不同应变率下应力应变曲线
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拉压弹性模量差异对泡沫铝夹芯板三点弯曲模拟的影响强斌;刘宇杰;阚前华;陈哲【摘要】泡沫铝材料是一种典型的拉压双模量材料,即受拉与受压时弹性模量不同。
使用ABAQUS 有限元软件对泡沫铝夹芯板的三点弯曲行为进行了模拟。
首先,对泡沫铝芯层采用可压缩泡沫模型,通过对芯层的受拉区和受压区采用不同的弹性模量来讨论拉压弹性模量差异对夹芯板三点弯曲行为的影响。
同时,在泡沫铝压缩响应一致的情况下,对可反映拉压弹性模量差异的孔洞模型和未考虑拉压弹性模量差异的可压缩泡沫模型的夹芯板三点弯曲模拟结果进行了比较。
研究表明,泡沫铝芯层的弹性模量对夹芯板的三点弯曲行为模拟有较大影响。
若不考虑泡沫铝拉压弹性模量的差异,得到的夹芯板三点弯曲情况下的加载刚度和屈服荷载明显偏低。
%Aluminum foam was a typical bimodulous material with different elastic moduli in tension and com-pression.The three-point bending behaviors of sandwich panel were simulated using ABAQUS FEA software. The crushable foam material constitutive model was used to simulate aluminum foam core,and the different e-lastic moduli were adopted in tension and compression zone to study the influence of the elastic moduli.Fur-thermore,the void model with bimodulous character was usedto simulate the three-point bending response of aluminum foam sandwich panels.Based on the same monotonic compression response of aluminum core,the simulated results of void model were compared with that of crushable foam model without bimodulous charac-ter.It was shown thatthe elastic moduli of aluminum foam core has a great influence on the three-point bending behavior of aluminum foam sandwich panels.If thebimodulous effects of aluminum foam was neglected,the simulated loading stiffness and yield load are obviously on low side for the three-point bending behaviour of alu-minum foam sandwich panel.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2013(000)018【总页数】5页(P2701-2705)【关键词】拉压双模量;泡沫铝夹芯板;可压缩泡沫模型;三点弯曲;数值模拟【作者】强斌;刘宇杰;阚前华;陈哲【作者单位】西南交通大学力学与工程学院,四川成都 610031;西南交通大学力学与工程学院,四川成都 610031;西南交通大学力学与工程学院,四川成都610031;西南交通大学力学与工程学院,四川成都 610031【正文语种】中文【中图分类】TG146.21 引言泡沫铝作为一种新型的轻质功能材料,其具有低密度、高强度、高刚度比、吸声、吸能等特性,被广泛应用于航天航空、汽车、建筑装饰等领域[1,2]。
应力-应变曲线的影响因素
应力-应变曲线的影响因素包括材料的性质、温度、应变速率以及外部加载条件。
1. 材料的性质:不同材料具有不同的应力-应变曲线。
材料的强度和硬度会影响曲线的形状和斜率。
材料的韧性和可塑性也会决定曲线的延展性和塑性变形能力。
2. 温度:温度对材料的应力-应变曲线有显著影响。
通常情况下,高温会降低材料的强度和硬度,使曲线变得更平缓,延展性增加。
低温则会增加材料的脆性,使曲线变得更陡峭。
3. 应变速率:应变速率是指材料在受力时承受的应变速度。
应变速率越高,材料的应力-应变曲线越陡峭。
快速加载下材料可能表现出更高的强度,而缓慢加载下材料可能表现出更高的延展性。
4. 外部加载条件:外部加载条件包括加载方式和加载方向。
不同的加载方式(如拉伸、压缩、剪切等)会对应力-应变曲线产生不同的影响。
加载方向也会影响曲线形状,例如单轴加载和多轴加载可能导致不同的曲线形态。
此外,与加载方式和加载方向相关的约束也会对曲线产生影响。
不同应变率下聚乙烯材料的压缩力学性能徐立志;高光发;赵真;王江波;程春;杜忠华【摘要】为了研究聚乙烯材料在不同应变率下的压缩力学性能,通过准静态实验和动态实验获得聚乙烯材料不同应变率下的应力应变曲线,分析发现:聚乙烯的弹性模量和屈服强度随应变率增大而增大,具有明显的黏弹塑性;聚乙烯材料进入塑性阶段,其应力应变曲线在不同应变率下具有相近的变化趋势,即塑性切向模量近似相同.根据聚乙烯材料的压缩力学性能,建立了弹性区、屈服点和塑性区的分段本构模型.该模型的屈服点和塑性段与实验结果吻合较好,由于弹性段采用线弹性模型,与实验结果存在一定偏差,可近似描述材料的弹性行为.【期刊名称】《爆炸与冲击》【年(卷),期】2019(039)001【总页数】8页(P55-62)【关键词】聚乙烯;压缩性能;应变率;本构模型【作者】徐立志;高光发;赵真;王江波;程春;杜忠华【作者单位】南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京210094;南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京210094;上海宇航系统工程研究所,上海201109;南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京210094;南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京210094;南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】O347;TJ413聚合物材料现已广泛应用于日常生活、民用工业和军事工业,其物理特性具有密度低、强度范围广、模量低等特点。
在军事领域中,横向效应增强型侵彻体(penetrator with enhanced lateral effect, PELE)是由高密度壳体和低密度装填物两部分组成的一种无引信、无装药新型侵彻体,主要利用低密度装填物(多为聚合物材料)受挤压发生径向膨胀,使壳体对目标靶形成一定的扩孔效应;当贯穿目标靶后,装填物的能量瞬间释放,使壳体破碎为破片形成靶后杀伤[1]。
国内外学者对装填物材料对PELE横向效应的影响进行了大量研究,Paulus等[2]、Du 等[3]、蒋建伟等[4]、朱建生等[5]研究发现采用聚乙烯(polyethylene, PE)、聚酰胺酯(polyester amide, PA)、聚碳酸酯(polycarbonate, PC)等聚合物材料作为弹芯时,PELE的横向效应差异明显。
不同应变率对应的应力应变曲线
以下是根据不同的应变率将材料施加应力后得到的应力应变曲线:
1. 慢应变率:在这种情况下,材料有足够的时间进行自我调整和恢复,所以它通常表现出线性和弹性响应,应力应变曲线接近直线。
2. 中等应变率:随着应变率的增加,材料开始表现出一定的非线性行为,曲线开始弯曲。
这是因为应变率的增加导致材料内部的摩擦和塑性变形增加,从而使得应力应变关系不再是线性的。
3. 快应变率:在非常高的应变率下,材料几乎没有时间进行自我调整和恢复,它表现出高度非线性和塑性行为。
在这种情况下,曲线几乎是水平的,意味着应力几乎不随应变的增加而增加。
此外,根据材料的类型和性质,可能还有其他类型的应力应变曲线。
例如,有些材料在应变率增加时可能表现出更强的刚性和脆性行为。
因此,针对特定的材料类型和测试条件,应采用适当的模型或理论来描述其应力应变关系。
不同应变率下混凝土力学性能的试验研究一、本文概述研究背景与意义:可以介绍混凝土作为重要的建筑结构材料,在现代工程建设中发挥着至关重要的作用。
指出混凝土结构在实际服役过程中往往承受着不同形式和速度的荷载作用,研究不同应变率下混凝土的力学性能对于确保结构安全和提高工程设计精度具有重要意义。
研究目的与内容:概述中应明确本研究旨在通过一系列试验,探究应变率变化对混凝土力学性能的影响,包括抗压强度、抗拉强度、弹性模量等指标的变化规律。
同时,分析不同应变率下混凝土的破坏形态和裂纹扩展特性,以期为混凝土结构的设计和施工提供科学依据。
研究方法与技术路线:简要介绍本研究所采用的主要试验设备、试验方法和测试技术,例如采用电液伺服万能试验机进行不同应变率下的压缩和拉伸试验,利用高速摄影技术捕捉裂纹扩展过程等。
同时,概述试验过程中的控制变量和测试流程,确保试验结果的准确性和可靠性。
文章结构:在概述中简要介绍文章的结构安排,例如首先介绍试验材料与方法,然后展示试验结果和分析,最后对结果进行讨论并提出结论和建议。
二、混凝土材料的基本力学性质混凝土作为一种广泛使用的建筑材料,其力学性质对于工程结构的稳定性和安全性至关重要。
本节主要探讨混凝土的基本力学性质,包括其弹性模量、抗压强度、抗拉强度以及应变率对其力学性能的影响。
混凝土的弹性模量是描述其弹性变形能力的关键参数。
它定义为应力与应变的比值,在应力应变曲线的线性阶段。
混凝土的弹性模量通常在2040 GPa之间,这一数值受多种因素影响,如混凝土的组成、水灰比、养护条件等。
弹性模量的大小直接关系到混凝土结构在受到荷载作用时的变形情况,是评估结构刚度的重要指标。
抗压强度是混凝土最基本和最重要的力学性质之一。
它指的是混凝土在轴向压力作用下达到的最大应力值。
混凝土的抗压强度通常在20100 MPa之间,其值受混凝土的配合比、养护条件、骨料类型等因素影响。
抗压强度是评估混凝土结构承载能力的关键参数。
在工程领域中,模拟软件ANSYS(工程模拟软件)被广泛应用于不同类型的材料性能分析及工程设计中。
其中,塑料材料是工程中常用的材料之一,其应力应变曲线对于工程设计和材料性能评估具有重要意义。
让我们从简单的概念开始,了解ANSYS软件是如何模拟塑料材料的应力应变曲线的。
ANSYS利用有限元分析(FEA)技术,可以模拟塑料材料在外部加载下的应力应变状态,并且通过这些数据生成应力应变曲线。
这些曲线可以帮助工程师了解材料的力学性能,包括弹性模量、屈服强度、断裂强度等重要参数。
接下来,我们深入探讨在ANSYS软件中如何建立塑料材料的模型,以获取准确的应力应变曲线。
在建立材料模型时,需要考虑材料的弹性和塑性行为,以及材料的本构模型。
在ANSYS中,工程师可以选择合适的材料本构模型,如简单的弹性模型、弹塑性模型或更复杂的本构模型,以准确地描述塑料材料的力学行为。
通过模拟加载条件,可以得到相应的应力应变数据,进而绘制出应力应变曲线。
在实际工程设计中,了解塑料材料的应力应变曲线对于预测材料的工程性能至关重要。
通过对应力应变曲线的分析,工程师可以评估材料的强度、变形能力、蠕变特性等,为工程设计和材料选择提供重要参考。
对应力应变曲线的深入理解也有助于优化设计,在避免材料失效和提高结构性能方面发挥重要作用。
从个人的角度来看,我认为应力应变曲线不仅是材料力学性能的重要表征,更是工程设计理论与实践相结合的产物。
通过深入研究塑料材料的应力应变曲线,可以更好地理解材料的性能特点,为工程设计提供可靠的理论支持。
我也认为在使用ANSYS软件进行建模与分析时,需要充分了解塑料材料的力学行为和相应的材料参数,以确保模拟结果的准确性和可靠性。
总结回顾,通过本文的探讨,我们了解了在ANSYS软件中模拟塑料材料的应力应变曲线的重要性和基本步骤。
通过深入分析塑料材料的应力应变曲线,可以更好地理解材料的力学性能,为工程设计和材料选择提供有力支持。
应力应变曲线stress-strain curve在工程中,应力和应变是按下式计算的:应力(工程应力或名义应力)σ=P/A。
,应变(工程应变或名义应变)ε=(L-L。
)/L。
式中,P为载荷;A。
为试样的原始截面积;L。
为试样的原始标距长度;L 为试样变形后的长度。
这种应力-应变曲线通常称为工程应力-应变曲线,它与载荷-变形曲线相似,只是坐标不同。
从此曲线上,可以看出低碳钢的变形过程有如下特点:当应力低于σe 时,应力与试样的应变成正比,应力去除,变形消失,即试样处于弹性变形阶段,σe 为材料的弹性极限,它表示材料保持完全弹性变形的最大应力。
当应力超过σe 后,应力与应变之间的直线关系被破坏,并出现屈服平台或屈服齿。
如果卸载,试样的变形只能部分恢复,而保留一部分残余变形,即塑性变形,这说明钢的变形进入弹塑性变形阶段。
σs称为材料的屈服强度或屈服点,对于无明显屈服的金属材料,规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限。
当应力超过σs后,试样发生明显而均匀的塑性变形,若使试样的应变增大,则必须增加应力值,这种随着塑性变形的增大,塑性变形抗力不断增加的现象称为加工硬化或形变强化。
当应力达到σb时试样的均匀变形阶段即告终止,此最大应力σb称为材料的强度极限或抗拉强度,它表示材料对最大均匀塑性变形的抗力。
在σb值之后,试样开始发生不均匀塑性变形并形成缩颈,应力下降,最后应力达到σk时试样断裂。
σk为材料的条件断裂强度,它表示材料对塑性的极限抗力。
上述应力-应变曲线中的应力和应变是以试样的初始尺寸进行计算的,事实上,在拉伸过程中试样的尺寸是在不断变化的,此时的真实应力S应该是瞬时载荷(P)除以试样的瞬时截面积(A),即:S=P/A;同样,真实应变e应该是瞬时伸长量除以瞬时长度de=dL/L。
下图是真应力-真应变曲线,它不像应力-应变曲线那样在载荷达到最大值后转而下降,而是继续上升直至断裂,这说明金属在塑性变形过程中不断地发生加工硬化,从而外加应力必须不断增高,才能使变形继续进行,即使在出现缩颈之后,缩颈处的真实应力仍在升高,这就排除了应力-应变曲线中应力下降的假象。
不同速率下应力应变曲线理论说明引言部分的内容如下所示:1. 引言1.1 概述应力应变曲线是材料力学研究中常用的实验手段之一。
它描述了材料在外力作用下的应变情况,并通过应力应变图展现了材料的机械行为。
随着实验条件的不同,例如加载速率的改变,应力应变曲线会出现一定程度上的差异。
本文旨在探讨不同加载速率对应力应变曲线形态的影响,并通过理论解释加深对这些差异背后机制的理解。
1.2 文章结构本文将分为五个主要部分。
首先,在引言部分我们将概述本文的目标和研究内容。
其次,在第二部分中,我们将简要介绍应力应变曲线的定义、背景以及其特征。
第三部分将重点讨论不同加载速率下的应力应变曲线理论解释,包括快速加载条件、中等加载条件以及慢速加载条件下的情况。
接着,在第四部分,我们将进行具体实例研究与案例分析,比较材料A和材料B在不同速率下得到的应力应变曲线,并进行结果讨论。
最后,我们将在第五部分总结实验结果,并展望本研究的局限性以及未来的研究方向。
1.3 目的本文旨在通过深入分析不同加载速率下的应力应变曲线,揭示其中的规律与原因。
具体目标如下:- 探索不同加载速率对应力应变曲线形态的影响;- 提供理论解释并阐明背后机制;- 比较材料A和材料B在不同速率下得到的应力应变曲线,并对结果进行分析和讨论;- 总结实验结果,指出本研究的局限性,并提出未来进一步深化此领域研究的建议。
通过这些目标,我们期望能够对不同速率下应力应变曲线形成更为全面和系统的认识,为相关领域研究和工程实践提供理论依据和参考。
2. 应力应变曲线概述:应力应变曲线是描述材料在受到外界载荷作用下所产生的应力和相应的应变关系的图形表达。
它对于了解材料的力学性能和特性至关重要。
本节将从定义与背景、曲线特征以及应变率的影响三个方面来概述应力应变曲线。
2.1 定义与背景:在材料受到外部载荷后,会发生形变,即产生应变。
这种形变与所施加的外部载荷之间存在着一定的比例关系,这种比例关系即为弹性模量。
应力应变曲线的影响因素《应力应变曲线的影响因素》应力应变曲线是研究材料在受力过程中应力与应变关系的一种重要曲线。
该曲线可反映材料的力学性质和变形行为。
然而,在不同的情况下,材料的应力应变曲线可能会出现差异。
下面将介绍一些影响应力应变曲线的关键因素。
1. 材料的成分和组织结构:材料的基本成分会直接影响其力学性质。
例如,金属材料中的合金元素可以改变晶粒尺寸和晶界结构,从而影响材料的强度和延展性。
另外,材料的组织结构也会影响力学性能。
例如,金属材料中的冷加工可以引起晶粒的变形和织构,进而改变材料的力学行为。
2. 处理工艺和热处理:处理工艺和热处理过程可以通过改变材料的结构来影响应力应变曲线。
例如,热处理可以改变材料的晶粒尺寸、位错密度和相变行为,从而影响材料的力学性能。
3. 温度和应变速率:温度和应变速率也是影响应力应变曲线的重要因素。
在高温下,材料的塑性变形易发生,因此强度会降低。
同时,温度还会影响材料的断裂韧性和蠕变行为。
与此同时,应变速率的变化也会导致应力应变曲线的不同变化规律。
快速应变速率下的材料表现出弹性行为,而较慢的应变速率可以引起塑性变形。
4. 外界环境和应力状态:外界环境和应力状态也会影响应力应变曲线。
例如,气体和液体环境中的材料可能会受到不同的应力反应。
此外,不同的应力状态,例如拉伸、压缩或剪切,也会导致应力应变曲线的差异。
总而言之,应力应变曲线的形状和性质受到多种因素的影响,包括材料的成分、处理工艺、温度和应变速率,以及外界环境和应力状态。
深入理解这些影响因素可以帮助我们更好地预测材料的变形行为和力学性能,为材料的设计和应用提供更为可靠的依据。
混凝土不同应变速率下抗弯拉力学特性试
验研究
混凝土材料在现代建筑材料的使用中占据着越来越重要的地位, 成为用途最广的建筑材料之一, 其应用的领域非常广泛, 如: 房屋建筑工程、道路与桥梁工程、河堤大坝工程等。
混凝土作为复合型材料, 实际工作中, 往往是在历经荷载历史的基础上再受到动载的作用, 其力学特性会受到荷载历史的影响。
相对于混凝土的静态力学性能而言, 混凝土的动态力学性能更为复杂, 在工作过程中混凝土要受到地震、风荷载、爆炸荷载等荷载作用, 故混凝土的动态力学性能对结构的安全性和稳定性起关键性作用。
由于试验装置系统与试验方法的选择都会对试验结果产生很大的影响, 本文结合试验设计与方案利用MTS加载装置和先进的数据采集仪, 采用适当的试件制作方法和加载工艺对不同强度等级的混凝土试件进行了动态荷载作用下的弯拉试验。
本文对C35、C40、C45三种强度等级的混凝土试件进行动载作用下的力学特性分析, 分别在应变速率为10-6s-1、10-5s-1、10-4s-1下进行动态直接破坏、历经荷载历史以及分级加载持荷三种不同受力情况的动态弯拉破坏。
通过试验数据的总结分析, 研究了荷载历史、分级加载持荷与应变速率对混凝土试件的抗弯拉弹性模量、泊松比、抗弯拉峰值应变、抗弯拉强度以及弯拉应力应变曲线的影响, 最后对混凝土试件的破坏机理进行了分析。
基于损伤原理, 本文考虑了动态应变率强化效应与损伤的弱化效应后构建了混凝土的动态抗压本构模型与动态抗拉本构模型, 利用ANSYS和FORTRAN编程
有限元方法得到混凝土试件的动弯拉应力应变曲线, 该结果与试验得到的结果基本吻合, 进而证明了本章中提出的本构模型具有一定的参考价值。
CFRP在不同应变率和温度下的力学性能试验研究黄靓;张怀安;肖岩;朱德举【摘要】In this work,carbon fiber reinforced plastic(CFRP)were fabricated using vacuum assisted resin infusion (VARI).Specimens were tested under four strain rates (25,50,100 and 200 s-1 )and six temperatures (-25,0,25,50,75 and 100 ℃)by means of a servo-hydraulic high rate testing system. The results show that tensile strength and toughness increase with the increasing strain rate under the same temperature (room temperature 25 ℃)except the toughness under 200 s-1 .At the same strain rate of 25 s-1 ,on the other hand,the tensile strength and toughness at the room temperature are higher than those under other temperatures.The failure patterns of CFRPs were nearly similar under four investigated strain rates,but different under six temperatures.Moreover,Weibull analysis was carried out to quantify the change of tensile strength under different conditions.%采用真空辅助树脂灌注成型工艺(VARI )制备了CFRP ,利用MTS 液压伺服高速机对CFRP试件在4种应变率(25,50,100和200 s-1)和6种温度(-25,0,25,50,75和100℃)下进行测试。
金刚石的拉伸应力应变曲线金刚石是一种极其坚硬的天然材料,具有优异的物理和化学性能,因此在许多领域都有广泛的应用,如珠宝、工业制造和科学研究。
拉伸应力应变曲线是评估材料力学性能的重要方法之一,可以反映材料在受力时的行为和响应。
拉伸应力应变曲线可以用来描述金刚石在不同应变率下的力学性能。
图1显示了在不同应变率下,金刚石的拉伸应力应变曲线。
从图中可以看出,随着应变率的增加,金刚石的屈服强度和极限强度也增加。
在低应变率下(小于10^-3秒^-1),金刚石的屈服强度约为900-1000 MPa,极限强度约为1200-1300 MPa。
随着应变率的增加,屈服强度和极限强度逐渐增加,并在高应变率下达到最大值。
在高应变率下(大于10^-2秒^-1),金刚石的屈服强度约为1100-1200 MPa,极限强度约为1400-1500 MPa。
此外,金刚石的拉伸应力应变曲线还表现出明显的非线性特征。
在弹性阶段,应力应变关系呈线性关系,而在塑性阶段,应力应变关系则呈现出明显的非线性特征。
这种非线性特征主要是由于金刚石中的晶体缺陷、晶界和位错等微观结构引起的。
除了应变率对金刚石拉伸应力应变曲线的影响外,温度也是影响其力学性能的重要因素之一。
图2显示了在不同温度下,金刚石的拉伸应力应变曲线。
从图中可以看出,随着温度的升高,金刚石的屈服强度和极限强度逐渐降低。
在高温下(大于1000 K),金刚石的屈服强度约为700-800 MPa,极限强度约为900-1000 MPa。
此外,金刚石在高温下的塑性变形行为也表现出明显的变化。
在低温下,金刚石的塑性变形主要发生在局部区域,并伴随着位错的滑移和攀移。
而在高温下,金刚石的塑性变形则变得更加均匀,并伴随着晶界的滑移和扩散。
总之,金刚石的拉伸应力应变曲线可以用来描述其在不同应变率和温度下的力学性能。
通过研究这些曲线,我们可以更好地了解金刚石在不同条件下的行为和响应,为材料科学和工程应用提供重要的参考依据。
结构钢sn曲线
结构钢的SN曲线是描述钢材在不同温度和应变速率下的应力-应变关系的曲线。
SN曲线中的"S"和"N"分别代表应力状态和试验条件。
该曲线对于了解钢材在复杂应力状态下的力学行为、评估结构的安全性和可靠性具有重要的意义。
在SN曲线中,我们可以看到钢材在不同温度和应变速率下的屈服点和抗拉强度。
在常温下,结构钢的SN曲线呈现出明显的屈服点和颈缩阶段,这意味着在达到屈服点之前,钢材不会发生明显的变形;而当超过屈服点后,钢材会发生颈缩现象,即试样在某一部位开始变细并最终断裂。
此外,SN曲线还可以反映钢材的韧性。
在低温下,钢材的SN曲线呈现出明显的锯齿形,这表明在低温下钢材容易发生脆性断裂。
因此,在设计和建造结构时,需要考虑不同温度下钢材的SN曲线,以确保结构的安全性和可靠性。
为了获得准确的SN曲线,需要进行一系列的拉伸试验。
这些试验需要在不同的温度和应变速率下进行,以模拟结构在不同环境条件下的受力情况。
通过这些试验,我们可以了解钢材在不同条件下的力学性能,从而为结构设计和建造提供重要的依据。
总之,结构钢的SN曲线是评估其力学性能的重要工具。
通过了解不同温度和应变速率下的SN曲线,我们可以更好地了解钢材的力学行为,为结构设计和建造提供重要的依据。
在实践中,需要根据具体的结构和环境条件,选择合适的钢材和SN曲线,以确保结构的安全性和可靠性。
同时,对于一些具有特殊要求的结构,需要进行定制化的SN曲线测试,以确保其满足特定的力学性能要求。
低应变试验[中低应变率力学性能试验研究]中低应变率力学性能试验研究摘要:目的研究碳纤维增强复合材料的中低应变率力学性能。
方法利用电子万能试验机和高速液压伺服材料试验机对[(±45°)]4和[(±45°)]8两种铺层碳纤维增强复合材料进行常温下准静态和中低应变率力学性能试验,得到不同应变率下的应力应变曲线和失效参数。
结果在应变率6。
710-4,500-1范围内,两种铺层材料均具有明显的应变率强化效应,材料失效应力随应变率的提高而增大。
两种铺层材料均发生纤维断裂失效和局部的分层失效,但[(±45°)]4铺层发生燕尾形失效,[(±45°)]8铺层发生剪切失效。
结论获得了碳纤维增强复合材料在不同应变率下的力学性能参数,可为复合材料飞机结构的抗冲击设计和仿真分析提供准确的材料参数。
关键词:固体力学;碳纤维增强复合材料;中应变率;应变率效应;失效特性碳纤维增强复合材料具有较高的比强度、比刚度、耐腐蚀、抗老化等特性,已被广泛应用于飞机结构中[1]。
飞机在使用过程中不可避免会发生鸟撞、冰雹撞击、坠撞等威胁到飞行安全的问题,为提高飞机的安全性,并尽可能减轻飞机质量,就需要了解碳纤维增强复合材料的动态力学特性,获得材料在不同应变率下的力学性能参数,为复合材料飞机结构的抗冲击设计和仿真分析提供准确的材料参数。
李勇[2]等在应变率0。
001,50-1范围内利用实验方法研究了碳纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇脂复合材料在不同应变率和温度条件下的拉伸性能及损伤模式,发现材料的拉伸强度和弹性模量随应变率的增加而提高,随温度的升高而降低。
Zhang[3]等在应变率710-5,240-1范围内研究了碳纤维增强编织复合材料的动态力学性能,发现材料的拉伸强度、拉伸模量和失效应变均具有明显的应变率敏感性,但在较低应变率范围内影响较小。
KIMURA[4]等在应变率10-5,102-1范围内研究了碳纤维增强复合材料的应变率敏感特性,发现材料的拉伸强度和拉伸模量均受应变率影响较大,而失效应变受应变率影响较小。
1060o态原材料应力应变曲线数据1060o态铝合金是一种常见的铝合金材料,具有良好的可加工性和强度。
在工程应用中,了解其应力应变曲线数据对于设计和制造具有1060o态铝合金的零件和结构非常重要。
应力应变曲线是描述材料在受力作用下的变形行为的重要参数。
它可以反映材料的强度、塑性和韧性等力学性能。
对于1060o态铝合金来说,其应力应变曲线数据可以通过实验测试得到。
在进行实验测试时,通常会使用万能试验机来施加力加载样品,并通过应变计或应变片来测量样品的应变。
通过改变加载速度和加载方式,可以得到不同应变率下的应力应变曲线数据。
1060o态铝合金的应力应变曲线通常呈现出典型的强度增加-塑性增加-强度减小的趋势。
在开始加载时,应力随着应变的增加而线性增加,这是由于材料的弹性变形。
当应变达到一定程度后,材料开始发生塑性变形,应力增加的速度减慢,这是由于晶体滑移和位错运动的发生。
随着应变的进一步增加,材料的应力逐渐达到峰值,这是由于晶体的位错密度达到最大值。
在达到峰值后,材料的应力开始下降,这是由于晶体的位错相互抵消。
最终,材料的应力趋于稳定,这是由于晶体的位错密度达到平衡状态。
1060o态铝合金的应力应变曲线数据可以用来评估材料的强度和塑性。
其中,屈服强度是指材料开始发生塑性变形时的应力值,可以用来评估材料的抗拉强度。
抗拉强度是指材料在拉伸过程中最大的应力值,可以用来评估材料的最大承载能力。
延伸率是指材料在拉伸过程中的变形程度,可以用来评估材料的韧性。
通过对1060o态铝合金的应力应变曲线数据的分析,可以得到该材料的力学性能参数,为设计和制造具有1060o态铝合金的零件和结构提供依据。
同时,对于不同应变率下的应力应变曲线数据的研究,可以进一步了解1060o态铝合金的变形行为和变形机制,为材料的优化设计和工艺控制提供指导。
总之,1060o态铝合金的应力应变曲线数据是评估该材料力学性能的重要参数。
通过实验测试和数据分析,可以得到该材料的强度、塑性和韧性等力学性能参数,为设计和制造具有1060o态铝合金的零件和结构提供依据。
不同应变率下应力应变曲线
不同应变率下应力应变曲线是描述材料在受到应力作用时,应变与应变率之间的关系曲线。
应变率指的是单位时间内应变的改变量。
应变率对材料的力学性能有很大影响,尤其是在高应变率条件下,材料的力学性能往往会发生显著变化。
在不同应变率下,应力应变曲线通常具有以下特点:
1.在低应变率条件下,材料的应力应变曲线较为平缓,表明材料具有较好的延展性和韧性。
2.在高应变率条件下,应力应变曲线趋于陡峭,表明材料在高速加载下容易发生破裂或断裂。
需要注意的是,不同材料在不同的应变率下表现出不同的应力应变曲线特征。
研究不同应变率下的应力应变曲线对于了解材料的力学性能、预测其在实际应用中的可靠性具有重要意义。
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