發(fā)布時(shí)間：2017-11-05 12:22

  本文關(guān)鍵詞：基于缺口環(huán)法和相對(duì)法評(píng)價(jià)材料在特殊條件下的彈性模量

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【摘要】：隨著各種先進(jìn)材料在多種領(lǐng)域的快速發(fā)展,需要將具有不同功能的材料組裝復(fù)合后使用或開(kāi)發(fā)高性能微觀尺度元件,從而使其能夠在各種特殊條件下安全服役并發(fā)揮作用,包括材料外部及其內(nèi)部的特殊條件。其中,彈性模量是材料的重要核心力學(xué)性能及結(jié)構(gòu)參數(shù)之一,對(duì)于材料設(shè)計(jì)與安全使用至關(guān)重要。本文發(fā)揮本課題組提出的相對(duì)法與缺口環(huán)法各自以及相結(jié)合的優(yōu)勢(shì),開(kāi)展材料在超高溫下彈性模量評(píng)價(jià)、管材涂層彈性模量評(píng)價(jià)及其他表征工作的理論分析及實(shí)驗(yàn)研究。首先,本文利用相對(duì)法解決了超高溫下缺口環(huán)變形測(cè)量的難題,即通過(guò)對(duì)比缺口環(huán)試件和剛性圓板試件的橫梁位移差即可得到缺口環(huán)試件的真實(shí)變形,從而得到材料在1500℃以上的彈性模量。該方法解決了高溫及超高溫下變形難測(cè)量的世界性難題,且無(wú)需其他先進(jìn)復(fù)雜設(shè)備儀器,實(shí)現(xiàn)了在此極端環(huán)境下材料彈性模量快速、高效、準(zhǔn)確、便捷的評(píng)價(jià)與表征。其次,基于管材涂層彈性模量較難評(píng)價(jià)的問(wèn)題,本文結(jié)合相對(duì)法和缺口環(huán)法推導(dǎo)了三種管材涂層彈性模量的計(jì)算公式,用于評(píng)價(jià)石墨管材上CVD-SiC涂層的彈性模量。通過(guò)建立有涂層和無(wú)涂層缺口環(huán)試件之間的數(shù)學(xué)等價(jià)關(guān)系,測(cè)量二者間的彈性模量之比及壓縮位移之比即可得到管材涂層上的彈性模量。除了上述兩項(xiàng)結(jié)合相對(duì)法和缺口環(huán)法評(píng)價(jià)材料在特殊條件下的力學(xué)性能外,本文還針對(duì)單獨(dú)的缺口環(huán)法或相對(duì)法進(jìn)行了一些相應(yīng)的延伸和拓展。1)本文將相對(duì)法測(cè)試高溫變形的原理引入三點(diǎn)彎曲法后用于評(píng)價(jià)低剛度材料在超高溫極端環(huán)境下的彈性模量,例如石墨。同時(shí)在此基礎(chǔ)之上,討論孔隙率對(duì)石墨在1500~2000℃范圍內(nèi)彈性模量的影響。結(jié)果表明孔隙對(duì)石墨的超高溫彈性模量具有正反兩方面影響,故存在一個(gè)最佳孔隙率使得石墨彈性模量的拐點(diǎn)溫度更高,且在2000℃后相比其他石墨具有較高的彈性模量。2)本文推導(dǎo)了閉口環(huán)法計(jì)算公式用于評(píng)價(jià)低剛度管材的彈性模量與彎曲強(qiáng)度,特別是纖維復(fù)合增強(qiáng)管材。作為缺口環(huán)法的重要補(bǔ)充內(nèi)容,兩種方法互補(bǔ)不足,可用于評(píng)價(jià)大多數(shù)管材的力學(xué)特征。3)本文在原有相對(duì)法測(cè)試涂層彈性模量的基礎(chǔ)上進(jìn)行延伸,推導(dǎo)出可以評(píng)價(jià)涂層在水平方向的彈性模量的計(jì)算公式,進(jìn)一步完善了涂層在不同方向上的力學(xué)性能的表征與評(píng)價(jià)方法。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB30

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1 劉釗;基于缺口環(huán)法和相對(duì)法評(píng)價(jià)材料在特殊條件下的彈性模量[D];中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院;2016年

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本文編號(hào)：1144190