrating the reliability of the model. Comparison between the modified tabs, based on the iso-displacement points determined by predictive equations, with conventional tabs indicates an improvement in the uniformity of stress and strain distribution (which is an important factor in order to have a successful test) within the specimen for both load cases. It is also demonstrated that due to the elimination of the stress and strain non-uniformities, the measured permissible maximum load of the specimens is significantly increased during the test.