大应变

摘要： 本文通过一步反应合成法制备了铌镁-锆钛酸铅(Pb(Mg_(1/3) Nb_(2/3))O_(3)-Pb(Zr,Ti)O_(3),PMN-PZT)压电陶瓷,研究了稀土元素钐(Sm)掺杂对PMN-PZT(x%(摩尔分数)Sm-PMN-PZT)结构与电学性能的影响规律,得到了具有高压电性、高机电耦合系数和高居里温度的压电陶瓷。当x=2.0时,压电常数d_(33)=611 pC/N,机电耦合系数k_(p)=0.68,介电损耗tanδ=1.65%,相对介电常数ε_(r)=2650,居里温度T_(C)=283°C。测试压电陶瓷电致应变性能,在3 kV/mm下单极电致应变达到0.20%,显示出其大应变材料的特征。结果表明,Sm掺杂PMN-PZT压电陶瓷具有优异的综合电学性能,有望在换能器、传感器以及致动器等领域广泛应用。

摘要： 为了进一步优化和改进光纤传感器的固定方式,设计了一种金属焊片式非本征型法布里-珀罗(F-P)光纤传感器,并对其进行了实验观测.研究分析了在1200°C高温环境下不同焊接固定方式的F-P光纤传感器的失效机理.对在1200°C高温下失效的实验样件进行了观测与分析,利用有限元分析方法对实验样件进行仿真和计算,并结合实际的光谱信号变化来研究其具体的失效过程,结果表明不同的焊接固定方式会对传感器产生不相同的力学影响,从而影响传感器的寿命.

摘要： 为构建Zr62.5Nb3Cu14.5Ni14Al6非晶合金在高压、大应变、高应变率状态下的材料模型,采用根据实验数据理论推导和数值模拟对比反馈的方法,对材料的Johnson-Holmquist本构模型(JH-2模型)参数进行了研究:材料的静水压力-体应变关系通过平板冲击实验数据和理论推导得到;无损材料强度与应变、应变率的关系通过轴向压缩实验数据确定;材料损伤参数与破碎材料强度参数的关系通过平板冲击实验数据确定;破碎材料强度参数通过数值模拟与实验结果对比的反馈法得到.将材料模型应用于平板冲击和破片侵彻的数值模拟,通过数值模拟与实验结果对比的方式,验证材料模型的准确性.结果 表明,平板冲击实验中,材料的自由面粒子速度曲线与数值模拟结果吻合度较高;破片侵彻实验中,破片对钢靶的侵彻深度、开坑孔径与数值模拟结果的一致性较好,构建的材料模型较准确反映了材料的动态力学特性.

摘要： 为了研究EPS材料的参数特性、力学性能和大应变过程的应力应变关系,采用常规土工试验无侧限压缩仪,对4种不同密度的Φ50mm×100mm圆柱体试件进行了单轴压缩试验,确定了材料对应的力学参数。考虑在大应变40%范围内的压缩过程,在相同应变率下的试验结果表明,EPS材料的压缩强度与压缩模量和密度呈线性正相关关系,应力应变曲线分为弹性变形阶段、塑性变形阶段。在5%应变范围内,应力应变关系接近线弹性变化规律,在达到10%应变时,试件达到强度极限,应力应变关系由弹性变形进入到塑性变形。EPS材料的压缩试验结果对解决高填方涵洞减荷问题提供了一定的理论依据。

摘要： 现有多自由度位移测量大部分是通过多个位移传感器组合而实现的,致使其多轴累积误差过大.针对这一问题,提出一种基于单个弹性体感知元件来实现X-Y-Z-θz四自由度位移测量的新方法并进行了实验验证.其中,弹性体采用大应变柔性材料,依据其移动端位移与固定端应变的对应关系,并通过设计应变片布片方案及电桥连接方式,获得了完善的四自由度位移测量方案,且较好地解决了四个被测参数之间的耦合问题.实验结果表明:X、Y、Z、θz四个位移量单独测量时,其测量误差分别为2.86％、2.57％、2.33％、1.08％;同时测量多个位移参数时,传感器也能准确地实现每个位移量的测量,且平均测量误差低于4％.

摘要： 为探讨环氧基形状记忆聚合物(ESMP)在大应变状态下由材料超弹-黏弹性引起的应力软化-刚化效应及率相关特性,针对玻璃化转变温度(T_g)附近ESMP在发生大变形时表现出的应力软化和刚化效应进行力学本构方程及其试验研究.利用2阶多项式的超弹性本构方程替换广义Maxwell模型中的线弹性胡克定律以考虑大应变条件下材料的刚化效应,构造出超弹-黏弹性本构方程,并在真应变速率恒定的条件下推导出具有解析表达式、便于工程应用的材料参数测定公式;采用分段线性位移曲线逼近指数变化位移曲线,在温度高于T_g点的橡胶态及低于T_g点7°C的状态下,分组进行不同应变率的ESMP单轴拉伸试验;利用试验数据拟合得到推导本构方程的材料参数,并对其相应的拉伸试验进行数值模拟,试验结果与模拟结果较为吻合.结果表明:ESMP具备明显的率相关特性;随着应变速率的增大,ESMP的软化效应及刚化效应有所增强;应变速率大的切线模量总是大于应变速率小的切线模量.

摘要： 提出了一种平面倾斜复合技术,可利用该技术将光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器倾斜粘贴于碳纤维板表面,以解决FBG传感器量程小无法跟踪监测大应变碳纤维板受力状态的问题.建立了FBG传感器监测应变与碳纤维板应变之间的理论关系,并以FBG传感器倾斜角度为变化参数,对碳纤维板进行张拉试验,测定FBG传感器灵敏度的变化状况.试验结果表明:该方法能有效降低FBG传感器的应变灵敏度,从而提高FBG传感器的监测量程,使其能跟踪监测碳纤维板临近破坏时所产生的应变.%In this paper,the plane tilt composite technique was proposed.Using this technique,the Fiber Bragg Grating(FBG) sensor can be tilted and pasted on the surface of Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic (CFRP) plate.Hence,the problem of limited monitoring range of FBG sensor which unable to track and monitor the stress state of large-strain CFRP plate can be solved.The theoretical relationship of the measured strain by FBG sensor and the actual strain of CFRP plate was established.According to different tilt angle of FBG sensor,the tensile experiments for CFRP plate were carried out to measure the sensitivity change of FBG sensor.The results show that the proposed method can effectively reduce the strain sensitivity of FBG sensor,thereby the monitoring range of FBG sensor can be enhanced,and FBG sensor can monitor the limit strain of the CFRP plate.

摘要： 文中建立了一种新的可描述天然橡胶(NR)在大应变范围内的应力应变关系的本构方程。在建立本构方程过程中,首次同时考虑了橡胶网络不均匀性、化学交联点、缠结点以及应变诱导结晶现象对橡胶应力应变关系的贡献,最终成功地推导出了可描述NR大应变行为的本构方程。通过使用本构方程对应力应变曲线进行拟合,可以得到橡胶网络结构参数的具体数值。这些参数值可以用于揭示NR的微观结构特征以及在拉伸过程中微观结构的变化。

摘要： 由于在处理体积自锁方面的优势,近似不可压问题的大变形求解多采用六面体单元/网格,但对于复杂工程问题,由于网格剖分上的限制,往往更需要一种可以很好解决体积自锁的四面体单元.Bonet和Burton的平均节点压力4节点四面体单元是为数不多能够较好处理体积自锁问题的四面体单元之一,但是该单元目前主要用于显式计算.利用单元平均压力对位移增量的精确方向导数,得到了严格的一致切线阵,保证了Newton-Raph-son迭代的二阶收敛,从而使得该单元可以用于隐式计算.该单元的压力平均计算会耦合相邻单元的节点自由度,从而增加切线刚度阵的非零带宽,但不增加自由度总数.分别采用线性六面体选择缩减积分单元、标准线性四面体单元和本文的单元计算了3个近似不可压的典型算例.算例表明,本文推导的单元可以有效克服体积自锁,达到与常用六面体单元相近的效果,使得四面体网格可以方便地用于不可压问题的大变形隐式求解.%This paper presents a new 4-node tetrahedral element for large-strain nearly incompressible implicit applications.The proposed element is based on the work of Bonet and Burton (1998).The contribution of the paper is the derivation of the exact consistent tangent matrix,the key component of an implicit finite element,by accurate directional derivatives of the averaged element pressure with regard to displacement increment.In contrast to the standard linear tetrahedron element,there is a coupling among degrees of freedom (DOFs) of neighboring elements.This leads to an increased number of nonzero entries in the global tangent matrix,but it has no effect on the total number of DOFs and hence the cost in solving linear equations.Numerical tests were carried out to compare the element with its two popular counterparts,the reduced integrated 8-node hexahedron element and the standard 4-node tetrahedron element.It has been demonstrated that the proposed tetrahedron can avoid volumetric locking and show comparable performance with the afore-mentioned hexahedron element in all the examples tested.

摘要： In order to study the high deformation resistance of X80HD pipeline steel, in this article, it analyzed the influence rule of rolling process on microstructure and mechanical properties of X80HD pipeline steel with strain-based design, and researched the influence of pipe making process on pipeline steel mechanical properties. The results showed that ferrite/bainite dual phase organization pipeline steel, along with start cooling temperature reducing, the quantity of proeutectoid ferrite and precipitates increased; as the final cooling temperature decreased, the quantity of bainite increased, the effect of phase transformation strengthening increased, so the tensile strength increase of pipeline steel was more obvious. In the pipe making process, the yield strength of pipe steel obviously increased, along with the expansion ratio increasing, the yield strength increased according to certain proportion, but the tensile strength changed little. When the start cooling temperature at about 700 °C and the final cooling temperature below 450 °C, the proportion of ferrite and bainite dual-phase structure in steel was appropriate. This pipeline steel was with excellent deformability, which can better meet the performance requirements for large strain pipeline steel.%为了研究X80HD管线钢的抗大变形能力,分析了轧制工艺对基于应变设计的X80HD管线钢组织性能的影响,并研究了制管工艺过程对管线钢的力学性能的影响规律.结果表明,铁素体/贝氏体双相组织的管线钢,随着始冷温度降低,先共析铁素体和析出物数量增加;随着终冷温度的降低,贝氏体的数量增加,相变强化作用增强,管线钢的抗拉强度提高更为明显;在制管过程中,钢管的屈服强度增加明显,且随着扩径率的增大,钢管屈服强度呈比例增大,但抗拉强度变化不大;当始冷温度约700°C和终冷温度低于450°C时,钢中的先共析铁素体和贝氏体双相组织组成控制合适,该管线钢具有优良的变形能力,能较好地满足大应变管线钢的性能要求.

摘要： 高性能钢丝绳在大跨度桥梁、高层建筑、汽车、航空、海洋工程等领域得到广泛应用。随着钢铁冶炼、组织控制及拉拔技术等水平的迅速提高，钢丝绳行业得到快速发 展。日本学者在试验室内已获得7000MPa 超高强度钢丝。共析成分珠光体盘条经多道次冷 拉拔形变，获得不同形变量下的钢丝样品。采用SEM 观察不同应变量下珠光体组织的形貌； 采用拉伸试验机测量了钢丝的抗拉强度，用EBSD 技术测量了钢丝织构的变化，并用TEM 观察了珠光体中位错的变化，并讨论了大应变珠光体钢丝的强化机理。

摘要： 该文结合工程实际，对大应变热弹塑性蠕变有限元分析进行一些探讨。采用更新拉格朗日列式作为参照系统来描述大应变问题几何关系。在本构关系数值积分方面采用参数积分法，分别采用牛顿-拉斐逊法进行应力各分量迭代和等效应力函数法对等效应力进行迭代。编制了有限元程序并集成入非线性分析程序APOLANS之中，最后给出一个工程例题验证算法及程序的可靠性，也证实了等效应力函数法可以大幅度提高计算效率。

摘要： 广和大桥引桥初期施工的钻(冲)孔灌注桩经小应变检测和抽芯检测对比分析,发现部分桩基存在桩底持力层有溶洞或部分嵌岩的缺陷,大应变动测的部分桩底有缺陷的桩基,其动测承载力达不到设计极根承载力的要求.经研究分析,采用高压旋喷方法进行持力层加固处理,加固处理后经大应变动测检测,加固桩基的承载力满足了设计要求.

摘要： 使用MSC. Marc 软件对国内某核电站改造项目中使用的特殊机械密封结构进行了有限元分析，对其密封特性有了新的了解。

摘要： 使用MSC. Marc 软件对国内某核电站改造项目中使用的特殊机械密封结构进行了有限元分析，对其密封特性有了新的了解。

摘要： 使用MSC. Marc 软件对国内某核电站改造项目中使用的特殊机械密封结构进行了有限元分析，对其密封特性有了新的了解。

摘要： 使用MSC. Marc 软件对国内某核电站改造项目中使用的特殊机械密封结构进行了有限元分析，对其密封特性有了新的了解。

摘要： 使用MSC. Marc 软件对国内某核电站改造项目中使用的特殊机械密封结构进行了有限元分析，对其密封特性有了新的了解。

摘要： 本文对PC/ABS高分子材料拉伸性能进行了试验研究.根据图像相关分析法编制了图像法位移测量分析软件,并对该分析软件的适用性进行了分析.利用图像法位移测量系统研究了PC/ABS高分子材料拉伸试验时三个方向的位移场和应变场.根据测得的位移场研究了该高分子材料拉伸过程中应变和应变率的变化以及应力应变变化规律,并对试验结果进行了详细分析。

摘要： 本文对PC/ABS高分子材料拉伸性能进行了试验研究.根据图像相关分析法编制了图像法位移测量分析软件,并对该分析软件的适用性进行了分析.利用图像法位移测量系统研究了PC/ABS高分子材料拉伸试验时三个方向的位移场和应变场.根据测得的位移场研究了该高分子材料拉伸过程中应变和应变率的变化以及应力应变变化规律,并对试验结果进行了详细分析。

摘要： 本申请涉及混凝土领域，具体公开了一种大应变柔性水泥混凝土及其制备方法及大应变柔性水泥混凝土铺装层。大应变柔性水泥混凝土，按质量分数计，包括水泥20‑30份、级配矿料50‑60份、弹性组分3‑15份和水6‑12份，所述弹性组分包括苯丙乳液和橡胶弹性颗粒。本申请的大应变柔性水泥混凝土可用于钢桥面铺装，其具有一定强度的同时大幅提高极限变形能力。

摘要： 本发明公开了一种高灵敏度大应变柔性应变传感器及其制备方法，所述方法首先制备酸化多壁碳纳米管，然后超声制备酸化多壁碳纳米管/氧化石墨烯悬浮液，再以脱脂棉纱布作为模板，利用真空抽提工艺，将酸化多壁碳纳米管/氧化石墨烯紧密包覆在脱脂棉纱布上，并利用梯度变温技术，制备得到多壁碳纳米管/石墨烯/碳化脱脂棉纱布三维杂化网状材料，最后与弹性体乳液复配固化获得高灵敏度大应变柔性应变传感器。本发明的高灵敏度大应变柔性应变传感器，其制备方法条件温和，成本低廉，可重复性高，应变传感器具有优良形变能力，并且灵敏度高，应变范围广，用于可穿戴电子设备。

摘要： 本发明属于应变传感器领域，具体涉及一种具有大应变响应和超高灵敏度的应变传感器及其制备方法。本发明提供一种柔性应变传感器，所述传感器包括柔性基体、覆盖于柔性基体表面的导电涂层以及导线固定单元和一对电极，其中，所述柔性基体为纤维，所述导电涂层表面具有均匀分布的裂缝‑褶皱微结构。本发明通过在导电涂层上构筑微结构，满足传感器在使用过程中较大拉伸应变下高灵敏度的要求。

摘要： 本发明公开了一种基于全柔性大应变传感器的固体发动机药柱应变测量方法，具体包括：制备弹性模量小于药柱的全柔性大应变传感器；将n个全柔性大应变传感器分为多组，各组全柔性大应变传感器沿药柱轴向均匀粘贴于药柱中心的燃气通道表面，引出电极粘接于燃气通道表面，与外部的传感器数据处理系统连接；采用传感器数据处理系统实时采集每个全柔性大应变传感器的电阻测量值，参照应变‑电阻变化特性，得到药柱在全柔性大应变传感器对应位置的应变值，从而得到药柱的应变。本发明采用具有低弹性模量、大应变量程的全柔性大应变传感器，能够顺应药柱的大应变，实现固体发动机药柱大应变长时间实时测量，提高测量精度，降低测量成本。

摘要： 本发明涉及了一种金属圆棒试样单轴拉伸试验大应变范围应力应变的测量方法，该方法构建出金属圆棒试样单轴拉伸失稳颈缩逐级扩展的阶梯模型。只需要测量圆棒试样拉伸失稳后瞬时标距长度和颈缩处最小截面半径，基于颈缩阶梯模型计算每一时刻颈缩阶梯坐标，然后通过插值方法逼近颈缩轮廓曲线，再利用曲率公式计算此时刻颈缩处最小截面处的曲率半径，最后通过Bridgman法计算该时刻真实应力和真实应变。本发明省去现有方法中颈缩外轮廓曲率半径的试验测量环节，并且提高了大应变范围应力应变曲线的测量精度，对于金属材料力学性能测试具有重要意义。

摘要： 本申请涉及混凝土领域，具体公开了一种大应变柔性水泥混凝土及其制备方法及大应变柔性水泥混凝土铺装层。大应变柔性水泥混凝土，按质量分数计，包括水泥20‑30份、级配矿料50‑60份、弹性组分3‑15份和水6‑12份，所述弹性组分包括苯丙乳液和橡胶弹性颗粒。本申请的大应变柔性水泥混凝土可用于钢桥面铺装，其具有一定强度的同时大幅提高极限变形能力。

摘要： 本发明提供了一种柔性电感式大应变敏感元件及其制备方法、大应变传感器，所述柔性电感式大应变敏感元件包括弹性基体和电感线圈，电感线圈以螺旋状固定于弹性基体上；电感线圈的匝线与匝线之间绝缘或相离，且匝线与弹性基体之间绝缘，基于电感线圈的电感值变化获得拉伸应变值。本发明的柔性电感式大应变敏感元件，将导线螺旋缠绕在弹性基体上，弹性基体使得敏感元件具有柔性及大范围应变，可应用于复杂曲面大应变情境下的测量；多次拉伸重复性能良好；通过对线圈缠绕方式、弹性基体磁性的调整，可实现电感值与应变的良好性线关系，提高被测参数的测量精度及灵敏度。

摘要： 本发明涉及一种大应变高线性度电阻式应变传感器及其制备方法，属于柔性电子和柔性传感技术领域。本发明将石墨类填料填充入柔性液态硅胶中制得具有导电性的改性硅胶，将所述具有导电性的改性硅胶注射到能承受大变形同时具有高回弹性的中空乳胶管中，连接对应使用场景需要的电极后，制备得到电阻式应变传感器。改性后的可导电硅胶具有良好的导电性和大变形能力，包裹在可导电改性硅胶外的高弹性绝缘乳胶管可以为其提供良好的回弹性能和保护。制备的传感器可以承受数百次超过100％的应变而保持稳定的性能，同时传感器的电阻变化与高达200％应变呈现良好的线性关系。

摘要： 一种考虑应变率影响的大应变挤出切削带材织构预测方法，基于J‑C本构方程确定材料挤出切削过程中宏观应变率敏感性评定因子通过Abaqus软件及其Vumat子程序建立挤出切削2D有限元模型，获得挤出切削过程中材料的速度梯度、时间增量和温度变化；基于粘塑性自洽模型中单晶体塑性本构方程，确定多晶体材料应变率敏感性评定因子，并结合来修正多晶体材料应变率敏感指数n；根据有限元仿真模型获取的挤出切削过程带材变形规律以及确定的n，实现挤出切削带材晶体织构预测。本发明通过考虑材料挤出切削过程中宏观应变率硬化效应，基于粘塑性自洽模型准确预测挤出带材晶体织构变化，为大应变挤出切削制备带材织构工艺参数优化提供指导。

摘要： 本实用新型提供了一种柔性电感式大应变敏感元件、大应变传感器及电子设备，所述柔性电感式大应变敏感元件包括弹性基体和电感线圈，电感线圈以螺旋状固定于弹性基体上；电感线圈的匝线与匝线之间绝缘或相离，且匝线与弹性基体之间绝缘，基于电感线圈的电感值变化获得拉伸应变值。本实用新型的柔性电感式大应变敏感元件，将导线螺旋缠绕在弹性基体上，弹性基体使得敏感元件具有柔性及大范围应变，可应用于复杂曲面大应变情境下的测量；多次拉伸重复性能良好；通过对线圈缠绕方式、弹性基体磁性的调整，可实现电感值与应变的良好性线关系，提高被测参数的测量精度及灵敏度。