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磁流变酯机理模拟研究

何国田 , 廖昌荣 , 邓绍更 , 曾智 , 曾孝平 , 李明

功能材料

磁流变液已成为智能材料研究领域的一个重要分支.但磁流变液本身的沉降问题仍然没有得到很好地解决.因此,一种新型的无沉降的磁流变材料--磁流变脂应运而生.建立了磁流变脂的剪切应力描述模型,并根据铁磁颗粒的浓度建立了体心立方柱状模型来分析磁流变脂机理及其特性.磁流变脂总的剪切应力可以表达为粘性载液产生的剪应力与颗粒产生的剪应力之和,并根据模型分别描述了剪切应力与磁场强度、颗粒大小间的关系及零场下的剪切力.理论与实验结果相符,证明该模型是可行的.

关键词: 磁流变酯 , 柱状模型 , 剪应力 , 模拟 , 磁场强度

内嵌CFRP筋加固混凝土试件的粘结性能试验研究

丁亚红 , 申崔红 , 徐平

玻璃钢/复合材料

在内嵌筋材加固混凝土试件中,良好的粘结质量是保证加固效果的关键.通过对13根内嵌碳纤维复合材料(CFRP)筋的拔出试验,研究了内嵌加固的粘结剪应力、破坏模式、试验现象,分析了混凝土强度、开槽尺寸对粘结性能的影响.结果表明,粘结试件达到破坏荷载时,剪应力的最大值出现在距加载端100 ~ 200mm的范围内;当发生结构胶与混凝土界面破坏时,随着混凝土强度的增加,粘结强度增大;开槽尺寸对破坏模式的影响较大.研究结果为实际工程应用提供依据,具有一定的参考价值.

关键词: 内嵌加固 , 混凝土 , CFRP , 粘结性能 , 剪应力

加档坝后高炉炉缸内剪应力对侵蚀的影响

丁晖 , 金焱 , 李洋 , 黄红兵 , 汪军

钢铁研究 doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20130305

炉缸内铁水流动产生的剪应力对炉缸内衬的侵蚀有重要影响.为此,以流体力学有关理论为基础,建立了炉缸炉底三维流体数学模型,应用CFX软件,研究了不同时期的炉缸剪应力的变化;由于铁水环流对炉缸的侧壁以及炉缸侧壁与炉底交界部位的冲刷作用较强,因此在炉缸侧壁和炉底位置修砌一道环形档坝,观察其对炉底剪应力的影响.结果表明,炉底出铁口近端受到的剪应力较大,而在出铁口远端炉底剪切应力最小;炉底剪应力随着死铁层深度的增大而减小;增加档坝可以有效地减轻炉底受到的剪应力,炉底剪应力越大,增加档坝后减轻的炉底受到的剪应力值越大.

关键词: 档坝 , 炉缸 , 剪应力 , 死铁层

影响大锻件内部孔隙性缺陷扩散焊合的因素

黄华贵 , 杜凤山 , 许志强

钢铁研究学报

针对大型锻件内部孔隙性缺陷的扩散焊合物理过程及其焊合机理,建立了孔隙性缺陷扩散焊合的物理模拟模型,在Gleeble-3500热模拟机上对影响焊合质量的压力、温度和保温时间等因素进行了研究.分析了焊合界面剪应力对孔隙性缺陷修复过程的作用机理,首次建立了考虑剪应力作用的扩散焊合模型,为研究宏观剪切变形工艺对内部孔隙性缺陷的修复过程奠定了基础.

关键词: 大锻件 , 孔隙性缺陷 , 扩散焊合 , 剪应力 , 微观组织

铜合金板带分切中的纵向平均残余应力分布规律

张旦闻 , 刘宏昭 , 刘平 , 路俊攀

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2007.05.034

利用改进的裂纹柔度法对精密铜合金板带轧向残余应力进行了检测.利用对称组合应变测量的方法实现剪应力与轧向残余应力的分离,分别计算出板带的轧向残余应力和剪应力分布,计算结果与板形检测结果取得一致.结果表明:板带分切过程产生的压应力分布区域(Bc)在2.5t~4.7t(t-板带厚度)之间,对板形的影响范围(Bs)在5.3t~10t之间,Bs对分切工艺参数变化反应敏感可以作为板带分切质量和冲裁余量的评定参数.

关键词: 轧向残余应力 , 剪应力 , 铜合金板带 , 裂纹柔度法

蓝宝石基GaN薄膜热疲劳分析

王小增 , 杨久红

人工晶体学报

首先建立了数值模型分析工作中LED芯片的界面剪应力,根据线性累积损伤理论、GaN薄膜和Al2O3衬底的S-N曲线及随季节变化的载荷谱,确定了GaN薄膜的疲劳损伤系数.分析了温度载荷、芯片尺寸、衬底和薄膜厚度对薄膜热疲劳的影响.GaN薄膜和Al2 O3衬底的S-N曲线为单对数线性关系.LED芯片应力谱分析表明夏季交变应力载荷最大,春秋次之,冬季最小.GaN薄膜剪应力数值和理论解相差6.3%,建立的数值模型可用于LED芯片疲劳寿命分析.LED芯片寿命主要由GaN薄膜决定.GaN薄膜的最大剪应力和疲劳损伤系数随薄膜厚度和温度载荷增加,与芯片尺寸和衬底厚度无关,衬底的疲劳损伤系数不随上述因素变化.数值模型预测LED芯片疲劳寿命接近标称的LED灯具寿命.

关键词: GaN薄膜 , Al2O3衬底 , 剪应力 , 疲劳损伤系数 , S-N曲线

沥青混合料的工作和易性实验研究

杨跃焕 , 姚雄 , 宋圣霞 , 吴英彪 , 乔建刚

材料导报

依据AASHTO规范设计AC-13沥青混凝土,选择两种具有代表性的温拌剂Advera和Sasobit.采用旋转压实剪切实验机(GTM)成型试件,从力学指标(剪应力)及做功改变试件空隙率两方面,探讨了沥青混合料的工作和易性.实验结果表明:温拌沥青混合料的工作和易性在适宜拌和压实温度范围内较热拌沥青混合料的好;推荐采用8%空隙率时的旋转压实次数作为沥青混合料工作和易性的评价指标.

关键词: 沥青混合料 , 工作和易性 , 旋转压实剪切 , 剪应力

覆铜箔层压板拉伸变形及卷曲性能的研究

赵勇 , 田俊霞

绝缘材料

采用拉伸-卸载试验对覆铜箔层压板的拉伸变形、断裂及拉伸致卷曲性能进行研究.通过建立数学模型分析了界面剪应力、试样弯曲变形能与卷曲半径的关系.结果表明:覆铜板的拉伸变形主要为塑性变形机制,具有二次断裂特性,铜箔的起裂点位于宽度方向边界,通过多晶组织的滑移分离实现韧性断裂;铜箔与基底(PET薄膜)界面处剪应力的产生引起试样向基底方向发生圆筒状卷曲,卷曲半径随拉伸应变的增加而减小.

关键词: 覆铜箔层压板 , 塑性变形 , 卷曲 , 剪应力 , 模型

非圆形磁性颗粒对磁流变脂剪切应力的影响及其计算模型研究

何国田 , 廖昌荣 , 王平 , 宋莉 , 李明

功能材料

磁流变脂是继磁流变液和磁流变弹性体之后,又一个具有巨大发展潜力的磁流变智能材料。参照作者提出的圆形颗粒的建模过程,建立了非圆形磁性颗粒磁流脂的剪切应力模型,并以六边形磁性颗粒磁流变脂为例,推导出六边形磁性颗粒磁流变脂剪切应力公式。该模型对半径和边长相同时剪切屈服应力与磁场强度的关系,体积相同时剪切屈服应力与磁场强度的关系,零场下的剪切力应力进行了模拟计算。结果表明同体积下的非圆形磁性颗粒磁流变脂的剪切应力比圆形磁性颗粒磁流变脂大,且随接触边长的减少剪切应力亦减少,但都比圆形磁性颗粒磁流变脂的剪切应力大。即使零场条件下,非圆形磁性颗粒磁流变脂的剪切应力比圆形磁性颗粒磁流变脂大,说明球形磁流变液不是最佳选择。所以,非圆形磁性颗粒的磁流变脂机理研究对高性能磁流变液制备及其应用具有极其重要的指导意义。

关键词: 磁性颗粒形状 , 磁流变脂 , 剪应力 , 计算模型 , 磁场强度

聚酯纤维机织物-聚氯乙烯-聚偏氟乙烯膜材双轴剪切力学性能试验

王利钢 , 陈务军 , 高成军

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20140923.002

为研究聚酯纤维机织物-聚氯乙烯-聚偏氟乙烯(P-PVC-PVDF)膜材的双轴剪切力学性能,提出了工程剪应变计算方法、改进的剪应力计算方法和应力加载方法.基于自主研制的双轴拉伸试验机,对P-PVC-PVDF膜材进行了双轴剪切力学性能试验,得到了膜材剪应力-剪应变曲线、剪切模量和滞回环面积.分析结果表明,剪应力由正变为负后,各力学参数有所差异,但均在加载一次后趋于稳定.当剪应力的上下限设定为±2 kN/m时,稳定后的剪切模量范围为11~13 kN/m.通过对比证明,主轴与加载方向的夹角变化对计算结果影响不大.研究成果对膜结构设计与分析具有参考价值.

关键词: 聚酯纤维机织物-聚氯乙烯-聚偏氟乙烯膜材 , 工程剪应变 , 剪应力 , 剪切模量 , 双轴剪切试验

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