爆炸载荷作用下铝蜂窝夹芯板的动力响应

为了考察铝蜂窝夹芯板在爆炸载荷下的动态响应,采用自行设计的冲击摆系统,用激光位移传感器测定了爆炸载荷作用在铝蜂窝夹芯板上的冲量,对夹芯板的变形和失效模式进行了归类和分析,并就芯层的几何尺寸、炸药当量及板厚对其响应的影响进行了系统研究。给出的理论分析结果与实验结果吻合较好。     

数字散斑剪切干涉及偏转平台法相移系统研究

在传统的剪切电子散斑干涉中 ,直接观测到的是干涉条纹图样。因此 ,如何将位移导数场的定量信息从剪切电子散斑干涉条纹图案中提取出来 ,一直是人们关心的问题。本文运用传播光矢量对数字散斑剪切干涉的条纹形成作了理论解释 ,使其物理意义更加清晰。理论分析表明 ,物体的微小偏转可引入线性附加位相。因此 ,通过连续偏转物体可实现剪切电子散斑干涉的相移。本研究通过计算机控制载物平台的精细旋转实现相移 ,结合传统的数字散斑剪切干涉技术以及四步相移算法 ,实现了数字剪切散斑干涉相移系统。利用该系统进行了中心加载、周边固定的圆盘的典型实验 ,实验结果表明该系统可以方便有效地提取出位移导数场的定量信息。     

磁流变弹性体剪切性能的动态实验研究

简述了一种磁流变弹性体(MRE)剪切性能的动态测试装置,其主要结构是由一块磁流变弹性体和一个质量块组成的单自由度振动系统。在磁场作用下,磁流变弹性体的力学性能发生相应的改变。通过该装置测出有场下的MRE受剪切激励后的自由衰减特性,并建立理论模型,从而间接得到剪切模量G(BMRE)和材料损耗因子βm(BMRE)。这样的处理方法使得实验条件得到简化且不依赖于初始激励状态。所得到的剪切模量的变化性能与文献中报道的一致(在没有达到磁饱和的条件下,剪切模量随外加磁场的变化而改变),但剪切模量的改变量是零场下剪切模量的60%,磁控性能也有所提高,并得到了材料损耗因子。     

外部爆轰加载过程中金属圆管断裂实验研究

利用脉冲X光照相技术和高速摄影对HR 2抗氢钢圆管在外部爆轰加载下的压缩过程进行了动态诊断。X光照相观察到抗氢钢圆管在压缩过程中管壁内出现了宏观裂纹 ,回收破片具有显著的剪切断裂特征 ,金相分析观察到了绝热剪切带及微孔洞与微裂纹。对半圆管结构的压缩过程进行了高速摄影 ,直接观测到抗氢钢圆管内壁裂纹萌生与发展的动态过程。由两种动态诊断实验结果对比分析推断 ,抗氢钢圆管在外部爆轰加载压缩过程中 ,裂纹首先在圆管内壁生成。     

横向撞击下短梁的剪切破坏研究

应用实验和数值模拟手段研究了 2 0 # 钢梁在横向撞击下的双剪破坏问题。实验中通过测量加速度 ,分析了梁破坏需要吸收的能量 ;数值分析中采用Cauchy应力对数应变Cowper Symonds过应力本构方程模拟材料率相关行为 ,累积塑性应变破坏准则与单元死活技术结合模拟材料弱化行为 ,数值分析给出的结构破坏吸收能量与实验结果基本吻合 ,由计算得到的剪切塑性铰长度与S .B .Menkes等的实验结果基本一致。     

反平面剪切作用下双材料滑动界面的细观力学模型

非理想粘结界面对多相材料力学性能具有重要影响.对于双材料间含众多随机分布微裂纹的界面,宏观上可以等效为连续损伤的弱界面,其两侧的面力连续而位移有间断.只有切线方向的位移间断,而法线方向位移连续的弱界面称之为滑动界面.在反平面剪切的作用下,我们证明了对于含有随机分布微裂纹的弹性双材料界面在宏观上等效为线弹簧型滑动界面,并获得了滑动界面柔度的一般表达式.利用Mori-Tanaka方法和广义自洽方法,我们研究了滑动界面柔度系数和微裂纹密度的关系.对这两种方法所得的结果进行比较发现,Mori-Tanaka方法得到的界面柔度比广义自洽方法得到的界面柔度大.当裂纹密度比较小时,这两种方法求得的界面柔度很接近.两种方法的结果都表明,界面柔度随裂纹密度的增加而增加.Mori-Tanaka方法比广义自洽方法求解更为简便.     

框架结构P-△效应分析的微分求积单元法

采用一种新的数值方法--微分求积单元法分析框架结构的P-△效应.微分求积单元法采用微分求积法直接求解微分方程的技术,并结合有限分割技术而形成.首先建立考虑剪切变形和轴力二阶效应的框架结构单元平衡微分方程,通过微分求积离散而得到梁单元的一般弹性刚度方程;同时考虑变形后节点的平衡条件和变形协调条件,导出框架结构整体二阶分析的微分求积单元法力学模型.由于该分析模型中包括了单元及结构的所有离散形式的控制方程,因此采用该模型进行结构分析可得出较为精确的解.数值算例的分析比较,表明了该法用于框架结构P-△效应分析的正确性和有效性.本文导出的框架结构二阶分析的微分求积单元法力学模型可用于框架结构剪切变形与几何非线性的耦合效应分析.     

聚丙烯短微纤维增强水泥冲击特性研究

基于唐志平等提出的剪切波跟踪技术(SWT),对聚丙烯短微纤维增强水泥(FCEM)和素水泥(CEM)进行了冲击速度76～506m/s、倾斜角为10的斜撞击试验。研究结果表明,两种材料的Hugoniot冲击绝热线均有四个明显的临界点A、B、C、D,分别对应材料的Hugoniot弹性限、剪切卸载波(S-)消失、孔洞崩塌点和颗粒材料的再压缩点。其中临界点B,在过去的研究工作中尚未被揭示,只有采用剪切波跟踪技术对S-波进行跟踪测量,才能最终确定。对剪切强度的分析结果表明,采用剪切波,尤其是卸载剪切波来探测脆性材料内部动态损伤非常有效。     

汽油机燃烧室内温度场测量的激光剪切干涉法

采用激光剪切干涉法测量了汽油机燃烧室内的温度场,并分析了剪切干涉法测温的基本原理,推导出利用干涉条纹图求解温度分布的关系式。在一台二冲程火花点火发动机上设置石英窗和信号同步系统,建立了适合高速摄影的激光剪切干涉测量装置。通过改变剪切干涉量,测取发动机燃烧室内干涉条纹图,从而获得缸内燃烧的二维温度场。结果表明,激光剪切干涉法抗振性强,光路简单可靠,可以进行高速摄像,是研究内燃机燃烧过程的有效方法。从温度场可以看出,燃烧过程中缸内大致可分为三个区,即已燃区、未燃区和燃烧区,具有不同的温度分布和温度梯度。燃烧区温度最高,温度梯度大;已燃区温度次之,梯度较小;未燃区温度最低,但梯度较大。     

低速撞击下正交型纤维增强复合材料层板的脱层研究

用不饱和聚脂预浸渍玻璃纤维带制作了几种正交型铺层序列的层板梁试件,并对其在固支条件下进行了横向冲击实验。用嵌入式加速度传感器得到了载荷历史,通过高速摄影机和显微摄像系统从层板侧面观察了脱层现象。根据最大剪应力准则,通过对层板内部剪应力的分布以及不同铺层间三种不同剪切破坏强度的近似分析,解释了首次脱层具体位置和二次脱层现象。试验和分析表明,脱层失稳所对应的脱层阈值载荷与试件的铺层结构有关。但是,对不同铺层结构的试件,发生脱层的0°/90°界面具有相同的细观剪切强度。因此,用细观界面剪切强度来分析和预言试件的脱层失稳更具有一般性。