准静态压缩

摘要： 为满足控制臂的轻量化设计需求,提出了一种采用碳纤维复合材料(CFRP)−泡沫铝夹芯结构的汽车悬架控制臂,并对CFRP面板进行结构优化设计.通过泡沫铝准静态压缩试验验证了泡沫铝六面体胞孔模型的准确性,利用CFRP力学性能试验获得了碳纤维复合材料的性能参数,设计一种由CFRP−泡沫铝夹芯结构本体和铝合金连接件组成的悬架控制臂,控制臂本体与连接件之间采用胶−螺混合连接.在此基础上,建立CFRP−泡沫铝夹芯结构控制臂有限元模型,利用多层次优化方法对CFRP面板进行铺层优化.结果表明,相较于钢制控制臂,优化后夹芯结构控制臂的质量减少了26%,同时强度、刚度和模态性能都有所改善.

摘要： 随着车船运输量与日俱增,由此引发的车船撞击结构物的事故频发,造成严重的生命财产损失与结构破坏,亟需为桥梁等结构物设置防护吸能装置。该文提出了一种新型波纹腹板增强泡沫夹芯复合材料吸能结构。该复合结构以聚氨酯泡沫为芯材,玻璃纤维增强复合材料(Glass fiber reinforced polymer,简称GFRP)为面板,在波纹型泡沫的间隙铺设双轴向玻璃纤维布,利用真空导入工艺成型。通过波纹腹板增强泡沫夹芯复合材料结构的准静态压缩试验,研究了波纹腹板与面板壁厚以及波长对夹芯结构破坏模式、承载能力以及吸能特性的影响。试验结果表明:腹板壁厚较大、波长较短的试件吸能效果最优。此外,对试验工况进行了有限元数值模拟,分析了腹板壁厚与泡沫密度因素对试件承载力的影响,为其在防撞领域的应用提供一定依据。

摘要： 由于蜂窝芯结构的特殊性,在切削加工时容易产生各种加工缺陷,为研究铝蜂窝芯材料加工缺陷对于其力学性能的影响,对铝蜂窝芯在平面压缩载荷作用下的力学响应进行了研究。通过铝蜂窝芯铣削实验,得到了撕裂毛刺、压溃翻折、开裂脱胶等典型加工缺陷,同时建立了含有加工缺陷的蜂窝芯有限元模型,通过压缩实验验证了模型的可行性,分析了不同加工缺陷对其承载能力的影响。结果表明:铝蜂窝芯的压缩过程分为4个阶段:弹性阶段、损伤阶段、持续破坏阶段和致密阶段。撕裂毛刺的存在对于铝蜂窝强度有较大影响,蜂窝壁压溃翻折的影响较小,脱胶缺陷在达到一定剧烈程度以后会使其承载能力下降。

摘要： 点阵结构具有质量轻、承压性能好、比刚度大等特点,广泛应用于轻量化部件与承压结构。采用选区激光熔覆技术制备了316L不锈钢空心点阵结构,通过准静态压缩实验和有限元数值模拟,研究了含不同尺寸空心微柱的点阵结构在压缩变形时的失效和变形模式及其成因。结果表明:316L不锈钢材料的空心管状结构在点阵压缩过程中无明显压溃失稳,其结构失效模式是由节点失效诱发微柱变形,进而造成整体失效;结构的变形模式为整体均匀变形,但是当壁厚和外径较小时,边界层将因刚度不足而率先变形;增大空心微柱尺寸可使结构刚度增大。

摘要： Al-PTFE反应材料的自身强度较低,难以满足实际应用的要求,非晶材料具有优异的力学性能,将Al基非晶材料作为反应材料发生氧化还原反应中的还原剂,通过模压烧结法制备出非晶态Al-PTFE反应材料,并测试其在准静态压缩和动态压缩力学性能。与常规Al-PTFE反应材料相比,在准静态和动态压缩条件下非晶态Al-PTFE反应材料的压缩强度分别提升9.5%和12.4%左右。

摘要： 基于局部表面纳米化技术,本文提出一种适用于重型装备空投的新型缓冲吸能结构设计。与传统吸能结构设计方式不同,本文利用纳米化技术对金属薄壁结构进行局部改性,从而诱导其产生吸能效果最佳的变形模式,该设计方法具有无须改变结构形状、无附加质量等显著优点。首先,介绍了泡沫铝填充式薄壁金属方管的设计流程,并制作了相关试件。其次,基于有限元仿真和试验测试对局部表面纳米化布局进行了优化设计。研究发现,在结构几何尺寸一定的情况下,环向反对称布局方案为最佳设计,此时吸能结构呈现出稳定的渐进层叠的变形模式,形成的褶皱较其他方案更多。最后,进一步研究了表面纳米化对提升该类吸能结构吸能性能的作用机理,并分析了所设计的缓冲平台的吸能效果。结果表明,局部表面纳米化布局不仅提高了薄壁结构自身的吸能性能,同时增强了薄壁结构与泡沫铝之间的相互作用,从而大幅提高整体结构的吸能性能,并且该设计在多柱排列使用时,吸能效果得到进一步加强。

摘要： 模压成型工艺制备正六边形玻璃纤维管件,采用低强度胶(3MDP460)环氧树脂胶粘接成多胞结构试件,用万能试验机对其进行准静态压缩试验,分析了其压缩破坏模式和吸能特性。试验结果表明:准静态压缩过程中,玻璃纤维管件出现外翻、倾斜、脱粘、纤维断裂的破坏形式及各种破坏形式的复合,随着厚度增加,试件还出现分层现象;加载过程中,试件普遍出现脱粘现象,实际平均压缩载荷普遍小于理论平均压缩载荷,但仍能观察到平均压缩载荷及峰值载荷随着胞元数量增加而增大,随胞元壁厚增加而增大;本试验最小比吸能为8.11 J·g^(-1),最大比吸能为32.27 J·g^(-1),且比吸能随壁厚增加而增加,与胞元数量无明显相关性。

摘要： 本文对六边形薄壁金属Al管、复合材料管和Al-复材混杂管进行准静态压缩实验,并结合有限元方法建模分析。实验结果表明,六边形薄壁管在准静态压缩下有稳定的失效破坏模式,Al-复合材料混杂管的比吸能相比Al管、复合材料管分别提高了42.6%和23.9%,混杂管的总吸能比Al、复合材料管单独实验之和增加了36.4%。通过对六边形薄壁管压缩实验的仿真分析,得到的载荷位移曲线和总吸能与实验结果对比较好。证明了混杂管的外层复合材料约束了内层金属的径向变形,从而提高了比吸能和总吸能量。

摘要： 对截面为六边形的薄壁吸能盒引入折纸图案,形成折纸结构。通过ABAQUS软件对铝制结构、碳纤维复合材料(CFRP)结构以及CFRP/AL混合结构进行准静态压缩仿真模拟,分析不同组成组分对吸能盒性能的影响。对于CFRP/AL混合结构进行不同的铺层角度设计,并运用子程序进行模拟仿真,研究不同铺层角度对CFRP/AL混合结构耐撞性能的影响。通过对不同组成组分的吸能盒研究发现,CFRP/AL混合结构的吸能效果远远大于铝制结构、CFRP结构,而且对于不同铺层角度下的CFRP/AL混合结构,表现性能较好的是AL-1-COM-30,其吸能量提升91.48%,比吸能提升24.03%,压缩效率提升43.41%。

摘要： 聚氨酯弹性体具有性能可调范围宽、抗冲击性能好、承载能力高等优点,可用于各类减震缓冲结构。为研究聚氨酯弹性体(PUE)的耗能性能,分别制备四种不同横截面积的圆环柱状浇注型聚氨酯弹性体,进行准静态压缩试验和冲击试验。结果表明,PUE在1 400 kN的静态荷载或126 kN的冲击荷载作用下仍可反复使用并发挥其耗能能力;准静态压缩时,当弹性体横截面积减小超过6%,则其能够承受的最大荷载与吸收的能量均减少50%以上;冲击作用下,当弹性体横截面积减小约8%时,其耗能增加约为20%,所能承受的冲击力峰值减少约18%。

摘要： 对Al2O3陶瓷圆柱进行准静态压缩试验研究其压缩强度和动态碎裂过程,着重研究陶瓷试件的破坏和破碎的动态过程,并分析破碎产生碎片的几何形状和尺寸.实验证实了陶瓷材料压缩强度存在尺寸相关效应;实验过程中回收得到绝大部分碎片,根据碎片的形状和尺寸,可将碎片分为片状碎片、细微碎片和剩余块体三类,研究表明这些碎片产生于破碎的不同阶段.细微碎片主要产生于圆柱试件发生“爆炸性”破碎的快速能量释放过程,其个数占绝大多数.统计中等以下的碎片平均尺寸,与提出的理论公式吻合较好.

摘要： 脆性材料在准静态压缩过程中的爆炸式碎裂现象(PCFF 现象)是一种非常重要的自然现象.本文利用基于连续介质力学的离散元法和与断裂韧性相关的破坏准则,再现了氧化铝陶瓷圆柱在准静态压缩载荷作用下的爆炸式碎裂现象.数值模拟结果与实验结果基本吻合,证明了本算法是有效可行的.结果表明,试件在极短的时间内爆炸式地碎裂成很多小块,PCFF现象实质上是脆性材料在准静态压缩过程中储存的大量弹性能快速释放的过程.

摘要： 本发明公开了一种准静态塑性压缩应力应变参量的识别方法，包括如下步骤：（1）在不同变形温度、应变速度的准静态塑性压缩变形的条件下，对坯料进行压缩试验，得到测试应力与测试应变的数据和变形态的组织。（2）在等温恒应变速率条件下，分别建立应力‑应变的对数函数

摘要： 本发明公开了一种具有凹槽结构压缩试件的准静态单轴压缩实验方法及装置。实验装置包括压缩夹具及试件，压缩夹具包括位于上部的压缩压板、基部支撑板和用于夹持所述试件的夹持部；试件为板状骨头型试件，在试件的骨头型截面缩减部分的单侧设有凹槽；试件顶端抵在压缩压板上，所述试件底端抵在基部支撑板上，夹持部避开凹槽夹持在试件的上下两端。本发明还公开了应用该实验装置的实验方法，根据弯矩和由背抗弯板在凹槽部所施加的法向力之间力矩平衡的机制来抑制试件的屈曲，仅在试样的背面进行侧向支撑，而其前侧的凹槽是裸露的，适用于多种应变测量，解决了现有的准静态单轴压缩装置加工工艺复杂、成本较高、数据测量困难等问题。

摘要： 本发明公开了一种准静态塑性压缩应力应变参量的识别方法，包括如下步骤：（1）在不同变形温度、应变速度的准静态塑性压缩变形的条件下，对坯料进行压缩试验，得到测试应力与测试应变的数据和变形态的组织。（2）在等温恒应变速率条件下，分别建立应力‑应变的对数函数

摘要： 本发明提供了用于轨道车辆车体防撞柱的准静态压缩试验的加载装置，包括：回力框架，包括2个平行设置的螺纹杆、若干螺纹杆支座、固定端架和加载端架；加载组件，包括2个固定座、固定垫块、加载横梁、防护梁、至少2个拉杆和包括加载油缸和第一荷重传感器的加载油缸组件，固定垫块用于与加载框架接触；防护梁与2个固定座连接并位于固定垫块的上方，每个拉杆的一端与防护梁连接且另一端用于连接到螺纹杆以向内拉紧固定座；加载横梁借助固定座上的至少1排第一螺栓孔固定；加载油缸借助加载横梁上的至少1排第二螺栓孔安装；用于移动轨道车辆车体的至少2个转向架组件。本发明的加载装置可针对各种长度的轨道车辆车体，实现长度无级调整。

摘要： 本申请实施例中提供了一种车体端墙防撞柱准静态压缩试验装置，包括主体框架和加载装置，主体框架包括第一杆件、第二杆件、固定部和移动部；第二杆件与第一杆件相对设置；固定部和移动部分别设置在第一杆件和第二杆件的两端，加载装置包括支架和加载组件，支架的第一端抵接在移动部上，加载组件设置在支架的第二端，加载组件用于向待测车体施加载荷，加载组件上设有用于记录加载组件所施加载荷的载荷传感器以及用于记录加载组件的输出端位移的位移传感器。采用本申请实施例的方案，能够适用于不同长度的待测车体的试验，普适性好。

摘要： 本发明提供了一种点阵结构准静态压缩试验件及试验方法，涉及增材制造技术领域，能够更好测量增材制造点阵结构的准静态压缩性能，解决了对增材制造点阵结构不同单胞构型的压缩性能研究的难点；该试验件为点阵结构，所述点阵结构包括若干点阵单胞，所述点阵单胞沿着相互垂直的三个方向形成周期性阵列；所述点阵单胞的数量为216个或343个或512个；所述试验件是边长为12mm～64mm的立方体点阵结构。本发明提供的技术方案适用于增材制造和压缩性能试验的过程中。

摘要： 本申请实施例中提供了一种车体端墙防撞柱准静态压缩试验装置，包括主体框架和加载装置，主体框架包括第一杆件、第二杆件、固定部和移动部；第二杆件与第一杆件相对设置；固定部和移动部分别设置在第一杆件和第二杆件的两端，加载装置包括支架和加载组件，支架的第一端抵接在移动部上，加载组件设置在支架的第二端，加载组件用于向待测车体施加载荷，加载组件上设有用于记录加载组件所施加载荷的载荷传感器以及用于记录加载组件的输出端位移的位移传感器。采用本申请实施例的方案，能够适用于不同长度的待测车体的试验，普适性好。

摘要： 本发明提供了一种点阵结构准静态压缩试验件及试验方法，涉及增材制造技术领域，能够更好测量增材制造点阵结构的准静态压缩性能，解决了对增材制造点阵结构不同单胞构型的压缩性能研究的难点；该试验件为点阵结构，所述点阵结构包括若干点阵单胞，所述点阵单胞沿着相互垂直的三个方向形成周期性阵列；所述点阵单胞的数量为216个或343个或512个；所述试验件是边长为12mm～64mm的立方体点阵结构。本发明提供的技术方案适用于增材制造和压缩性能试验的过程中。

摘要： 本发明提供了用于轨道车辆车体防撞柱的准静态压缩试验的加载装置，包括：回力框架，包括2个平行设置的螺纹杆、若干螺纹杆支座、固定端架和加载端架；加载组件，包括2个固定座、固定垫块、加载横梁、防护梁、至少2个拉杆和包括加载油缸和第一荷重传感器的加载油缸组件，固定垫块用于与加载框架接触；防护梁与2个固定座连接并位于固定垫块的上方，每个拉杆的一端与防护梁连接且另一端用于连接到螺纹杆以向内拉紧固定座；加载横梁借助固定座上的至少1排第一螺栓孔固定；加载油缸借助加载横梁上的至少1排第二螺栓孔安装；用于移动轨道车辆车体的至少2个转向架组件。本发明的加载装置可针对各种长度的轨道车辆车体，实现长度无级调整。

摘要： 本实用新型公开了一种基于车体准静态压缩试验的加载装置，包括车体强度试验台、横梁支撑架、横梁托板、加载横梁、止反力横梁、纵向拉杆；加载横梁和止反力横梁分别布置于车体两个端墙的外侧并分别通过横梁托板连接有横梁支撑架，横梁支撑架设置于车体强度试验台的丝杠上；加载横梁和止反力横梁均通过滑移连接结构相对横梁托板可滑移连接；纵向拉杆的两端分别连接加载横梁和止反力横梁，形成封闭式框架结构；加载横梁设有伺服液压缸，止反力横梁设有与伺服液压缸同轴布置的止反力丝杠。本方案采用力的相对平衡原理和封闭式框架结构，具有很高的强度以及便捷的现场装配条件，无需庞大的地面反力座结构，适用于不同的试验车体，提高试验效率。