S08材料与结构之力学性能测试(负责人王建国)-中国力学学会
普通混凝土力学性能试验方法标准
普通混凝土力学性能试验方法标准一、试验材料。
1. 混凝土试件，混凝土试件的制作应符合相关标准，试件的尺寸和数量应符合试验要求。
2. 试验设备，试验设备应符合国家标准，保证试验的准确性和可靠性。
二、抗压强度试验。
1. 试验方法，混凝土抗压强度试验采用静载荷试验方法，试验过程中应注意加载速度和试验环境的控制。
2. 试验数据记录，在试验过程中，应及时记录试验数据，包括加载值和应力应变曲线等。
3. 试验结果分析，根据试验结果进行数据分析，计算混凝土的抗压强度，并进行合理评定。
1. 试验方法，混凝土抗拉强度试验通常采用拉伸试验方法，试验时应注意试验样品的准备和试验条件的控制。
2. 试验数据记录，记录试验过程中的拉伸载荷和试验样品的变形情况，得出应力应变曲线和抗拉强度的计算结果。
3. 试验结果分析，根据试验结果进行数据分析，评定混凝土的抗拉性能，并进行合理评定。
四、弹性模量试验。
1. 试验方法，弹性模量试验通常采用应力-应变曲线法或者共振频率法，试验过程中应注意试验条件的控制和数据的准确记录。
2. 试验数据记录，记录试验过程中的应力-应变曲线或共振频率数据，得出混凝土的弹性模量计算结果。
3. 试验结果分析，根据试验结果进行数据分析，评定混凝土的弹性模量，并进行合理评定。
1. 试验方法，混凝土抗冻性试验通常采用循环冻融试验方法，试验过程中应注意试验条件的模拟和试验样品的准备。
2. 试验数据记录，记录试验过程中的冻融循环次数和试验样品的质量损失情况，得出混凝土的抗冻性评定结果。
3. 试验结果分析，根据试验结果进行数据分析，评定混凝土的抗冻性能，并进行合理评定。
六、结论。
根据以上试验方法标准，可以全面评定混凝土的力学性能，为建筑工程的设计和施工提供重要参考。
同时，对于混凝土的质量控制和改进也具有重要意义。
综上所述，普通混凝土力学性能试验方法标准的制定和实施对于建筑工程质量的保障具有重要意义，希望本文介绍的内容能够对相关人员有所帮助。
纳米结构材料的力学性能建模与仿真研究
纳米结构材料的力学性能建模与仿真研究纳米技术在现代材料科学和工程领域中扮演了关键角色，其中纳米结构材料作为一类具有特殊性能的材料受到了广泛的关注。
纳米结构材料的力学性能研究是理解其力学行为的关键，因此建立合适的力学性能模型以及进行仿真研究是必不可少的。
首先，针对纳米结构材料的力学性能建模，可以采用多种方法和模型。
其中，分子动力学（Molecular Dynamics, MD）模拟是一种常用的方法。
MD模拟通过对材料内原子或分子的相互作用进行建模，可以预测材料的力学性能。
通过MD模拟，可以研究纳米材料的强度、弹性模量、断裂行为等力学性能。
其次，对于纳米结构材料的力学性能建模，还可以借助连续介质力学（Continuum Mechanics）理论。
连续介质力学将材料视为一个连续的物质，并基于宏观形变和应力之间的关系建立数学模型。
常见的连续介质力学方法包括有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）和无限元分析（Boundary Element Analysis，BEA）等。
通过这些分析方法，可以对纳米结构材料进行宏观角度上的力学性能建模和仿真研究。
此外，还可以采用数值模拟方法，如离散元法（Discrete Element Method，DEM）进行纳米结构材料的力学性能研究。
DEM模拟主要考虑物质中的离散元素之间的作用关系，将材料看作是由单个颗粒或结构单元组成的集合体。
通过DEM 模拟，可以研究材料的断裂行为、变形行为等力学性能。
除了建立力学性能模型，进行纳米结构材料力学性能的仿真研究也是十分重要的。
通过仿真，可以对纳米结构材料在应力加载下的行为进行模拟和预测，从而更好地了解材料的力学性能。
仿真研究可以有效地提供力学性能的定量分析以及材料的破裂行为模拟等，对于材料的设计和优化具有重要意义。
最后，纳米结构材料的力学性能建模与仿真研究还可以结合实验验证，以提高模型的准确性和可靠性。
普通混凝土力学性能试验方法标准
法GBJ81―85 主编部门：城乡建设环境保护部批准部门：中华人民共和国国家计划委员会施行日期：1986 年7 月1 日关于发布《普通混凝土拌合物性能试验方法》等三本国家标准的通知计标〔1985〕1889 号根据原国家建委（78）建发设字第562 号通知的要求，由城乡建设部中国建筑科学研究院会同有关单位共同编制的《普通混凝土拌合物性能试验方法》等三本标准，已经有关部门会审。
现批准《普通混凝土拌合物性能试验方法》GBJ80 －85、《普通混凝土力学性能试验方法》GBJ81－85 和《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》GBJ82―85 等三本标准为国家标准，自一九八六年七月一日起施行。
该三本标准由城乡建设部管理，其具体解释等工作由中国建筑科学研究院负责。
出版发行由我委基本建设标准定额研究所负责组织。
国家计划委员会一九八五年十一月二十五日编制说明本标准是根据原国家建委（78）建发设字第562 号通知的要求，由中国建筑科学研究院会同各有关单位共同编制而成的。
在编制过程中，作了大量的调查研究和试验论证工作，收集并参考了国际标准和其它国内外有关的规范标准，经过反复讨论修改而成的。
在编制过程中曾多次征求全国各有关单位的意见，最后才会同有关部门审查定稿。
本标准为普通混凝土基本性能中有关力学性能的试验方法。
内容包括立方体抗压强度、轴心抗压强度、静力受压弹性模量、劈裂抗拉强度以及抗折强度等五个方法。
由于普通混凝土力学性能试验涉及范围较广，本身又将随着仪器设备的改进和测试技术的提高而不断发展，故希望各单位在执行本标准过程中，注意积累资料、总结经验。
如发现有需要修改补充之处，请将意见和有关资料寄中国建筑科学研究院混凝土研究所，以便今后修改时参考。
城乡建设环境保护部一九八五年七月第一章总则第1.0.1 条为了在确定混凝土设计特征值、检验或控制现浇混凝土工程或预制构件的质量时，有一个统一的混凝土力学性能试验方法，特制订本标准。
斜拉桥-独塔单索面非对称斜拉桥研究资料
1 绪论1.1 课题研究背景斜拉桥是一种由塔、梁、索3 种基本构件组成的高次超静定组合桥梁结构体系[1]。
斜拉桥的桥面体系是以主梁受压或受弯为主，而其支承体系是以拉索受拉和索塔受压为主。
斜拉索由桥塔上部引出并多点弹性支承于桥跨，这样的结构形式使斜拉桥的主梁受力类似于连续梁，从而大大降低了主梁截面弯矩，有效地提高了主梁的跨越能力。
从斜拉桥的结构形式和主梁、索塔、斜拉索三大构件的受力特征看，斜拉桥具有形式多样、造型美观，主梁高度不高、优良的跨越能力等特点；斜拉桥的设计结构特点包括计算机结构分析和计算、高次超静定结构、应用有限单元法；与其它桥型相比，斜拉桥的特性包括：斜拉桥是跨径250m~600m 的最合适桥型，而斜拉跨径600m~1000m 时，斜拉桥是仅次于悬索桥的合适桥型[2]。
由于斜拉桥的种种优点，斜拉桥已广泛应用于现代城市桥梁和大跨度桥梁的建设当中。
然而，在斜拉桥的运营过程中，由于频繁承载甚至承受超载，加上长期的自然侵袭以及人为事故造成的损坏，斜拉桥会产生各种病害。
随着服役年限的增长，桥梁发生病害的部位会越来越多，损坏程度也会越来越严重另一方面，在结构上来说，斜拉桥属于柔性结构，在风力、地震力其他自然及人为的动力影响时容易发生振动，这些振动对于斜拉桥的受力来说是不利的。
斜拉索是斜拉桥的核心组成部分，现用的斜拉索绝大多数为钢制斜拉索，但钢斜拉索存在很多问题，如振颤、防腐、锚固点的应力疲劳等。
其中斜拉索及其锚具的防腐问题尤为显著，由于斜拉索锈蚀而导致斜拉桥被迫换索已经占到了相当高的比例[4]。
对于已建斜拉桥，在其营运过程中某些构件损坏尤其是斜拉索损伤会导致桥梁极限承载能力的降低甚至导致突然坠毁事故，这些问题给人们生活和社会稳定带来极大的安全隐患。
因此，对既有营运斜拉桥病害检测及加固研究工作显得尤为必要。
1.2 国内外研究现状1.2.1 斜拉桥病害检测研究现状早在20 世纪50年代开始，人们就开始着手研究桥梁损伤问题，进入70 年代之后，桥梁检测工作已经被运用于桥梁工程，用来评定桥梁的成桥质量。
材料力学性能05_冲击
高强低韧材料1和高韧低强材料2 的A-N曲线有一个交点。说明在 大能量低冲击寿命下，高韧低强 材料2的多冲抗力居上，而在小 能量高冲击寿命时，高强低韧材 料的多冲抗力居上。因此，材料 抵抗大能量一次冲击的能力主要 取决于材料的塑性和韧性，而抵 抗小能量多次冲击的能力则主要 取决于材料的强度。
2020/7/9
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SHPB冲击试验与应力波分析
SHPB实验原理是将试样夹持于两个 细长弹性杆(入射杆与透射杆)之间， 由圆柱形子弹以一定的速度撞击入射 弹性杆的另一端，产生压应力脉冲并 沿着入射弹性杆向试样方向传播。当 应力波传到入射杆与试样的界面时， 一部分反射回入射杆，另一部分对试 样加载并传向透射杆，通过贴在入射 杆与透射杆上的应变片可记录人射脉 冲，反射脉冲及透射脉冲。当材料在 受冲击时瞬间变形可近似地视为恒应 变率，由一维应力波理论可以确定试 样上的应变率、应力、应变。
(2) 弹塑性响应 当冲击载荷产生的应力超过屈服强度而低于104MPa时，材料的响应可用耗散过程来 描述，同时应考虑大变形、粘滞性、热传导等，本构方程十分复杂，呈非线性。
(3) 流体动力学—热力学响应 当冲击载荷产生的应力超过材料强度几个数量级，达到106MPa或更高，材料可作为 非粘性可压缩流体处理，其真实结构可不予考虑，材料的响应可用热力学参数来描 述，其本构关系可用状态方程表示，也为非线性。
2020/7/9
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材料的冲击破坏
载荷以高速度作用于材料的现象称为冲击。材料在冲击载荷作用下 发生的破坏与静载破坏有着不同的特点。冲击破坏过程中的应力波效应 是造成这一差异的主要根源。此外材料的应变率性效应也会对材料的冲 击破坏产生影响。设法在实验测试中将材料的应力波效应与应变率效应 解耦是测定材料动态本构关系的关键。
材料的性能与表征
《材料性能与表征》教学大纲课程代码：023155P1英文名称：Materials properties and characterization学时：32学分：2先修课程：大学物理、高等数学、金属学与热处理、模具材料与热处理、金工实习等适用专业：材料成型及其控制开课院系：材料成型及其控制系教材：《工程材料力学性能》，束德林主编，机械工业出版社，2011年5月（第2版）《材料现代分析测试方法》，王富耻主编，北京理工大学出版社，2006年1月（第1版）参考书：《分析电子显微学导论》，戎咏华主编，高等教育出版社，2006年09月（第1版）《材料性能学》，张帆主编，上海交通大学出版社，2009年1月（第1版）一、课程的性质、地位和任务（黑体小四号）《材料性能与表征》是理工科高等院校材料类专业的一门选修专业课程。
在掌握材料科学理论知识的基础上，与材料工程实践和材料科学理论研究相结合，通过《材料性能与表征》课程的学习，进一步深化掌握材料各种性能性能指标的理论和工程意义以及影响材料性能指标的各种因素，并全面介绍有关材料成分、结构及组织形貌的现代分析方法、测试技术，内容涉及X射线衍射学、电子显微学、电子能谱学、有机波谱学等方法了解或熟悉各种材料的现代分析。
培养学生掌握材料性能指标的测试原理，并初步具有分析材料性能影响因素的能力，最终达到使学生学会研究材料的晶体结构、微观组织、化学成分、物相组成与材料制备工艺、材料性能间相互作用关系的理论知识和研究方法。
二、课程内容和基本要求（黑体小四号）1．绪论（2学时）介绍《材料性能与表征课程》的性质、意义、内容及学习本课程的要求等。
2. 金属在单向静拉伸载荷下的力学性能（2学时）熟悉力—拉伸曲线和应力—应变曲线的测试方法；掌握弹性变形的实质、熟悉弹性极限、比例极限、弹性比功的物理意义、工程意义；熟悉影响弹性摸量的主要因素；掌握几种理想弹性行为的定义、物理意义以及工程上的利弊；了解内耗基本概念；掌握塑性变形的机理；掌握塑性变形指标（屈服强度、延伸率、伸长率）的测试方法，了解影响屈服强度的主要因素；了解断裂的基本概念、断裂基本方式；掌握断裂的机理。
T800H级环氧基复合材料热力学性能测试
第1期纤维复合材料㊀No.1㊀252024年3月FIBER ㊀COMPOSITES ㊀Mar.2024T800H 级环氧基复合材料热力学性能测试乔㊀巍,贾佳乐,路明坤(中建材(上海)航空技术有限公司,上海200120)摘㊀要㊀开展了T800H 级树脂基复合材料的热力学性能测量㊂采用热膨胀分析仪测量了0ħ~170ħ温度范围内复合材料热膨胀系数;对E1806树脂进行了恒温和动态DSC 扫描,基于自催化模型,建立了E1806树脂的固化动力学方程;利用旋转流变仪测量出E1806树脂的凝胶固化度为0.62;采用TMA 法测量出凝胶后单向层合板厚度方向上的收缩应变为0.88%㊂关键词㊀热力学性能;固化动力学方程;收缩应变;试验Thermodynamic Performance Test of T 800H Grade EpoxyMatrix Composite MaterialsQIAO Wei,JIA Jiale,LU Mingkun(CNBM (Shanghai)Aviation Technology Co.,Ltd.,Shanghai 200120)ABSTRACT ㊀This article conducted thermodynamic performance measurements of T800H resin based composite materials.The thermal expansion coefficient of composite materials was measured using a thermal expansion analyzer within the temper-ature range of 0ħto 170ħ;The constant temperature and dynamic DSC scanning were performed on E1806resin,and the curing kinetics equation of E1806resin was established based on an autocatalytic model;The gel curing degree of E1806resin was 0.62measured by rotary rheometer;The shrinkage strain in the thickness direction of unidirectional laminates af-ter gel is 0.88%measured by TMA method.KEYWORDS ㊀thermodynamic performance;curing kinetics equation;shrinkage strain;test基金项目:中国建材集团攻关专项资助(2021YCJS02)通讯作者:乔巍,博士㊂研究方向为复合材料结构设计及固化变形控制㊂E -mail:qiaow@1㊀引言复合材料具有高比强度,高比刚度,且具有良好的可设计性,因此,复合材料越来越多地应用于飞机机身㊁机翼等结构中[1-3]㊂复合材料热力学性能是复合材料固化过程模拟㊁残余应力和固化变形预测的基础,因此需要通过试验获得复合材料热力学性能及在固化过程中的固化反应行为㊂固化动力学方程主要描述固化过程中树脂基体固化反应程度与温度和时间的函数关系㊂众多学者对不同树脂体系固化反应行为进行了大量的理论和试验研究㊂李伟东等[4]和张晨乾等[5]研究了热压罐固化的双马聚酰亚胺树脂固化动力学行为,并绘制了树脂的时间-温度-转变(TTT)图㊂李自强等[6]在Kamal 动力学模型的基础上,通过差示扫描量热分析法(Differential Scanning Calorimetry,纤维复合材料2024年㊀DSC)获得了微波固化的环氧树脂固化反应动力方程㊂江天等[7]研究了热压罐固化的T800/环氧树脂体系的复合材料性能,其中树脂固化动力学方程和玻璃化转变温度方程的研究方法为DSC法㊂贾丽杰[8]利用江天试验测量的材料性能和固化动力学方程建立了复合材料固化变形的有限元模型,研究了结构因素对固化变形的影响㊂在固化过程中,复合材料化学收缩反应会产生收缩应变,目前获得树脂化学收缩应变的方法主要是试验法㊂Li等[9]采用重量法测量了MY750树脂凝胶前后的化学收缩率㊂杨喜等[10]采用王荣秋教授发明的毛细管膨胀计法实时监测了环氧树脂固化过程中化学收缩率的变化㊂丁安心[11]和Hu等[12]将光纤布拉格光栅传感器埋入预浸料内部,测量了固化过程中材料内应变的变化情况㊂Garstka等[13]采用静态热机械分析仪(Thermomechanical Analy-sis,TMA)测量了AS4/8552复合材料的收缩应变,江天等[7]采用了相同的方法监测了T800/环氧预浸料固化过程中的厚度变化情况㊂TMA法是目前比较主流的化学收缩应变测量方法,预浸料在一定的温度历程(复合材料厂推荐的固化工艺温度曲线)下,且在预浸料表面的特定方向上施加一定的机械力以模拟固化压力,这时测量在该方向上预浸料尺寸变化量随温度和时间的变化情况㊂目前研制的T800H环氧基复合材料的材料性能和固化动力学参数等尚不完善,亟需进行相关试验测量材料参数,为后续复合材料固化变形模拟提供输入条件㊂本文利用电液伺服试验机和热膨胀仪分别测量了复合材料力学性能和热膨胀系数,通过差示扫描量热分析仪和旋转流变仪分别研究了E1806环氧树脂的固化动力学方程和凝胶固化度,采用静态热机械分析仪研究了固化过程中T800H/E1806单向预浸料在厚度方向上的收缩应变㊂2㊀热膨胀系数测量复合材料试验件的材料牌号为T800H/E1806,纤维为T800级增强碳纤维,基体为E1806环氧基树脂,采用热压罐固化工艺成型㊂采用MST370系列电液伺服试验机测量复合材料的力学性能,其中复合材料纵向(沿着纤维方向)和横向(垂直纤维方向)弹性模量的试验标准为ASTM D3039,复合材料剪切模量和泊松比的试验标准为ASTM D7078㊂通过NETZSCH公司的DIL402Expedis热膨胀分析仪测量不同温度下复合材料热膨胀系数,试验件为固化好的单向层合板,试验标准为ASTM D696,测量范围为0ħ~170ħ,试验结果如图1所示㊂试验结果表明,复合材料横向热膨胀系数β2远大于纵向热膨胀系数β1,且β1的值很小,这是由于复合材料的纵向性能主要是由纤维性能决定的,且纤维的热膨胀系数很小㊂β1的试验结果随温度变化很小,因此可取均值-0.35με/ħ㊂β2的试验结果随温度的增加而增大,采用一次函数拟合该试验数据,拟合结果如公式(1)所示,拟合优度R2为0.978,接近于1,表明拟合效果良好㊂β2=(0.018T+30.642)με/ħ(1)式中,T为温度㊂图1㊀T800H复合材料热膨胀系数的试验结果3㊀固化动力学方程采用DSC法研究E1806树脂的固化动力学方程,获得树脂在固化过程中固化度随温度和时间的变化历程,为后续的固化变形仿真分析奠定试验基础㊂首先,采用德国NETZSCH公司的DSC200F3型号设备对树脂样品进行变温扫描,DSC试验测量设备如图2所示,样品质量为3mg,流速设定为50ml/min,时间设定为50min,升温速率有两种,分别为5ħ/min和10ħ/min㊂变温下DSC测量的热流-时间曲线如图3所示,获得了单位质量树脂固化反应释放的总热量Hr为452kJ/kg㊂在此基础上,采用DSC进行等温扫描,树脂样品质量约562㊀1期T800H 级环氧基复合材料热力学性能测试mg,流速设定为50ml /min,时间设定为60min,温度分别为165ħ㊁175ħ及185ħ,测量获得的热流-时间曲线如图4所示㊂图2㊀DSC试验测量设备图3㊀DSC 测量的热流-时间曲线图4㊀恒温下DSC 测量的热流-时间曲线假设树脂的固化率与热流变化率成正比,即[14]如公式(2)所示㊂dαdt =1H r dHdt(2)式中,t 为时间;α为固化度;dα/dt 为固化率;H 为热量;dH /dt 为热流变化率㊂将图4中的瞬时热量除以总热量Hr,再对时间进行积分,得到了固化度-固化率曲线,如图5所示㊂目前,固化动力学模型主要有宏观尺度上的唯象模型和细观尺度上的机理模型㊂由于固化反应过程过于复杂,采用机理模型进行建模和计算的难度高,因此现有的固化动力学研究主要以唯象模型为基础,再通过非线性拟合得到模型参数㊂目前常用的固化动力学模型主要有n 级动力学模型㊁Kamal 模型及自催化模型等㊂本文采用自催化模型对E1806树脂的固化反应进行动力学分析,自催化模型的表达式如公式(3)所示㊂dαdt =A exp (-ΔERT)αm (1-α)n (3)式中,A 为频率因子;ΔE 为活化能;m 和n 为动力学常数;R 为普适气体常数㊂根据图5中的固化度-固化率试验结果,采用神经网络优化算法对公式(3)进行非线性拟合,即可得到固化动力学参数㊂拟合优度R 2㊂图5同时给出了试验结果和自催化模型的拟合结果,结果表明,在固化反应阶段,自催化模型的拟合结果与试验结果吻合良好,拟合得到的E1806树脂固化动力学参数如表1所示㊂图5㊀不同温度下固化度-固化率的自催化模型拟合结果与试验结果对比表1㊀拟合的E1806树脂自催化模型固化动力学参数A /minΔE /(J /mol)mn4.824ˑ104 6.544ˑ1040.1636 1.33264㊀凝胶固化度测量随着固化的进行,树脂黏度逐渐增大,基体分子链逐渐增长,开始形成三维网状结构,此时会出72纤维复合材料2024年㊀现凝胶现象,其中树脂的凝胶点是固化反应到达一定程度的标准㊂在等温凝胶试验中,将固化反应到达凝胶点所需要的时间定义为凝胶时间t gel ,此时的固化度称为凝胶固化度αgel ㊂本文采用旋转流变仪研究了E1806树脂的凝胶固化度㊂采用美国TA 仪器公司的ARES -G2旋转流变仪在170ħ和180ħ两种温度下对树脂进行了等温扫描,获得的E1806树脂存储模量和损耗模量变化曲线如图6所示㊂结果表明,随着固化反应的进行,树脂存储模量E 和损耗模量Eᶄ均逐渐增加㊂此外,固化反应开始时E 小于Eᶄ,但到达某个时间点后E 将超过Eᶄ,且通常将E =Eᶄ对应的时刻定义为该温度下树脂的凝胶时间t gel [7],这样170ħ和180ħ对应的凝胶时间t gel 分别为31.05min 和21.12min㊂利用E1806树脂的固化动力学公式(3),计算出在170ħ和180ħ恒温下的凝胶固化度αgel 分别为0.61和0.63,因此本文通过旋转流变仪法测量得到的E1806树脂凝胶固化度取值为0.62㊂图6㊀旋转流变仪测量的E1806树脂存储模量和损耗模量曲线化学收缩应变测量采用TMA 法测量固化过程中T800H /E1806复合材料的化学收缩应变㊂试验所用TMA 为美国热流变科学仪器公司的Q400,如图7(a)所示,其温度精度为ʃ1ħ,位移精度为ʃ0.5nm㊂试验件为单向铺层的预浸料,如图7(b)所示,其面内尺寸4mm ˑ4mm,初始厚度为4.04mm㊂T800H /E1806复合材料的固化工艺温度曲线为:从室温升温至130ħ,保温一个小时,再升温至185ħ,保温两个小时,最后降至室温,升温和降温速率分别为2ħ/min 和-2ħ/min,如图8所示㊂此外,热压罐的固化压力为0.6MPa,真空袋压力为0.1MPa㊂采用TMA 进行测试时,将测量频率设定为1Hz,压头施加压强设定为0.7MPa,温度历程按工艺温度曲线,测量固化过程中试验件在厚度方向上的收缩应变历程㊂图7㊀TMA 试验仪器和试验件通过E1806树脂的固化动力学方程,计算得到135min 时的树脂固化度为0.62,即135min 时树脂将发生凝胶反应㊂由于凝胶前树脂的流动性较好,通常认为凝胶前复合材料内部的残余应变和残余应力都会随着树脂的流动而消失[13],因此可合理假设135min 时的应变为0㊂在此基础上,通过TMA 获得了固化过程中试验件厚度方向上的收缩应变变化曲线,如图8所示㊂结果表明,135min 前试验件厚度方向上的收缩应变为0;135min 至245min 时,试验件厚度方向上的收缩应变绝对值逐渐增加,需要注意的是,这里的收缩应变不仅包含了化学收缩应变,还包含了该时间段内产生的少量热应变;245min 后收缩应变保持恒定,试验件厚度方向上的收缩应变最终达到了-0.88%㊂采用一个三次多项式拟合固化过程中收缩应变的试验结果,获得的拟合式如公式(4)所示,图8表明拟合曲线与试验结果吻合较好㊂εsh 2=εsh3=0,tɤ135min -9.1076ˑ10-9t 3+6.025ˑ10-6t 2-0.00136t +0.0962,135<t <245min -0.0088,tȡ245minìîíïïïïï(4)式中,εsh 2和εsh3分别为复合材料面内横向和厚度方向上的化学收缩应变㊂由于纵向化学收缩应变εsh1主要由纤维性能决定,而纤维发生化学收缩,82㊀1期T800H 级环氧基复合材料热力学性能测试因此εsh1的值非常小,通常取为0㊂图8㊀固化过程中试验件厚度方向上的收缩应变变化曲线6㊀结语采用试验方法研究了T800H 级树脂基复合材料的热力学性能,结论如下:(1)采用热膨胀分析仪测量了E1806树脂0ħ~170ħ温度范围内复合材料热膨胀系数;(2)对E1806树脂进行了恒温和动态DSC 扫描,基于自催化模型,建立了E1806树脂的固化动力学方程;(3)利用旋转流变仪测量出E1806树脂的凝胶固化度为0.62;(4)采用TMA 法测量出凝胶后单向层合板厚度方向上的收缩应变为0.88%㊂参考文献[1]杜善义,关志东.我国大型客机先进复合材料技术应对策略思考[J].复合材料学报,2008(01):1-10.[2]王衡.先进复合材料在军用固定翼飞机上的发展历程及前景展望[J].纤维复合材料,2014,31(04):41-45.[3]张兴金,邓忠林.浅谈纤维复合材料与中国大飞机[J].纤维复合材料,2009,26(02):24-26.[4]李伟东,张金栋,刘刚,等.高韧性双马来酰亚胺树脂的固化反应动力学和TTT 图[J].复合材料学报.2016,33(07):1475-1483.[5]张晨乾,陈蔚,叶宏军,等.具有双峰反应特性的高韧性双马来酰亚胺树脂固化动力学和TTT 图[J].材料工程.2016,44(10):17-23.[6]李自强,湛利华,常腾飞,等.基于微波固化工艺的碳纤维T800/环氧树脂复合材料固化反应动力学[J].复合材料学报.2018,35(09):162-168.[7]江天,徐吉峰,刘卫平,等.整体化复合材料结构分阶段固化变形预报方法及其实验验证[J].复合材料学报.2013,30(5):61-66.[8]贾丽杰,叶金蕊,刘卫平,等.结构因素对复合材料典型结构件固化变形影响[J].复合材料学报.2013(s1):261-265.[9]Li C,Potter K,Wisnom M R,et al.In -situ measurement of chem-ical shrinkage of MY750epoxy resin by a novel gravimetric method [J].Composites Science &Technology.2004,64(1):55-64.[10]杨喜,李书欣,王继辉,等.一种实时监测环氧树脂固化过程中化学收缩的方法[J].玻璃钢/复合材料.2016(1):74-78.[11]丁安心.热固性树脂基复合材料固化变形数值模拟和理论研究[D].武汉理工大学,2016.[12]Hu H,Li S,Wang J,et al.Monitoring the gelation and effectivechemical shrinkage of composite curing process with a novel FBG ap-proach [J].Composite Structures.2017,176:187-194.[13]Garstka T,Ersoy N,Potter K D,et al.In situ measurements ofthrough -the -thickness strains during processing of AS4/8552com-posite [J].Composites Part A:Applied Science &Manufacturing.2007,38(12):2517-2526.92。
浮空器囊体材料力学性能实时测定
对于图示各点应力状态
对于图示各点应力状态，属于单向应力状态的是： (A) a 点； (B) b 点；(C ) c 点；(D)d 点。
正确答案是 。
H1002ADD对于图示单元体中τmax 有下列四种答案： (A) 100MPa ； (B) 0MPa ； (C) 50MPa ； (D) 200MPa 。
正确答案是 。
H1003ADD关于图示单元体属于哪种应力状态，有下列四种答案： (A )单向应力状态； (B)二向应力状态； (C) 三向应力状态； (D) 纯剪应力状态。
正确答案是 。
关于图示单元体属于哪种应力状态，有下列四种答案： (A )单向应力状态； (B)二向应力状态； (C) 三向应力状态； (D) 纯剪应力状态。
正确答案是 。
H1005ADB矩形截面简支梁受力如图(a)所示，横截面上各点的应力状态如图(b)所 示。
关于他们的正确性，现有四种答案： (A) 点1,2的应力状态是正确的； (B) 点2,3的应力状态是正确的； (C) 点3,4的应力状态是正确的； (D) 点1,5的应力状态是正确的。
正确答案是 。
H1006ADC关于图示梁上a 点的应力状态有下列四种答案： 正确答案是。
(a)H1007ADC对于图示悬臂梁中，A 点的应力状态有下列四种答案：正确答案是 。
H1008ADC微元体的应力状态如图示，关于其主应力有下列四种答案： (A )σ1＞σ2＞０，σ3＝０；(B)σ3＜σ2＜０，σ1＝０；(C)σ1＞０，σ2＝０，σ3＜０，｜σ1｜＜｜σ3｜； (D)σ1＞０，σ2＝０，σ3＜０，｜σ1｜＞｜σ3｜。
正确答案是 。
(A )(B ) (C )(D ) σH1009ADC已知单元体AB 、BC 面上只作用有剪应力τ，现关于AC 面上应力有下列四 种答案：(A) τAC ＝τ/2，σAC ＝0； (B)τAC ＝τ/2，σAC ＝31/2τ/2； (C)τAC ＝τ/2，σAC ＝-31/2τ/2； (D) τAC ＝-τ/2，σAC ＝31/2τ/2。
新一代先进复合材料的性能测试和预测新进展
新一代先进复合材料的性能测试和预测新进展随着科技的不断进步和发展，复合材料在各个领域中扮演着越来越重要的角色。
然而，为了在不同应用场景中有效地使用复合材料，对其性能进行准确的测试和预测是必不可少的。
本文将探讨新一代先进复合材料的性能测试和预测的最新进展。
一、性能测试1. 力学性能测试力学性能是评估复合材料品质和可行性的重要标准之一。
在新一代先进复合材料的性能测试中，常用的力学性能测试包括拉伸、压缩、弯曲、剪切等试验。
为了提高测试效率和准确性，工程师们正在引入新型设备和技术，如纳米压痕仪、异物微型杆、光纤光栅等。
这些先进的测试设备和技术能够更精确地测量复合材料的力学性能，为设计和制造过程提供更可靠的数据支持。
2. 热力学性能测试热力学性能是衡量复合材料在高温环境下的稳定性和可靠性的重要指标。
近年来，热分析技术（如热重分析、差示扫描量热仪等）的不断发展，使得热力学性能测试更加精确和可靠。
此外，热红外成像技术也被广泛应用于热力学性能测试中。
通过红外热像仪等设备，可以实时监测并分析复合材料在高温环境下的温度分布和传热性能，为进一步改善复合材料的耐高温性能提供有力依据。
3. 耐腐蚀性能测试由于复合材料通常用于恶劣环境下，如海洋、化工等行业，其耐腐蚀性能至关重要。
为了准确评估复合材料的耐腐蚀性能，科研人员将传统的浸泡实验与现代化的电化学腐蚀测试方法相结合。
这些方法能够模拟实际工作环境中的复杂腐蚀条件，并提供一系列参数，如腐蚀速率、耐腐蚀性等，以帮助设计和制造更耐腐蚀的复合材料。
二、性能预测1. 数值模拟数值模拟在复合材料性能预测中起着重要的作用。
借助计算机仿真软件，工程师们能够对复合材料的结构和性能进行精确的预测。
数值模拟可以模拟复合材料在不同载荷情况下的应力、变形和破坏行为，为优化设计和改进制造过程提供理论依据。
此外，随着计算机硬件和算法的发展，研究人员还利用深度学习和人工智能等方法，将复合材料的实验数据与数学模型相结合，以提高预测的准确性和可靠性。
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编号 S08-3653-O S08-3658-O S08-3646-O S08-3647-O S08-3648-O S08-3674-O S08-3685-O S08-3672-O S08-3673-O S08-3660-O S08-3661-O S08-3666-O S08-3667-O S08-3664-O
李江华 瞿 刘 欢 冬
彭文杰 贾 东
8
单位 主持人 中国石油大学（北京） 中国科学院力学研究所 西南交通大学 西南交通大学 西南交通大学 中国科学院金属研究所 中国科学院金属研究所 北京航空工程技术 研究中心 北京航空工程技术 研究中心 天津大学 天津大学 武汉钢铁有限公司 研究院 武汉钢铁有限公司 研究院 中国工程物理研究 院总体工程研究所 帅 健 熊俊江