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    • 7×7构型NiTi形状记忆合金绞线超弹性试验研究

      2025, 52(3):213-227.

      关键词:形状记忆合金绞线;超弹性;热处理方案;预训练;力学性能
      摘要 (47)HTML (9)PDF 34.44 M (35)收藏

      摘要:重点探讨了单丝直径为1.0 mm的7×7构型超弹性形状记忆合金(SMA)绞线的力学性能,主要关注其回复能力和耗能能力. 分析了热处理方案、应变幅值、循环加载、预训练和加载速率对SMA绞线的残余应变、能量耗散、等效黏滞阻尼比、强度和刚度的影响. 此外,通过单调拉伸试验比较了SMA绞线与SMA丝材的抗拉强度和极限应变. 结果表明,经过400 ℃下退火10 min后,SMA绞线具有出色的超弹性性能,应变回复率达到91.7%. 在恒定应变幅值加卸载训练下,SMA绞线的力学性能逐渐趋于稳定,应在工程应用中予以考虑;通过预训练的方式可以显著提高SMA绞线的回复能力,未经热处理和退火10 min的试件在预训练后残余应变分别降低了47%和41%;当加载速率大于5×10-4 s-1后,SMA绞线的滞回环形态对加载速率的变化不敏感;与SMA丝材相比,SMA绞线具有更好的延性和鲁棒性,适用于在大变形情况下提供足够的恢复力;试验结果为SMA绞线的工程应用提供了试验数据支持.

    • 锈蚀钢材力学性能试验及等效本构模型研究

      2024, 51(3):111-120.

      关键词:钢结构;锈蚀;力学性能;本构关系
      摘要 (239)HTML (0)PDF 56.34 M (276)收藏

      摘要:为准确描述锈蚀钢材在循环荷载下的本构关系,对经人工加速腐蚀的16组Q355钢锈蚀试件进行单调拉伸及循环加载试验,得到锈蚀钢材的力学性能参数及其退化规律.分析锈蚀对钢材试件滞回性能的影响,基于Giuffre-Menegotto-Pinto(GMP)模型建立了锈蚀钢材的循环本构模型.结果表明:钢材的屈服强度、极限强度及对应的屈服应变、极限应变等力学性能随着锈蚀程度的增加呈线性退化趋势;锈蚀会削弱钢材的耗能能力,使得结构在往复荷载下的安全性难以保证;建立的锈蚀钢材的循环本构模型与试验结果吻合较好,可为腐蚀环境下的钢构件及结构的抗震性能评估提供支撑.

    • 基于Bayesian Bootstrap法水泥土力学性能指标演化规律区间回归分析

      2023, 50(3):227-234.

      关键词:水泥土;力学性能指标;Bayesian Bootstrap方法;演化方程;改进区间回归方法
      摘要 (416)HTML (0)PDF 2.31 M (542)收藏

      摘要:为探究水泥土力学性能指标的演化规律,并建立各个力学性能指标对应的演化方程,首先对现有文献中黏性土水泥土的抗剪强度指标(即黏聚力c、内摩擦角φ)、模量(包括弹性模量E、割线模量E50和变形模量E0)等力学性能指标的试验数据进行挖掘,获得了水泥掺入比在10%~25%之间、龄期在3~90?d范围内各力学性能指标的原始样本数据;然后,基于Bayesian Bootstrap方法,对不同龄期下上述力学性能指标的均值及置信水平为95%的置信区间进行估计;最后,基于本文提出的改进区间回归方法,通过区间回归分析得到了上述力学性能指标的均值和置信水平为95%的置信区间上、下限的双曲线函数型演化方程,并分别给出了各演化方程中模型参数的取值范围建议值. 研究成果可为水泥土相关工程设计计算中参数取值提供可靠的依据.

    • TiB2含量对原位自生TiB2/2219铝基复合材料组织与性能的影响

      2022, 49(12):108-114.

      关键词:铝基复合材料;TiB2含量;显微组织;力学性能
      摘要 (690)HTML (0)PDF 15.68 M (403)收藏

      摘要:利用混合盐高温反应法制备了原位自生TiB2/2219铝基复合材料铸锭. 通过光学显微镜、扫描电镜、X射线等显微组织表征方法以及弹性模量、室温拉伸和室温摆锤冲击实验等测试手段,研究了TiB2含量对原位自生TiB2/2219铝基复合材料组织和性能的影响. 研究表明,当TiB2质量分数由0提高到5%时,TiB2颗粒尺寸和TiB2/2219铝基复合材料铸锭的平均晶粒尺寸逐渐减小,固溶时效态的TiB2/2219铝基复合材料板材的弹性模量和强度显著上升,但延伸率和冲击韧性下降. 当质量分数为5%时,TiB2/2219铝基复合材料板材的弹性模量、抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到88.7 GPa、(474.2±2) MPa、(400.6±1) MPa和(4.7±0.1)%.

    • Fe对2219铝合金锻件组织与性能的影响

      2020, 47(6):116-124.

      关键词:2219铝合金;Fe;显微组织;力学性能;腐蚀行为
      摘要 (446)HTML (0)PDF 4.47 M (459)收藏

      摘要:采用超声半连续铸造方法制备了3种不同杂质Fe质量分数的2219铝合金铸锭,并结合OM、SEM、力学拉伸实验、电化学实验等分析测试方法,研究了Fe质量分数对2219铝合金组织和性能的影响. 结果表明,当Fe元素超过一定质量分数后,有Al7Cu2(FeMn)相析出,且残余结晶相体积分数增加,导致合金强塑性与耐腐蚀性能下降. 2219铝合金的室温断裂行为主要由Al7Cu2(FeMn)相的脆断、Al2Cu相在锻造过程中所形成的裂纹源扩展方向及粗大结晶相与基体界面结合强度低三方面因素综合影响.

    • 最终形变热处理对Al-Zn-Mg-Cu铝合金组织和性能的影响

      2019, 46(6):24-30.

      关键词:Al-Zn-Mg-Cu铝合金;预变形;力学性能;抗腐蚀性能
      摘要 (482)HTML (0)PDF 3.09 M (792)收藏

      摘要:采用硬度与电导率测试、力学拉伸试验、晶间腐蚀、剥落腐蚀试验以及金相(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等测试分析方法,研究了预变形量对Al-Zn-Mg-Cu铝合金组织与性能的影响. 研究表明:在相同预时效和再时效热处理条件下,随着预变形程度增大,合金强度先增加后减小,预变形量为5.8 %时,合金抗拉强度和屈服强度出现峰值,分别为577.8 MPa和549.8 MPa,较未预变形时分别提高了25.7 %和20.8 %;随着预变形量增大,合金抗腐蚀性能提高. 与未变形相比,预变形产生大量位错促使合金再时效热处理后晶内沉淀相尺寸逐渐增大,晶界析出相由连续链状分布变为粗大断续分布,晶间无析出带宽度明显增大.

    • 15Cr系亚共晶高铬铸铁的烧结制备与性能研究

      2019, 46(12):58-64.

      关键词:高铬铸铁;超固相线液相烧结;金相分析;力学性能
      摘要 (529)HTML (0)PDF 2.69 M (568)收藏

      摘要:研究了15Cr系亚共晶高铬铸铁超固相线液相烧结的制备工艺,利用光学显微镜和扫描电镜对合金的微观组织及冲击试样断口进行了观察和分析,探讨了烧结温度对高铬铸铁组织和力学性能的影响;并采用计算机定量分析金相组织,确定了组织与性能的相关性.研究结果表明,超固相线液相烧结制备的15Cr系亚共晶高铬铸铁相对致密度达99%以上.与普通铸造高铬铸铁相比,烧结制品碳化物外形圆润,呈短杆状均匀分布.随烧结温度的升高,基体晶粒和碳化物逐渐长大,合金力学性能呈现先升后降的规律;1 210 ℃×1.5 h烧结制品的冲击韧性和抗弯强度达到最大值11.3 J/cm2和2 506.8 MPa.试样的冲击断裂为准解理断裂机制,韧性较普通铸造试样大幅提高.烧结温度主要通过影响试样组织中碳化物数量、分布、形态以及尺寸,来影响合金力学性能.碳化物体积分数是影响高铬铸铁硬度的主要因素.

    • 预时效6201铝合金重复连续挤压组织与力学性能

      2018, 45(12):24-28.

      关键词:6201铝合金;预时效;重复连续挤压;微观组织;力学性能
      摘要 (663)HTML (0)PDF 6.04 M (604)收藏

      摘要:利用电子背散射衍射、透射电子显微镜、X射线衍射仪、偏光金相显微镜和拉伸试验对连铸连轧6201铝合金经预时效及随后重复连续挤压过程中组织和性能进行研究.结果表明: 6201铝合金的强塑积随着挤压道次的增加逐渐增加,从原始的2.93 GPa·%增加到第四道次的4.85 GPa·%,之后趋于平稳.预时效后合金析出了大量的β″相,随着重复连续挤压道次的增加,晶粒有效细化且组织变得更加均匀,晶粒平均尺寸从259 μm细化至60 μm;合金中高密度的位错逐渐缠结、塞积并向亚晶界转变,时效析出的针状β″相逐渐回溶到合金基体中.力学性能的变化是晶粒细化与均匀化、位错组态的变化以及弥散的β″相回溶的综合结果.

    • 石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的制备及力学性能研究

      2018, 45(6):45-50.

      关键词:氧化石墨烯:聚氨酯:纳米复合材料:力学性能
      摘要 (784)HTML (0)PDF 1.73 M (835)收藏

      摘要:采用改进的Hummers法制备出氧化石墨烯(GO),并用苯基异氰酸酯对其功能化,接着将功能化的氧化石墨烯(iGO)与4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)在二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中进行超声混合得到均匀混合液,再将混合液与聚四亚甲基醚二醇(PTMG)、1,4-丁二醇(BD)在DMF溶剂中进行原位聚合制备iGO/热塑性聚氨酯(TPU)纳米复合材料(GO-TPU),同时在相同条件下合成PU以供对比.采用XRD、FT-IR、XPS、Raman光谱、SEM和万能拉伸试验机对GO的功能化效果及GO-TPU的性能进行了表征.结果表明:苯基异氰酸酯成功接枝于GO表面,iGO在TPU基体中分散均匀,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率均随GO含量的增加表现为先增大后减小的变化规律,当iGO的质量分数为1%时GO-TPU的拉伸强度和断裂伸长率均为最大值,分别为4.26 MPa和500%,与纯TPU相比,分别提高了127.1%和27.3%.

    • PBL抗剪连接件疲劳后的剩余力学性能研究

      2017, 44(7):128-135.

      关键词:PBL连接件;钢-混凝土组合结构;疲劳;剩余力学性能
      摘要 (839)HTML (0)PDF 2.64 M (603)收藏

      摘要:为研究钢-混凝土组合结构中PBL(Perfobond Leiste)抗剪连接件在疲劳荷载作用后的力学性能退化规律,设计并制作了9个PBL连接件的推出试件分别进行静力和疲劳试验.其中3个试件为静力破坏试验,重点关注了试件的破坏模式、极限承载力及荷载-滑移曲线.其余6个试件为在经历一定疲劳荷载循环次数后进行静力破坏试验,以疲劳循环次数,疲劳荷载比为参数变量,得到在不同疲劳参数作用后,PBL连接件的极限承载力、残余滑移量、抗剪刚度等力学性能的变化情况.研究结果表明,PBL连接件具有较好的延性,其静载和疲劳后静载的破坏模式均为一侧贯穿钢筋剪断、另一侧贯穿钢筋屈服.疲劳荷载比对PBL连接件剩余承载力影响较大,在同样经历了300万次的循环加载后,荷载比为05的极限承载力基本没有下降,而荷载比为07的承载力仅为初始静载试验的761%;在相同荷载比(06)情况下,PBL连接件的承载力随疲劳加载次数呈先慢后快的非线性退化趋势.相对于荷载比而言,残余滑移量对疲劳循环次数更为敏感.抗剪刚度在整个疲劳加载过程中基本保持不变.

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