应变率

摘要： 以含有石英、长石与黑云母矿物成分的花岗岩为试验对象,利用高温SHPB(split hopkins on pressure bar)装置展开动态劈裂拉伸试验,研究高温作用后花岗岩的抗拉特性变化情况,并采用X射线衍射仪获取了花岗岩矿物质成分的抗拉特性参数;依据SHPB装置一维应力波与应力均匀性基本假设,推理获得了花岗岩应力分布与抗拉强度的计算公式﹒试验结果表明:高温作用后,花岗岩抗拉强度随冲击气压的提升而增加;其抗拉特性变化仅与石英和长石成分有关;当温度一致时,冲击气压与花岗岩平均抗拉应变率成正比,且温度越高,花岗岩平均抗拉应变率趋于稳定的速度越慢;当高度一致时,随着温度的提升,花岗岩抗拉强度先下降后增长再下降,最终趋于稳定,且高度与抗拉强度呈正比.

摘要： 通过对7003铝合金板材在应变率分别为0.001/s、0.1/s、1/s、10/s、50/s、100/s、250/s下进行拉伸试验,对其不同应变率下的力学性能进行研究,得到7003铝合金的应力-应变曲线,并对不同应变率下的材料伸长率、流变应力、抗拉强度以及断口形状进行了分析。试验结果表明:随着材料应变率的升高,7003铝合金的流变应力、屈服强度和抗拉强度均增大。另外,基于Johnson-Cook本构模型和新模型,建立7003铝合金应变率相关性塑性变形本构模型,与Johnson-Cook简化本构方程拟合曲线相比,新模型拟合曲线更加贴近试验曲线。

摘要： 为了解高温作用下角砾岩动态力学特性,开展了不同温度、不同加载速率下的角砾岩动态冲击实验。试样为取自云南卡房地区的天然角砾岩,将试样加热到200、400、600、800°C并采用3种加载速率(7.8、9.8、11.8 m/s)进行霍普金森冲击实验,结果表明:随着温度的升高,温度对于角砾岩动态抗压强度有着先强化后弱化的作用,在400°C时抗压强度达到峰值,相较常温(25°C),3种加载速率下抗压强度的增幅分别为42.8%、24.3%、18.1%;应变率和峰值应变呈线性增加,破坏程度与抗压强度随温度的变化规律一致。

摘要： 为了研究不同养护龄期的分级尾砂胶结充填体在中等应变率动态冲击加载下的动力学特性,采用分离式霍普金森杆(SHPB)试验技术对16组48个充填体试样进行单次冲击实验。结果表明:充填体动态抗压强度和动态抗压强度提高因子随平均应变率的增大呈线性增长规律,而随养护龄期的延长,应变率敏感性呈减小趋势,动态抗压强度增幅则与冲击速度呈负相关;充填体的韧性指数随平均应变率的增加呈指数函数增长,且养护早期应变率敏感性更高、增幅更显著;充填体的吸收能、单位体积应变能(比能量吸收)与应变率、养护龄期均具有显著正相关性,且养护早期的能量值应变率敏感性更高、增幅更明显;动态冲击加载下,破坏形态主要为轴向拉伸破坏,且平均应变率越大、养护龄期越短,破坏越显著。

摘要： 为研究橡胶在不同应变率下的响应特性,建立应变率相关的橡胶黏超弹性本构模型,分别采用超弹性本构模型和黏弹性本构模型表征其非线性弹性行为和应变率相关的弹性行为。首先,对于超弹性模型,基于最小二乘法,对比了Mooney-Rivlin模型、修正的Mooney-Rivlin模型、Yeoh模型、修正的Yeoh模型、Ogden模型和Arruda-Boyce模型等超弹性本构模型的拟合能力。结果表明,经修正的Mooney-Rivlin模型和Yeoh模型的拟合优度与Ogden模型和Arruda-Boyce模型接近。在此基础上,基于一种参数较少且拟合效果良好的修正Mooney-Rivlin模型和应变率相关的Maxwell模型,建立了橡胶黏超弹性本构模型,考察了该黏超弹性本构模型在单轴拉伸和单轴压缩情况下中高应变率时的拟合能力。结果表明,对于这两种受力情况下的应变率相关的实验数据,该黏超弹性本构模型的拟合优度均在0.95以上。研究结果为大应变率范围内单轴拉伸和单轴压缩下橡胶的本构模型选择提供了参考。

摘要： 地震b值时空分布及演化是地震孕育研究及地震危险性评价的重要指标.本文首先基于台湾地区1999年至2005年期间的地震目录数据,对该区进行地震b值时空扫描,得到了台湾地区的b值时空分布,分析了1999年MW7.6台湾集集地震前后b值时空演化特征;进一步基于GPS速度场数据估算了地震前后区域的应变率和差应力率分布特征与变化;最后分析并探讨了b值分布、演化与差应力率场的关系.结果显示:(1)集集地震前后的1999—2005年,震中所在地震区的b值呈现出震前降低-震后先升高后降低的演化特征,反映区域应力的累积-释放-累积的过程;(2)集集地震震后的2003—2005年,由GPS速度场数据获得的震源区差应力率较大,意味着差应力累积速率较高,可能与震后中下地壳和上地幔黏弹性应力松弛有关,而相同时间段震源区的b值较高,意味着震源区附近上地壳差应力仍然较低,该时段震后过程仍在持续;(3)台湾西南和东部海岸山脉逆冲作用较强,差应力率较大,而b值较小,均可能意味着其背景差应力水平较高;台湾地区沿中央山脉由北至南存在扩张拉伸作用,差应力率较小,而b值较大,都意味着背景差应力水平可能较低.本文的结果对认知台湾地区地震活动变化、台湾地震孕育过程及地震b值与应力的关系具有重要作用.

摘要： 岩石作为一种常见的工程材料,其动态拉伸力学性能的准确核定及其破坏机理至关重要。借助霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)实验装置,对75块花岗岩试样进行了不同冲击速度下的动态劈裂拉伸实验,分析其动态强度与变形的应变率效应,以及冲击劈裂后的破坏形态,进而得到花岗岩试样的应变率、应力峰值、弹性模量等相关力学参数之间的关系。研究表明,在动态劈裂实验中,应变率约在100 s^(-1)左右,花岗岩试样开始出现裂纹;应变率在100~150 s^(-1)内,花岗岩试样在冲击后为破碎状态;当应变率超过150 s^(-1)后花岗岩在冲击加载后试样为粉碎的状态。随着应变率的逐渐增大,动态拉伸弹性模量逐渐增加,但峰值应变却随着应变率的增大而逐渐减小,表明随着应变率的提高,花岗岩的变形能力变差,更易破坏。同时提出了动态拉伸敏感性指标,该指标物理意义明确,能够准确反映岩石类准脆性介质在动态拉伸受力情况下的率效应。进而通过数值模拟,分析验证了冲击劈裂实验的应力波传播三阶段、试样破坏特性及裂纹衍生规律。进一步地,基于Hopkinson效应和冲击劈裂现象相结合的动态拉伸强度,其本质上是受岩石的不均匀性、应力速率、相邻微裂纹处释放的应力引起的裂纹止裂以及裂纹扩展速度等众多因素的共同影响。

摘要： 为了研究铝合金材料在新能源汽车上受到的动载作用,本文以6061和7075两种典型的铝合金材料作为研究对象,通过采用压杆试验装置(SHPB)开展不同冲击气压下6061和7075铝合金的动态力学特征和应力波传递规律,考察了该材料在不同应变率下的行为特征,分析了在不同载荷作用下应力波传递和材料损伤的关系。结果表明:随着应变率的增大,入射波应力随之增大,透射波应力幅度明显提升,导致透射波传递的时间变长,在高应变率下更容易使材料受损。

摘要： 为揭示通过熔融沉积成型(FDM)工艺制备的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)的静动态力学性能及工艺参数对其力学性能的影响,采用万能材料试验机和分离式霍普金森压杆(SHPB)实验装置对使用3种打印速率(10、40、70 mm/s)和3种喷头温度(200、220、240°C)制备的TPU开展准静态(0.01 s^(-1))和动态(1000 s^(-1))加载下的力学性能试验,并进行工艺参数优选,同时进一步获取了材料在较宽应变率范围(0.001~2500 s^(-1))的应力-应变样本空间数据。结果表明,准静态和动态加载下,喷头温度220°C、打印速率40 mm/s为最优工艺参数;试样在准静态和动态下均具有应变率效应;准静态下试样超弹性特征显著,动态下结合朱-王-唐(ZWT)方程构建的材料黏弹性本构模型拟合曲线与实验曲线吻合较好;采用最优工艺参数制备的试样出现明显“微相分离”现象。

摘要： 使用超高速摄像机测试法对试件破坏过程进行全面观察,采用加载方式开展劈裂试验。在精确控制层裂发生时间和位置的基础上,提高混凝土材料拉伸强度的可靠性和稳定性。结果表明:采用DIC方法,在动态劈裂试验中,获得的临界应变率达到了10 s^(-1);在层裂试验中,获得的层裂拉伸强度应变率达到了10~100 s^(-1);在线性拟合法下,斜率较劈裂试验结果较高,混凝土拉伸强度所对应的增强因子超过5。

摘要： 根据GB11552-2009对IP头撞的相关规定,锤头的减速度超过80g的持续时间不应超过3ms.利用有限元软件HyperMesh前处理仪表板几何模型,再提交Radioss进行求解计算,最后在HyperView中查看结果文件.首先进行试验与仿真对标,分析不同应变率对结果的影响;接着对仪表板模型进行结构优化,在满足头碰相关规定的基础上选择最优方案;最后进行试验验证.研究结果表明:应变率对结果有很大影响,利用仿真手段,可以找到最优优化方案,大大缩短了研发周期,且优化后的方案仿真与实验结果误差＜12％.

摘要： 通过不同应变率下的恒应变速率(CRS,Constant Rate of Strain)固结试验研究了应变率对有明黏土固结特性的影响,通过对比CRS固结试验和常规分级加荷(IL,Incremental Loading)固结试验的结果,探讨了CRS固结试验中应变率的取值问题.试验结果表明随着应变率的增大,有明黏土的应力-应变曲线向右平行偏移,应变率增大10倍时,先期固结压力(pc)约增长17％,正常固结阶段的固结系数(cv)约增长34％;当应变率为0.02％/min时,CRS固结试验得到的pc和cv值与IL固结试验得到的值基本一致;通过计算IL固结试验中不同应变量时的平均应变率,发现在正常固结阶段,IL固结试验中达到90％的24h应变量时的平均应变率接近于0.02％/min,建议CRS固结试验中采用的应变率可取为IL固结试验中每级固结压力下达到90％的24h应变量时的平均应变率的平均值.

摘要： QP钢近年来因为其良好的强度和塑性配合得到了广泛关注,强度和塑性的同时提高主要原因是其特殊热保处理工艺存了一定数量奥氏体,而奥氏体在变形过程发生应变诱发马氏体相变,这将提高应变硬化,推迟颈缩.本研究中,通过不同应变率下的单向拉伸实验获得了QP980和DP980两种相同级别先进高强高(AHSS)的应力应变曲线,并且进行了对比研究.结果发现,没有相变的DP980材料应变硬化基本与应变率无关,但是QP980则不同,其应变硬化行为和延伸率都对应变率更为敏感.这种现象的原因与QP980材料应变率相关的应变诱发马氏体影响材料应变硬化行为相关.

摘要： 越来越多的优点较多的植物纤维代替人造纤维作为填充体增强高聚物等复合材料用于汽车、航空航天等工业.本文选用不同含量的玻璃纤维及含黄麻纤维的不同填充材料增强聚丙烯复合材料,在Instron万能试验机和Hopkinson拉伸(SHTB)试验装置上进行不同应变率下复合材料的准静态和动态拉伸试验.结果显示,最佳含量且经表面修饰后的黄麻纤维与基体材料之间的粘结并非很好,为了提高黄麻纤维与基体材料的粘结力,加入少量的纳米粘土颗粒及长玻璃纤维.纳米粘土颗粒、长玻璃纤维和适量的黄麻纤维共同增强聚丙烯复合材料的力学性能与20％wt玻璃纤维增强聚丙烯(GFRP)复合材料接近.使用扫描电子显微镜(SEM)对不同应变率拉伸下的回收试件断口进行微观分析,揭示不同填充材料在不同应变率下的断裂机理.

摘要： 钢纤维混凝土是一种良好的防护结构建筑材料.在防护结构的服役过程中,可能会遭受到火灾、冲击二者单独或联合作用等极端荷载情况.为了研究高温高应变率耦合作用下钢纤维混凝土的力学行为,本文从细观角度出发建立了细观数值模型.在模型中,将钢纤维混凝土视为由骨料、砂浆及二者之间界面过渡区和纤维组成的四相复合材料.每一相具有其独立的物理/力学特性.在模拟过程中采用了热学-应力顺序耦合法,即先进行温度传导模拟获得试件内部的温度场,之后以其为初始条件进行力学加载,模拟其行为.数值模拟结果与试验观察的良好吻合说明了本文细观方法的合理性与准确性.以此为基础,对不同温度与应变率下钢纤维混凝土的动态压缩力学行为进行了模拟,分析探讨了钢纤维宏观力学行为的温度退化效应与应变率增强效应.

摘要： 本文采用美特斯MTS万能试验机和意大利Instron落锤冲击系统分别研究了四、六层耐碱玻璃织物增强混凝土试样在室温条件下静态弯曲(0.5mm/min)及不同应变率(4s-1,8s-1,12s-1,16和18s-1)动态冲击条件下弯曲力学性能.试验结果表明,耐碱玻璃纤维织物增强混凝土条的弯曲力学性能指标与应变率变化有明显的相关性.弯曲强度随着应变率的增加而提高,而最大应变及韧性呈现先增(1/30000～4s-1)而后下降(4～8s-1)再增(8～18s-1)的变化趋势,峰值弯曲应变先减少(1/30000～4s-1),应变率(4～18s-1)区间上呈增长趋势,杨氏弹性模量先增(1/30000～12s-1),而后下降(12～18s-1)的变化趋势.统计测试试验数据显示,以上弯曲性能力学参数在铺设六层纤维网格布时增强效果更显著且四、六层时力学参数随应变率的变化趋势吻合较好.

摘要： 随着超高层建筑和超大跨结构的出现,高强钢结构在建筑中得到快速发展和越来越多的应用.简述了高强钢的工程应用与静力学性能研究现状;总结了高强钢动态力学性能研究现状,包括不同应变率范围的实验设备和试验结果,以及目前应用于高强钢的四种动态本构模型.建议加强建筑结构高强钢动态力学性能研究.

摘要： 普通混凝土的应变率效应问题得到了较为深入的研究,但在工程领域应用越来越广泛的蒸压加气混凝土的应变率效应问题研究不多.为此,进行了密度为425kg/m3、525kg/m3、625kg/m3的三种蒸压加气混凝土标准圆柱体(Φ50mmx100mm)试件在10-5/s、10-4/s、10-3/s、10-2/s等4个不同应变率下的单轴受压试验,取得了60组有效试验数据.试验采用MTS公司生产的CDT1504型电机伺服系统进行加载和数据采集,结合东华测试仪器厂的DH8302信号测试分析系统进行应变数据采集.试验获得了不同密度、不同加载速率下蒸压加气混凝土的单轴受压应力—应变曲线和应变—时间曲线,并对峰值应力和峰值应变的单轴受压的破坏过程、峰值应力、弹性模量的试验确定、应变率敏感性等问题进行了分析.研究结果表明,加载速率对蒸压加气混凝土的单轴受压应力-应变曲线的影响明显,蒸压加气混凝土的抗压强度具有明显的应变率敏感性,峰值应变受加载速率和混凝土密度的影响均较为明显.

摘要： 天山位于中亚腹地,其两侧分别被构造稳定的塔里木和准噶尔地块所夹持,受印度板块与欧亚大陆的碰撞推挤等动力作用,天山山前和山体内部形成了一系列活动褶皱和以逆冲为主的断裂带,构造活动强烈,强震大震频发,是我国西部一条主要的活动构造与地震带,一直备受关注.本文利用2012-2018年跨断层流动水准观测资料，首次计算北天山地区的跨断层形变趋势累积率、提炼灰色关联度指标曲线，以反映中期-中长期时间尺度的高应变积累状态和断裂活动的动态变化，结合2009-2017年多时段UPS速度场数据计算所得面应变分布，综合分析呼图壁Ms6.2与精河Ms6.6强震前的地形变异常特征。

摘要： 天山位于中亚腹地,其两侧分别被构造稳定的塔里木和准噶尔地块所夹持,受印度板块与欧亚大陆的碰撞推挤等动力作用,天山山前和山体内部形成了一系列活动褶皱和以逆冲为主的断裂带,构造活动强烈,强震大震频发,是我国西部一条主要的活动构造与地震带,一直备受关注.本文利用2012-2018年跨断层流动水准观测资料，首次计算北天山地区的跨断层形变趋势累积率、提炼灰色关联度指标曲线，以反映中期-中长期时间尺度的高应变积累状态和断裂活动的动态变化，结合2009-2017年多时段UPS速度场数据计算所得面应变分布，综合分析呼图壁Ms6.2与精河Ms6.6强震前的地形变异常特征。

摘要： 本发明公开了一种中应变率条件下复合固体推进剂的应力应变实验测试方法，该方法基于高速液压伺服测试系统，固定作动器加载速度以保证试样所需中应变率，作动器与试样间隔3mm缓冲以达到加载时所需的平稳速度，圆柱形(Φ20×20mm)推进剂试件在一定的加载速度下压缩变形，测试获得其时间、压力及位移数据，通过数学处理获得中应变率条件下的应力应变关系曲线。该方法步骤简单、设计合理且操作方便、使用效果好，有效解决了复合固体推进剂中应变率条件下应力应变测试难题，可降低抗过载复合固体推进剂装药研制成本，缩短研制周期，提高武器系统发射可靠性。

摘要： 本发明公开了一种追踪和测量图像序列中目标的位移的方法和装置，以及根据测量的位移进行应变与应变率成像的方法与装置。所述方法主要包括构造步骤，利用图像灰度信息和高阶信息、以及位移扩散函数构造能量函数；分解步骤，用于将图像分解成至少两个解析度；以及求解步骤，用于在最低解析度的图像上求得能量函数的精确解，在最低解析度之外的其它解析度图像上求得能量函数的高频精确解，以及在不同的解析度图像上进行迂回求解，以得到图像中目标的位移。按照本发明实施例的方法和装置，不仅能够描述线性运动，也能够描述非线性运动；而且，不易被噪声和图像灰度变化所干扰。

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： 本发明公开了一种快速获取钣金在高应变率下的应力应变数据的方法，通过钣金已知的低应变率下的应力应变数据即可快速计算得出高应变率下的应力应变数据，低应变率下的应力应变数据可通过普通拉伸测试设备测试得到，不要购置高速拉伸设备，也不需要重复多次测试，进而达到减少设备购置费用，减少实验测试的目的。

摘要： 本发明属于材料力学性能测试领域，公开了一种高温高应变率下钛合金材料应力应变曲线测试装置及方法，测试装置包括：能量模块、施力模块、变形模块、测量模块和处理模块；能量模块用于提供第一脉冲电流和第二脉冲电流；施力模块用于产生脉冲电磁力；变形模块用于在通入第一脉冲电流后对待测的钛合金试样进行预加热使其达到目标温度，并在脉冲电磁力的作用下使得待测的钛合金试样产生高速的拉伸变形；测量模块用于采集应变和速度数据以及温度数据；处理模块用于根据应变和速度数据以及温度数据获得高温高应变率下钛合金材料应力应变曲线。本发明可以直接获得真实的温度、应变率、应变和应力数据，测试准确度非常高。

摘要： 本发明公开了一种中应变率条件下复合固体推进剂的应力应变实验测试方法，该方法基于高速液压伺服测试系统，固定作动器加载速度以保证试样所需中应变率，作动器与试样间隔3mm缓冲以达到加载时所需的平稳速度，圆柱形(Φ20×20mm)推进剂试件在一定的加载速度下压缩变形，测试获得其时间、压力及位移数据，通过数学处理获得中应变率条件下的应力应变关系曲线。该方法步骤简单、设计合理且操作方便、使用效果好，有效解决了复合固体推进剂中应变率条件下应力应变测试难题，可降低抗过载复合固体推进剂装药研制成本，缩短研制周期，提高武器系统发射可靠性。

摘要： 本发明公开了一种追踪和测量图像序列中目标的位移的方法和装置，以及根据测量的位移进行应变与应变率成像的方法与装置。所述方法主要包括构造步骤，利用图像灰度信息和高阶信息、以及位移扩散函数构造能量函数；分解步骤，用于将图像分解成至少两个解析度；以及求解步骤，用于在最低解析度的图像上求得能量函数的精确解，在最低解析度之外的其它解析度图像上求得能量函数的高频精确解，以及在不同的解析度图像上进行迂回求解，以得到图像中目标的位移。按照本发明实施例的方法和装置，不仅能够描述线性运动，也能够描述非线性运动；而且，不易被噪声和图像灰度变化所干扰。

摘要： 本发明涉及材料动态力学性能测试技术领域，具体涉及一种中等应变率拉伸实验装置。包括落锤、底座、试样夹具和试样，所述试样夹具包括上夹具和下夹具，所述上夹具固定设置，所述试样设置于所述上夹具和所述下夹具之间；所述底座与所述下夹具连接，所述底座上方设置所述落锤；所述底座上表面对应所述落锤设置缓冲垫。并对缓冲垫的物理参数进行参数设计，本发明结构极其简单，操作方便；应变率能够快速达到平稳；并能够精确控制应变率，将缓冲垫的物理参数以及底座质量、落锤质量建立对应关系，通过选取适当物理参数的缓冲垫，能够精确稳定的控制应变率。

摘要： 本发明涉及硬脆材料加工，更具体的说是用于硬脆材料高应变率变形和损伤分析的冲击刻划装置，包括冲击刻划机构，所述冲击刻划机构包括冲击刻划轴移动台，以及转动连接在冲击刻划轴移动台内的冲击刻划主轴，以及通过冲击刻划主轴驱动实现转动的电机连接轴，以及固接在电机连接轴上的刻划支撑平台，以及固接在刻划支撑平台上的冲击刻划刀具安装底座，以及安装在安装底座上的金刚石冲击刻划刀具。还包括刻划基座、工件装夹机构和移动平台；冲击刻划机构通过移动平台驱动在刻划基座上实现左右移动，工件装夹机构通过移动平台驱动在刻划基座上实现前后移动。可以实现不同形状尺寸的硬脆材料快速装夹定位，输入刻划深度、刻划速度和刻划位置，进行不同参数多组冲击刻划实验。

摘要： 本发明提供一种岩石破坏过程多应变率测试分析方法，属于岩石力学技术领域。本发明装置包括PC端、岩石应变动静一体化采集系统和岩石力学实验设备，岩石应变动静一体化采集系统连接PC端和岩石力学实验设备，岩石应变动静一体化采集系统包括串联的数据采集模块、数据控制缓存模块和传输接口模块，岩石力学实验设备包括高精度自补偿应变片和高精度铂金热敏电阻，高精度自补偿应变片和高精度铂金热敏电阻粘贴在岩石试样上，高精度自补偿应变片连接数据采集模块，数据采集模块上粘贴高精度铂金热敏电阻，传输接口模块连接PC端。本发明实现了岩样时效性应变和动态应变的同步监测、岩石动静态应变分离及岩石破裂机制反演，对研究岩石失稳过程意义重大。